污水处理过程中指标的影响和控制--活性污泥浓度（MLSS）篇

活性污泥浓度又称混合液悬浮固体浓度（Mixed liquid suspended solids）（MLSS）是指单位体积混合液中活性污泥悬浮固体的质量，常用单位为毫克 / 升（mg/L）。也称之为污泥浓度。

一、MLSS 的组成

MLSS 主要由以下几部分组成：

1.具有代谢功能活性的微生物群体。

2.微生物内源代谢、自身氧化的残留物。

3.吸附在活性污泥上的难为细菌降解的惰性有机物质。

4.由污水挟入的无机物质。

这四者包括了MLSS的总量，就测定方便性而言，实际操作中常以MLSS作为相对计量活性污泥微生物量的指标。操作过程中，特别要注意的是MLSS仅指曝气池中混合液的浓度，而不考虑二沉池内混合液的浓度。同时，在监测曝气池混合液浓度的时候需要注意是以曝气池出口端混合液浓度为标准来衡量整个曝气池内活性污泥浓度的。 

二、MLSS的测量

活性污泥浓度（MLSS）的测量方法主要有以下几种：

1、重量法

原理：利用过滤的方法将活性污泥中的固体物质与水分离，然后将固体物质在一定温度下烘干至恒重，通过称量得到活性污泥的悬浮固体质量，从而计算出 MLSS。

步骤：取一定体积的混合液，一般为 100ml 左右，用已知重量的滤纸或滤膜进行过滤。将过滤后的滤纸或滤膜连同截留的活性污泥固体一起放入烘箱中，在 103～105℃的温度下烘干至恒重。取出烘干后的滤纸或滤膜，放入干燥器中冷却至室温，然后用分析天平称量。根据过滤的混合液体积和滤纸或滤膜上截留的固体质量，计算出 MLSS，单位为 mg/L。

2、光学法

浊度法原理：利用活性污泥悬浮液的浊度与MLSS之间的关系，通过测量浊度来间接计算 MLSS。
步骤：使用浊度计测量混合液的浊度，然后根据事先建立的浊度与MLSS的关系曲线，计算出 MLSS。

分光光度法原理：活性污泥中的微生物含有一些特定的物质，如叶绿素等，这些物质在特定波长的光下有吸收作用。通过测量混合液在特定波长下的吸光度，可以间接计算出 MLSS。
步骤：取一定体积的混合液，加入适当的试剂（如硫酸铝钾等）进行预处理，以消除干扰物质的影响。然后使用分光光度计测量混合液在特定波长下的吸光度，根据事先建立的吸光度与MLSS的关系曲线，计算出 MLSS。

3、其他方法

超声波法原理：利用超声波在活性污泥中的传播特性，通过测量超声波的衰减程度来计算 MLSS。
步骤：将超声波探头插入混合液中，发射超声波并接收反射回来的信号。根据信号的衰减程度，结合事先建立的模型，计算出MLSS。

电容法原理：活性污泥的电容与其浓度有关，通过测量混合液的电容来间接计算 MLSS。
步骤：使用电容传感器测量混合液的电容值，然后根据事先建立的电容与 MLSS 的关系曲线，计算出 MLSS。

为了日常了解曝气池混合液的浓度，及时侧面了解MLSS及其他控制参数，有必要至少每天检测一次MLSS值。这对日常操作而言，其过程控制的意义重大，不能看到了出水不合格的结果才去改变操作控制参数，在前段各系统部位的过程阶段就应该重点管理了，MLSS值的日常检测就是为过程控制提供数据支持。
在检测MLSS值方面，实验室检测也是比较快速和简单的一个检测项目。和检测SS值一样，采用重量法即可，只是在抽滤过程中要注意抽滤力度不要过大，倒入的活性污泥混合液不要太多，以免有活性污泥穿过滤纸而没有被滤纸过滤下来。另外烘干的时候，如果滤纸过滤的活性污泥较多，烘干时间也要灵活掌握。只有准确的实验数据才能给现场工艺调整和故障纠正提供最大的数据支持。

三、MLSS 的作用

（1）反映生物处理系统中微生物的数量

较高的 MLSS 意味着生物处理系统中有较多的微生物，能够更有效地降解污水中的有机物。但 MLSS 并非越高越好，过高的 MLSS 可能会导致污泥老化、二沉池沉淀效果变差等问题。

（2）影响污水处理效果

合适的 MLSS 可以保证良好的有机物去除效果、脱氮除磷效果等。如果 MLSS 过低，可能会导致有机物去除不彻底，出水水质不达标。

（3）与其他参数的关系

MLSS与污泥沉降比（SV）、污泥体积指数（SVI）等参数密切相关。通过这些参数的监测，可以了解活性污泥的性能和状态。

四、活性污泥浓度的控制范围参考

活性污泥浓度（MLSS）的正常范围会因不同的污水处理工艺、水质条件以及设计要求而有所差异。一般来说，传统活性污泥法中 MLSS 的正常范围在 2000mg/L 到 4000mg/L 左右。

例如，生活污水处理厂采用普通活性污泥法工艺时，MLSS 通常在 2000 - 3500mg/L 较为常见。而一些工业废水处理系统，由于废水成分复杂，其 MLSS 范围可能会有所不同。有些可能在 1500mg/L 到 3000mg/L 之间，而对于一些特殊的工业废水处理，MLSS 可能会更高或更低。

需要注意的是，确定合适的 MLSS 范围需要综合考虑处理效果、能耗、污泥沉降性能等多方面因素。在实际运行中，应根据具体情况进行调整和优化，通过监测进出水水质、污泥沉降比、污泥体积指数等参数，来判断当前的 MLSS 是否适宜。

(1)氧化沟工艺：活性污泥浓度控制不宜过高，因为氧化沟工艺中活性污泥处于低负荷运行状态，如果活性污泥浓度控制过高的话，在较长的氧化沟内很容易出现污泥老化现象，这样对后续的处理出水的影响比较明显。所以，在较低的活性污泥浓度情况下，仍然能够看到氧化沟的出水常带有细小的未沉降活性污泥颗粒流出。如果在氧化沟控制高活性污泥浓度的话就更容易出现这样的现象了。

(2)传统活性污泥法：传统活性污泥法对活性污泥浓度的控制要求更高，因为传统活性污泥法不具备氧化沟那样的抗冲击负荷能力，可调节操作性差，对活性污泥浓度变化而附带出的不良处理效果表现的更加明显。为此，在日常操作中应该严格按照食微比要求来调节活性污泥浓度，避免活性污泥浓度波动与进水浓度不配比或出现相反趋势。

(3)SBR法：SBR法处理工艺中，活性污泥浓度变化对系统影响是较小的，可以人为的延长或者缩短活性污泥与污染物的反应时间，以此来抵消活性污泥浓度过高或过低的不利影响。因此，从这一点上也可以将SBR工艺理解为较能适应冲击负荷和较能及时调整工况应对系统故障的活性污泥法工艺。

四、活性污泥浓度过低的后果及调整方法

1.处理效果下降

（1）有机物去除能力减弱：微生物数量不足，无法充分降解污水中的有机污染物，导致出水有机物含量超标，化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）等指标难以达到排放标准。

（2）脱氮除磷效果不佳：参与脱氮除磷的微生物数量减少，影响硝化、反硝化以及聚磷菌的代谢活动，使得总氮、总磷的去除效率降低，可能导致出水氮、磷含量过高，引起水体富营养化。

2.抗冲击能力差

（1）水质波动适应性低：当进水水质突然变化，如有机物浓度大幅升高、有毒物质进入等情况时，由于活性污泥浓度低，微生物总量少，无法迅速应对变化，系统容易受到冲击，出水水质急剧恶化。

（2）水量变化承受力弱：在水量增加时，低浓度的活性污泥无法及时处理更多的污水，可能导致处理不及时，部分污水未经充分处理就排出，影响环境。

3.污泥沉降性能变化

可能出现污泥松散：低浓度活性污泥的絮体结构通常较为松散，沉降性能变差。在二沉池中，污泥沉降速度减慢，容易导致泥水分离困难，出现上清液浑浊的现象，影响出水水质。

4.活性污泥浓度过低时应对方法：

（1）增加污泥回流比：提高从二沉池回流到曝气池的污泥量，使曝气池内的活性污泥浓度增加。但需注意回流比不能过高，否则可能会导致二沉池的污泥无法有效沉淀，影响出水水质。

（2）补充营养物质：如果是因为污水中营养物质不足导致活性污泥生长缓慢、浓度低，需要向污水中添加氮、磷、钾等营养元素，满足微生物的生长需求。例如，添加尿素、磷酸二氢钾等营养剂，促进活性污泥的繁殖。

（3）调整曝气量：检查曝气系统，确保曝气均匀且充足。合适的曝气可以为微生物提供足够的氧气，促进其生长和代谢，有助于提高活性污泥浓度。但也要避免过度曝气，否则可能会使活性污泥过于分散，影响沉淀效果。

（4）控制进水量和进水负荷：如果进水量过大或进水负荷过高，会使活性污泥无法充分处理污水中的有机物，导致污泥浓度难以提高。因此，需要控制进水量，使系统在合适的负荷下运行，让活性污泥有足够的时间进行生长和繁殖。

（5）减少排泥量：在活性污泥浓度过低的情况下，应适当减少排泥次数或排泥量，让污泥在系统内有足够的停留时间，以增加污泥浓度。但长期不排泥也可能会导致污泥老化等问题，所以需要根据实际情况进行调整。

五、活性污泥浓度过高的后果及调整方法

1.污泥沉降性能问题

（1）容易发生污泥膨胀：高浓度活性污泥可能引发丝状菌膨胀或非丝状菌膨胀。丝状菌过度生长会导致污泥絮体松散、体积增大，难以沉降；非丝状菌膨胀则可能是由于污泥中胞外聚合物过多等原因引起，同样会导致沉降困难。

（2）二沉池负荷增大：高浓度污泥使二沉池的固体负荷增加，可能超出其设计处理能力。这会导致污泥在二沉池中堆积，影响泥水分离效果，甚至造成污泥回流不畅，影响整个处理系统的运行。

2.能耗增加

（1）曝气量需求加大：更多的微生物需要更多的氧气进行代谢活动，因此需要提高曝气量。这不仅增加了鼓风机等曝气设备的能耗，还可能导致运行成本大幅上升。

（2）搅拌和回流能耗提高：高浓度污泥的流动性变差，为了保持系统内的混合均匀和污泥回流，需要消耗更多的能量用于搅拌和回流设备的运行。

3.污泥老化

（1）活性降低：活性污泥浓度过高时，污泥龄延长，容易出现污泥老化现象。老化的污泥中微生物活性降低，对有机物的降解能力下降，影响处理效果。

（2）产生过多胞外聚合物：老化污泥会分泌大量的胞外聚合物，这些物质会进一步影响污泥的沉降性能和脱水性能，增加后续污泥处理的难度。

4.活性污泥浓度过高时应对方法：

（1）增加排泥量：这是降低活性污泥浓度最直接的方法。通过增加排泥次数或延长排泥时间，将多余的污泥排出系统，使活性污泥浓度恢复到正常范围。

（2）调整回流比：适当降低污泥回流比，减少回流到曝气池的污泥量，从而降低曝气池内的活性污泥浓度。但同样要注意不能过度降低回流比，以免影响系统的处理效果。

（3）控制营养物质的投加量：避免过度投加营养物质，防止活性污泥因营养过剩而过度生长。根据进水水质和活性污泥的生长情况，合理控制营养剂的添加量。

（3）改善污泥沉降性能：如果活性污泥浓度过高导致污泥沉降性能变差，可以通过投加絮凝剂或助凝剂等方法，改善污泥的沉降性能，提高二沉池的泥水分离效果。例如，投加聚合氯化铝（PAC）、聚丙烯酰胺（PAM）等药剂，但药剂的投加量需要根据实际情况进行试验确定。

六、活性污泥浓度和其他控制指标的关系及联合分析方法

1.活性污泥浓度和污泥龄的关系。

从污泥龄的概念和定义中可以了解到，污泥龄是通过排除活性污泥来达到污泥龄指标的可操作手段的。这样污泥龄和活性污泥浓度两者的关系就表现出来了，通过合理的污泥龄及食微比的控制即可给出控制活性污泥浓度的合理范围了。事实上，一味提高活性污泥浓度，在进水有机物浓度不高的情况下，会发现污泥龄就特别长了，这样超出正常控制污泥龄值的情况，就可以明显地提示我们活性污泥浓度控制过高了，这样的判断要比用活性污泥浓度的绝对值来判断是否对活性污泥浓度的控制合理性要准确的多。也体现出我们一直提倡运用综合分析的方法去判断活性污泥系统运行工况和故障诊断的意义所在。

2.活性污泥浓度与温度（水温）的关系。

活性污泥浓度和温度的关系，实际上是活性污泥和水温的关系。活性污泥在生化池内的生长、繁殖、代谢，和水温的关系是密切的。在日常运行报表中将活性污泥对有机物的去除率分别在夏季和冬季的两组数据进行对比，可以明显的发现活性污泥对有机物的去除率在夏季明显优于冬季，提高10%是非常容易的；在排放水方面也可以看到，夏季的排放水清澈度肯定是优于冬季的。这些都说明活性污泥和水温关系密切。

通过观察发现，水温每降低10℃，活性污泥的活性将降低一倍；当水温低于10℃时，可以明显发现处理效果不佳。以排放水cod为例，将会较正常水温(20℃)上升50%。以活性污泥每4h繁殖一代的情况来看，活性污泥在水温正常时，代谢旺盛，处理效率极高。

我们在日常操作中就应该明确这一点，通过活性污泥浓度的调整来应对水温的变化。当水温偏低时，可以提高活性污泥浓度，以抵消活性污泥活性降低的负面影响，从而达到活性污泥在水温偏低时去除效率增高的目的；相反地，当水温较高时，活性污泥活性旺盛，控制过高的活性污泥不利于活性污泥的沉降，更多的是看到细小的未沉降絮体和混浊的上清液，这样的情况就可以指导我们通过降低活性污泥浓度来规避出现未沉降絮体和混浊的上清液的不良状况，另外，也可以降低对溶解氧的需求而达到节能的目的。

3.活性污泥浓度和活性污泥沉降比的关系。

沉降比的最终沉降值是多少，有很多影响因素，其中就有活性污泥浓度的影响。活性污泥控制浓度越高，活性污泥沉降比的最终结果就越大，反之则越小。在分析活性污泥浓度对沉降比的影响时，理解的出发点就是活性污泥浓度较高时，生物数量多，在压缩沉淀后自然就会出现较高的沉降比了。在高活性污泥浓度导致沉降比升高的情况中，与其他也能导致沉降比升高的因素相区别的要点是观沉降压缩后的活性污泥是否密实，色泽是否呈深棕褐色。通常非活性污泥浓度升高导致的沉降比升高多半压实性差，色泽暗淡。

当然，活性污泥浓度过低对沉降比影响也很明显，但是往往不是由于操作人员刻意降低活性污泥浓度导致沉降比过低的，而是进水有机物浓度过低导致的。这样的情况，操作人员总觉得活性污泥浓度控制过低，就努力的去拉高活性污泥浓度，结果就是出现活性污泥老化，最后的沉降比观察会发现活性污泥压缩性高、色泽深暗、上消液清澈但夹有细小絮体等典型活性污泥老化的现象。

如果是异常排泥出现的沉降比过低，通过观察也可以发现此时沉降的活性污泥色泽淡、压缩性差，沉降的活性污泥稀少。