水处理污泥异常 - 污泥老化（深度解说）

在污水处理过程中，活性污泥是去除污染物的关键因素。然而活性污泥也会 "变老"，就像男人的花期，一不小心就没了。今天咱们就来探究一下污泥老化的特征、原因、影响，预防措施和解决对策，让污泥永葆青春。

一、污泥老化的特征判断

1.基于污泥外观变化辨识

正常活性污泥颜色多为黄褐色，具有良好的絮凝性和沉降性能，呈絮状结构且絮体大小均匀。当污泥老化时，颜色往往变深，可能呈现深褐色甚至黑色。污泥絮体也会变得细碎、松散，难以形成较大的絮凝体，沉降性能变差，在二沉池中泥水分离困难，导致出水悬浮物增多。SV30观察，上清液细小颗粒增多，清澈度一般，上清液面带有细碎浮渣。

2.基于污泥性能指标判断

（1）F/M：偏低（有机物不足，微生物进入内源呼吸阶段，一般低于0.04-0.05kg BOD?/kg MLSS?d容易诱发老化）。

（2）MLSS：先高（排泥不足，惰性物质积累）后低（微生物活性下降，污泥解体流失）。

（3）SRT：过长（污泥停留时间过长）。

（4）SV30：偏低（污泥密实，沉降快但上清液可见明显颗粒增多，多少有挂壁现象，污泥出现卷毡过度）。

（5）SVI：<70mL/g，严重的<50mL/g（污泥压缩性增强，活性降低）。

逻辑：SRT↑→MLSS↑→F/M↓→污泥老化→MLSS↓→SV₃₀↓→SVI↓

当活性污泥出现老化时，F/M 值降低，意味着微生物食物不足，长期处于低负荷运行。微生物活性降低，内源呼吸加剧，而 MLSS 可能因惰性物质积累变化不明显或因排泥减少升高。由于微生物老化，沉降性能变好，SV30 和 SVI 值降低。同时，过长的 SRT 使得微生物在系统内停留过久，进一步促进老化。

3.基于生物相的变化

（1）菌胶团结构变化：菌胶团由原本紧密的絮状结构变得松散、边缘模糊，甚至解体成细小颗粒。因微生物活性降低，菌胶团颜色可能由正常的黄褐色变为灰白色或浅黄色。老化污泥的菌胶团对污染物的吸附和降解能力减弱，导致出水浑浊。

 

（2）原生动物和后生动物变化：

固着型原生动物减少，钟虫、累枝虫等依赖良好污泥环境的固着型原生动物数量显著减少甚至消失。

游泳型原生动物增多，草履虫、变形虫等游泳型原生动物可能短暂增多（因游离细菌增加），但总体原生动物多样性下降。

后生动物逐渐增多到最后减少消失，轮虫、线虫等后生动物数量在逐渐老化过程中逐渐增加。

出现耐低负荷生物，表壳虫、瓢体虫等耐低营养的指示生物可能出现。

4.基于结合处理效果判断

污泥老化会直接影响污水处理效果。若出水水质变差，如化学需氧量、氨氮、总磷等指标升高，悬浮物增多，且排除其他工艺故障因素后，可考虑是污泥老化导致处理能力下降，进而判断污泥可能老化。

二、污泥老化的原因

1.污泥龄过长

当污泥龄过长时，伴随着污泥浓度升高，微生物长期处于内源呼吸阶段。在这个阶段，微生物由于缺乏足够的营养物质，开始消耗自身的细胞物质来维持生命活动，导致细胞活力下降、形态改变，最终使污泥老化。

1.溶解氧问题

（1）溶解氧过高：强烈的曝气剪切力会破坏污泥絮体的结构。原本紧凑、有序的絮体变得松散、细碎，这使得微生物之间的相互作用和协作受到影响。微生物无法像在正常絮体结构中那样有效地进行物质交换和信息传递，进而影响细胞的正常生理功能，加速污泥老化。

（2）溶解氧过低：溶解氧不足时，微生物的好氧代谢受到抑制，无法充分分解有机物。长期处于低溶解氧环境下，微生物活性降低，部分微生物死亡，同样会导致污泥老化。

2.有毒有害物质冲击

污水中若含有重金属、有毒有机物，会破坏微生物的细胞结构和酶系统，抑制微生物的生长、繁殖和代谢活动。即使是低浓度的长期冲击，也会逐渐削弱微生物的活性，最终导致污泥老化。

3.有机负荷过低

当有机负荷过低时，意味着微生物可获取的营养物质严重不足。简单的说就是没得吃，吃的少，渐渐的就营养不良甚至死亡。长期营养匮乏会使微生物处于饥饿状态，新陈代谢速率大幅下降，进而导致污泥活性降低，逐渐走向老化。

4.内源呼吸加剧

在营养物质极度缺乏的情况下，微生物为了维持生命活动，不得不开始消耗自身的细胞物质，这种现象被称为内源呼吸。随着有机负荷持续过低，内源呼吸作用不断增强。微生物通过分解自身的蛋白质、脂肪等物质获取能量，这虽然能暂时维持生命，但会使细胞结构受损，功能逐渐衰退。长此以往，污泥中的微生物活性显著降低，原本具有良好絮凝和沉降性能的污泥结构被破坏，表现出污泥老化的特征。

5.污泥回流比

外回流比不当，会导致曝气池中污泥浓度不稳定，过高或过低的污泥浓度都不利于微生物生长，增加污泥老化的可能性。

6.温度

微生物生长对温度有一定要求，适宜的温度范围一般在 15 - 30℃。当水温低于 15℃时，微生物的酶活性降低，代谢速率减慢，污泥活性受到抑制，容易老化。

7.pH 值

适宜微生物生长的 pH 值范围一般为 6.5 - 8.5。pH 值过高或过低都会影响微生物的细胞膜通透性、酶活性和代谢途径。长期处于不适宜的 pH 值环境中，微生物活性下降，污泥老化加快。

三、污泥老化的影响

1.对处理效果的影响

活性污泥中微生物是去除污水有机物的关键，污泥老化致其活性降低、代谢减缓，分解吸收有机物能力变弱，致使出水化学需氧量和生化需氧量升高，处理效果不佳。同时，污泥老化影响硝化、反硝化细菌及聚磷菌，阻碍氨氮转化与反硝化，降低聚磷菌释磷吸磷能力，造成出水氨氮、总氮、总磷超标。而且，污泥老化使絮凝性能变差，部分污泥随水流出，增加出水悬浮物、降低透明度，未降解有机物和代谢产物还提高出水色度，恶化水质感官性状。

2.对污泥性能的影响

正常活性污泥在二沉池中沉降性能良好，能快速实现泥水分离，而污泥老化后，结构松散、絮体细小，致使二沉池泥水分离效果变差，污泥停留时间延长，甚至出现上浮现象，严重影响出水水质与后续污泥处理流程。衡量污泥沉降性能的关键指标 SVI，在污泥老化时也会异常，或虚高显示污泥有膨胀趋势、沉降性能差，或过低表明污泥絮体细小密实、活性与吸附降解污染物能力降低。

另外，在污泥脱水阶段，老化污泥因其结构与成分改变而难以压缩，脱水困难，泥饼含水率高，大幅增加后续污泥处置难度与成本。

3.二次污染风险增加

微生物死亡后会释放疏水性物质，极易形成顽固的化学泡沫或生物泡沫，不仅影响曝气效率，还可能溢出池体。同时，微生物内源代谢会产生硫化氢、氨等恶臭气体，恶化厂区环境。而且细胞裂解会释放难降解的溶解性有机物，增加出水色度及毒性风险。

4.对系统运行的影响

为维持系统正常运行，可能需增加曝气量或延长污水停留时间，这导致能耗增加。污泥流动性变差，易在管道和设备中沉淀堵塞，加剧设备磨损，缩短设备使用寿命，增加维护维修成本与工作量。因污泥沉降性能变差，二沉池或污泥处理阶段需添加更多絮凝剂，增加药剂消耗，且可能影响后续污泥处理处置。同时老化污泥中微生物活性低，面对进水水质波动，如毒性物质、负荷突增时，抗冲击负荷能力弱，处理系统易崩溃 。

四、如何防止污泥老化

1.合理控制污泥龄

定期监测污泥的性能指标，如污泥沉降比、污泥体积指数等，根据监测结果及时调整排泥量，确保污泥龄处于合理范围内。如对于一般的活性污泥法，污泥龄可控制在 10 - 30 天。

2.营养物质投加

对进水水质进行监测和分析，根据实际的碳氮磷100/5/1比例，必要时补充相应的营养物质。若碳源不足，可适量投加甲醇、乙酸钠等易生物降解的碳源。若氮、磷缺乏，可投加相应的氮肥、磷肥，以保证微生物生长所需的营养平衡。

3.控制溶解氧

安装溶解氧在线监测仪，实时监测曝气池不同区域的溶解氧浓度。在好氧阶段，将溶解氧浓度控制在合适的范围，一般为 2 - 4mg/L，避免溶解氧过高或过低。

4.进水水质管控

在污水厂内设置调节池或调用应急池，对进水水质和水量进行均衡调节，缓冲水质水量的波动，降低对微生物的冲击，减少污泥老化的风险。

5.调整回流比

通过生产性试验，确定最佳的内回流比和外回流比。根据进水水质、水量和处理效果的变化，实时调整回流比，保证曝气池中污泥浓度稳定，使污泥在系统中合理分布。一般硝化液回流比为200% - 400%，污泥回流比为 20% - 100%。

6.控制污泥负荷

根据处理工艺和进水水质，通过调整污泥浓度和进水水量，将污泥负荷控制在合适的范围内，一般不低于0.04-0.05kg BOD?/kg MLSS?d。

五、污泥老化发生后短期应急措施

1.加大排泥量：短期内增加排泥频率，降低污泥龄至 7-10 天，置换老化污泥。

2.投加菌剂：补充硝化菌、反硝化菌等高效菌种，快速恢复微生物活性。