水处理工艺参数 - FM（食微比）深度解说

水处理工艺参数 - F/M（食微比）深度解说

在污水处理厂的运行中，F/M 是一个重要的参数，深刻影响着污水处理的成效。今天咱透彻理解一下 F/M 的相关知识，如作用、计算、概念、影响因素及联系、控制范围、排查步骤及控制手段等方面进行展开探讨。

1.F/M 是什么

F/M 即食物（Food）微生物（Microorganism）比，意思是单位时间内单位质量微生物所承受的有机物负荷，所以也可以叫有机负荷，或者也有人叫污泥负荷，行内人一般叫食微比。

2.F/M 的作用

F/M 反映出微生物与食物之间的供需关系。恰当的 F/M 值能让活性污泥中的微生物处于良好代谢状态，高效分解污水中的有机物。高 F/M 使异养菌增殖，低 F/M 则诱导微生物进入内源呼吸阶段。同时，F/M 直接影响污泥沉降性、出水水质和系统抗冲击能力，通过调控 F/M 值，污水厂能依据实际进水水质和水量的变动，优化活性污泥系统的运行，还能降低曝气能耗，实现节能降耗。

3.F/M的计算公式

F/M =（每天污水总处理量*进水BOD5浓度）/（曝气池容积*MLSS）

F/M =（每天进入总食物量）/（曝气池微生物总量）

单位是 kgBOD5/(kgMLSS?d) 。

例如，污水处理厂每天总进水量20000m?/d，进水BOD5浓度400mg/L，曝气池容积8000m?，MLSS是4000mg/L。

F/M = （20000*400）/（8000*4000）=0.25 kgBOD5/(kgMLSS?d)

比如说因某种原因，没有每天做BOD5怎么办？

那就是把BOD5换算成COD，定期做BOD5、COD，取出BC比的平均值，再把COD乘以平均值带入计算。

例如污水处理厂每天总进水量20000m?/d，进水COD浓度1000mg/L，近四次BOD5、COD平均比值是0.4，曝气池容积8000m?，MLSS是4000mg/L。

F/M = （20000*1000*0.4）/（8000*4000）=0.25 kgBOD5/(kgMLSS?d)

4.高F/M低F/M的意思

高F/M：即食物多，微生物少，也就是食物多到微生物吃不完。

低F/M：即食物少，微生物多，也就是食物少到微生物不够分。

分享一张网图巩固一下理解。

 

5.F/M 与其他指标的关系

（1）F/M与SRT关系：F/M 与污泥龄呈反比，F/M 值高时，微生物生长速度快，污泥龄较短，那为什么呈反比呢？当微生物生长速度快，意味着新的微生物不断快速产生，老的微生物会相对较快地被排出系统，污泥在系统内的平均停留时间就会缩短，所以污泥龄较短。F/M 值低时，污泥龄较长。合理把控两者关系，能维持活性污泥系统的稳定。

（2）F/M与DO关系：当 F/M 值较高时，意味着微生物可利用的有机物充足，代谢活动旺盛，此时微生物对溶解氧的消耗加剧。相反，若 F/M 值较低，微生物的代谢活动相对缓慢，对溶解氧的需求也随之降低。

（3）F/M与污泥回流比的关系：污泥回流比的调整会直接影响 MLSS 的浓度，进而影响 F/M 值。增大污泥回流比，可以将更多的活性污泥回流到曝气池前端，从而提高 MLSS 的浓度，降低 F/M 值。相反，减小污泥回流比会使 MLSS 的浓度降低，F/M 值升高。

（4）F/M与SV30关系：

当 F/M 值过高时，微生物处于迅速增长期，微生物的食物充足，在这种情况下，微生物会迅速利用丰富的营养物质进行生长繁殖，这一时期微生物代谢活动极为旺盛，细胞分裂速度快，活性污泥的沉降性能往往较差，SV30 值可能偏高，污泥结构松散，不易沉淀，上清液浑浊，污泥颜色偏淡，这会导致出水水质变差，含有较多的悬浮物。

当 F/M 值过低时，微生物可利用的 “食物” 不足，在这种营养匮乏的条件下，微生物为了维持自身生命活动，会开始消耗自身储存的物质，从而进入内源呼吸期。这种情况下，污泥沉降性能较好，SV30 值相对较低，但此时上清液带有细小颗粒，污泥颜色较深，污泥可能因缺乏营养而老化，同样会影响处理效果。

（5）F/M与SVI关系：F/M 值与污泥容积指数密切相关，F/M 值过高时，污泥絮体结构松散，SVI 值通常会升高，这表明污泥的沉降性能恶化，可能出现污泥膨胀现象。而 F/M 值过低时，污泥老化，SVI 值可能会降低，但污泥的活性也会下降。

6.F/M 影响因素

（1）进水水质

有机物浓度波动：生活污水中，若居民生活习惯改变、排水时段集中等，会导致有机物浓度在不同时间有较大差异。在工业废水处理中，企业生产工艺调整、产品种类变化，使废水有机物浓度波动更剧烈，从而改变 F/M 值。

有机物成分差异：污水中有机物的成分复杂多样，易生物降解的有机物占比高时，微生物能快速利用这些物质进行生长繁殖，F/M 值会相对较高，而难降解的有机物占比增加，微生物对其分解利用困难，实际参与代谢的有机物量减少，F/M 值会受到影响。

有毒有害物质混入：污水中混入的重金属离子、有毒有机物以及高浓度的盐分等，会抑制微生物的活性，甚至导致微生物死亡。当这些有毒有害物质进入污水处理系统时，微生物对有机物的分解能力下降，即使进水有机物浓度不变，F/M 值也会发生变化。

（2）工艺运行参数

污泥浓度变化：MLSS 变化直接影响 F/M 值。污泥回流系统故障，如回流泵损坏或回流管道堵塞，会导致污泥回流不畅，曝气池中污泥浓度降低，F/M 值升高，相反，过度曝气使污泥老化解体，部分污泥流失，MLSS 降低，F/M 值同样会升高。

曝气时间与强度：曝气不仅为微生物提供溶解氧，还影响微生物与有机物的接触和反应时间。曝气时间过短，微生物不能充分利用有机物，会使 F/M 值偏高，曝气时间过长，微生物过度代谢，污泥老化，对有机物的处理能力下降，F/M 值也可能出现异常。

水力停留时间：HRT 过短，污水中的有机物来不及被微生物充分分解就流出系统，导致 F/M 值偏高，HRT 过长，微生物在缺乏营养的情况下会进入内源呼吸阶段，活性降低，同样会影响 F/M 值。

（3）环境因素

温度变化：在适宜温度（ 15 - 35℃）范围内，微生物代谢活跃，对有机物的分解能力强，如在冬季，水温较低，微生物活性降低，处理相同有机物量时，F/M 值会相对较高。

pH 值波动：一般微生物适宜的 pH 值范围为 6.5 - 8.5。当污水的 pH 值超出这个范围时，微生物的细胞膜结构、酶活性等会受到影响，从而抑制微生物对有机物的分解代谢，导致 F/M 值异常。

7.F/M  控制范围

老前辈的经验是 0.08 - 0.12kg BOD?/(kg MLSS?d)小编控制范围大点0.04 - 0.14kg BOD?/(kg MLSS?d)再放几张图网图给你们看看

很多很，有没有？小伙伴们有时候也是一头雾水，不同的污水处理工艺和水质状况，其适宜的 F/M 控制范围有所不同，咱的建议还是拿到你所在的厂区当初的设计文件，上面就有针对性的F/M比值，再根据那个比值按现场实际情况调整。

8.F/M 过高和过低的危害

（1）F/M 过高：意味着单位重量活性污泥在单位时间内所承受的有机物量过多，微生物面临着丰富的 “食物” 来源，生长过快，活性污泥结构松散，不易沉降，可能引发污泥膨胀，导致出水COD、BOD5等指标升高，悬浮物超标。同时，过高的 F/M 值还可能致使溶解氧供应不足，微生物代谢不完全，产生异味。

（2）F/M 过低：反映出活性污泥中的微生物在单位时间内获取的有机物量太少，也就是 “食物” 匮乏。在这种营养严重不足的情况下，微生物为了维持自身生命活动，不得不动用自身储存的物质进行代谢，从而进入内源呼吸期。活性污泥老化，活性降低，处理效果下降，出水的 COD、BOD5 等指标可能升高。

那当我们发现异常以后，要先逐步排查，不要一股脑马上武断的控制，不然结果有可能会因为你的武断变得更严重。

9.F/M 异常排查步骤

（1）、动态数据验证

首先确认监测数据的准确性，检查仪器设备是否正常运行，避免因数据误差导致误判。如COD、MLSS，核实污水流量计量设备是否正常，查看近期流量变化情况，分析流量波动对 F/M 值的影响。

（2）、进水水质检查

分析进水的 BOD5、COD、氨氮等指标，查看是否有工业废水偷排等情况导致进水水质异常。

（3）、污泥状态检查

观察活性污泥的颜色、气味、沉降性能等，检测MLSS和SVI，判断是否存在污泥膨胀或老化等问题。

（4）、工艺参数回顾

检查污泥回流比、曝气强度等工艺参数是否合理，是否需要进行调整。

10.F/M调控手段

（1）调整进水有机物负荷

调节进水流量：借助调节进水阀门或水泵频率，灵活调整污水进入曝气池的流量。当 F/M 值偏高时，适当减小进水流量，降低 F/M 值。当 F/M 值偏低时，则适度增大进水流量，提升进入系统的有机物负荷，让 F/M 值回升。

控制进水水质：对于存在水质波动的污水，设置调节池，均化进水水质。当进水有机物浓度过高时，可引入清水或处理后的达标水进行稀释，降低进水的有机物浓度，从而调控 F/M 值，但是你得先得到上级的同意，判断是否违规操作。

（2）改变污泥浓度

调整污泥回流比：污泥回流比的改变直接影响曝气池中污泥浓度。增大污泥回流比，更多的活性污泥从二沉池回流至曝气池前端，使得曝气池内污泥浓度升高，在进水有机物量不变的情况下，F/M 值降低，反之，减小污泥回流比，污泥浓度下降，F/M 值升高。

剩余污泥排放控制：增加剩余污泥排放量，可降低污泥浓度，提高 F/M 值，减少剩余污泥排放量，则使污泥浓度上升，F/M 值降低。

（3）优化曝气池运行参数

调整曝气池容积：在条件允许的情况下，可通过改变曝气池的实际运行容积来调控 F/M 值。例如，当 F/M 值过高时，可利用闸板或隔墙将部分曝气池分隔出来，减小曝气池的有效容积，使单位体积内的污泥接触到的有机物量相对减少，从而降低 F/M 值，但调整曝气池容积的操作通常较为复杂，且需要一定的工程改造，一般适用于长期的运行优化。

改变水力停留时间：延长水力停留时间，污水在曝气池内的停留时间增加，微生物与有机物的接触反应时间变长，相当于单位时间内进入曝气池的有机物量相对减少，F/M 值降低，缩短水力停留时间，则会使 F/M 值升高。