好氧生物污泥工艺的控制与调节
好氧生物污泥工艺的控制与调节
为了使废水生物处理系统能长期稳定地达标排放，必须对系统中的“泥、水、气”进行调节，即通过排泥和回流维持系统中合适的微生物量，改善污泥的沉降性能，通过人工曝气控制曝气池中合适的溶解氧，使废水均衡地进入系统并具有合适的营养比例。
(1)曝气池的供氧—气的调节 废水好氧生物处理就是在好氧条件下，将污水中的有机物氧化、分解，转化成无机物，从而达到稳定化，并提高净化作用的速率。溶解氧水平的高低会直接影响到好氧微生物的代谢活性。为了在尽可能小的曝气池中以*短的时间净化更多的有机污染物、提高处理系统的效率，必须向处理系统内提供足够的溶解氧。充氧时，曝气池内产生的紊流还可使废水与污泥充分混合，并使污泥在到达二沉池以前不会沉淀下来；经处理后排放的出水中带有一定的溶解氧，还具有后处理作用，使残存的有机物在天然水体中继续氧化分解。
a.活性污泥系统中合适的溶解氧水平
就好氧微生物而言，环境溶氧大于0.3mg/L时，对其正常代谢活动即已足够。活性污泥以絮体形式存在于曝气池中，经测定直径为500μm的活性污泥絮粒，当周围的悬浮液溶氧为2.Omg/L时，絮粒中心的溶氧已降至0.lmg/L，已处于微氧和缺氧的状况。因此溶氧过低必然会影响曝气池进水端或絮粒内部**的代谢速率。
溶氧过高过低都会影响出水的水质。当溶氧过低时，菌胶团**胞外多聚物的产生受到抑制，从而导致污泥解絮；同时溶氧过低使吞食游离**的微型动物数量减少。当溶氧过高，除了能耗增加外，强烈的曝气空气搅拌还会使絮粒打碎，并易使污泥老化，这些也会使ESS增高而影响出水水质。一般认为，曝气池出口处溶解氧控制在2mg/L左右较为适宜，基本上可满足污泥中绝大多数好氧微生物对溶氧的需要。
b.溶解氧的调节
在鼓风曝气系统中，可控制进气量的大小来调节溶氧的高低。
曝气池溶氧长期偏低时，可能有两种原因：一是活性污泥负荷过高，这时需增大曝气池中活性污泥的浓度或增加曝气池的容积，适当降低污泥负荷。其二是供氧设施功率过小或效率过低，这时，应设法改善之。由于氧的转移效率是气、液间接触表面积及接触时间的函数，故喷气口应使释放的气泡尽量小。
c.鼓风曝气系统的控制
传统活性污泥工艺采用的是好氧过程，因而必须供给活性污泥充足的溶解氧。这些溶解氧应既能满足活性污泥在曝气池内分解有机污染物的需要，也能满足活性污泥在二沉池及回流系统内的需要。另外，曝气系统还应起到充分混合搅拌的作用，保证活性污泥絮体与污水中的有机污染物充分混合接触，并保持悬浮状态。
鼓风曝气系统的控制参数是曝气池污泥混合液的溶解氧DO值，控制变量是鼓入曝气池内的空气量Qa。Qa越大，即曝气量越多，混合液的DO值也越高。传统活性污泥工艺的DO值一般控制在2mg/L左右。DO控制在多少，与污泥浓度MLVSS以及F/M有关。一般说，F/M较小时，MLVSS较高，DO值也应适当提高。一些处理厂控制曝气池出口混合液的DO值大于3mg/L，以防止污泥在二沉池内厌氧上浮。DO是通过单纯的扩散进入微生物体内的，DO从混合液扩散进入污泥絮体，再扩散进入微生物体内，每个过程都需要推动力，因而保持较高的DO值对于保证微生物获得充足的氧也是有好处的。但DO值不能太高。对于同样的供氧量来说，要保持较高的DO值，则需要较多的曝气量，从而使曝气效率降低，浪费能源。当维持DO值不变时，曝气量Qa的变化主要取决于入流污水的BOD5，BOD5越高，Qa越大，反之越小。一般通过人工调节单台风机的风量来实现。在实际运行控制中，可用下式估算实际曝气量:
Qa=f0(BODi-BODe)Q/300Ea
式中：BODi、BODe分别为曝气池入、出流污水的BOD5(mg/L)；Q为入流污水量(m3/d)；f0为耗氧系数，指单位BOD被去除所消耗的氧量，与F/M有关，当F/M在0.2-0.5kgBOD/(kgMLVSS.d)时，f0可取1.0，当F/M小于0.15kgBOD/(kgMLVSS.d)时，f0可取1.1-1.2；Ea为曝气效率，Ea值与扩散器的种类、曝气池水深、入流水质、混合液的DO值、温度等因素有关系。
对于微孔扩散系统，Ea一般在7%-15% 之间。曝气池水越深，Ea越大。当入流污染物质，特别是一些油脂类、合成洗涤剂类物质浓度越高，Ea越小。DO值越高，Ea也越小。Ea可以用废气分析方法测定，也可以利用处理站运行数据反算。运行人员应摸索出本厂的实际f0值和Ea值，以方便曝气系统的控制。曝气池前段曝气量主要取决于微生物分解有机物需氧，只要满足这部分需氧，一般也能满足混合要求。但在曝气池后段特别是末端，曝气量主要取决于混合要求，微生物需氧已很少。有时虽然DO值维持不变，但曝气量不能满足混合需要，造成污泥沉积。为满足混合要求，使活性污泥保持悬浮状态，每平方米曝气池曝气量一般应大于2.2m3/h，实际运行中应注意核算。
(2)匀质匀量地进水及合适的营养一水的调节
a.设置前处理单元 为了使废水均衡地进入处理系统，避免冲击负荷对后续构筑物的影响，在前处理设置调节池。因工业废水的种类复杂多样，水量、水质情况千差万别，故设置调节池时，应协同考虑水量、水质的调蓄作用。
b.废水处理的营养问题 废水处理系统中的微生物同其他生物一样，都需食物，需要营养。废水营养比例失调*终会影响到生化处理单元的效果，为此，需对活性污泥所需外加营养及其合理比例进行研究。据调查，有不少工业废水的营养成分单一，在采用生物法处理时需投加某些必需的、但在工业废水中缺乏的营养成分。
在对废水投加营养的同时，应注意污泥中的微生物所需营养的合理比例。在处理营养不足的工业废水时，某些工厂往往投加营养过量，这样一方面增加了处理成本，过剩的营养又会随出水排放造成受纳水体的富营养化。一般说来，去除100份C所需的营养配比为BOD5:N:P=100:5:1。此外，Fe的需求量应为10-20mg/L(对厌氧处理来说，为了维持高速率的厌氧处理，还需要Co硫氨和VB12)。
(3)改善污泥的质量，维持系统中污泥合适的数量--泥的调节
工艺控制的主要目标是活性污泥的数量和质量。将系统内的活性污泥保持稳定而合理的数量，以及稳定而高效的质量，来稳定处理效果。
活性污泥的数量指标有混合液污泥浓度MLSS和有机负荷F/M，通过F/M可确定需要多少MLVSS。质量指标有反映污泥老化程度的污泥龄SRT，反映沉降性能的SVI、SV等，以及反映生物活性的耗氧速率OUR。F/M本身也是一个重要的污泥质量指标。影响以上数量和质量指标的因素很多，主要包括进水水质水量的变化、温度等外界因素变化。
工艺控制的主要任务就是采取控制措施，克服这些因素对活性污泥的影响，持续稳定地发挥处理作用。常用的控制措施从三方面实施:曝气系统的控制，污泥回流系统的控制，剩余污泥排放系统的控制(曝气系统的控制前已叙述)。
a.污泥回流系统的控制
回流系统的控制有三种方式:保持回流量不变；保持回流比R恒定；定期或随时调节回流量Qr(或回流比R)，使系统状态处于*佳。每种方式适合于不同的情况。
目前，有相当多的废水处理单位运行中保持回流量Qr不变，但应认识到这只适应于入流污水量Q相对恒定或波动不大的情况。如Q变化较大，会出现一系列的问题，因为Q的变化会导致活性污泥量在曝气池和二沉池内的重新分配。当Q增大时，部分曝气池的活性污泥会转移到二沉池，使曝气池内MLSS降低，而实际此时曝气池内需要更多的MLSS去处理增加了的污水，MLSS的不足会严重影响处理效果。另一方面，二沉池内污泥增加导致泥位上升，造成污泥流失，同时，Q增加导致二沉池水力负荷增加，进一步增大了污泥流失的可能性。Q减小时，部分活性污泥会从二沉池转移到曝气池，使曝气池MLSS升高，但此时曝气池实际上并不需要太多的MLSS，因为入流污水量减少，进入曝气池的有机物也减少了。保持回流量Qr恒定，能允许入流污水量在多大范围内变化，取决于很多实际因素。如入流BOD5、二沉池与曝气池容积之比及污泥的沉降性能。运行人员应摸索出本厂允许的入流污水量的波动幅度，在允许范围内尽量不调节回流量。
如果保持回流比R恒定，在剩余污泥排放量基本不变的情况下，可保持MLSS、F/M以及二沉池内泥位Ls基本恒定，不随入流污水量Q的变化而变化，从而保证相对稳定的处理效果。
第三种方式是定期或随时调节回流比和回流量，保持系统始终处于*佳状态。这种方式是稳定运行所必需的，但操作量较大，一些处理站实施困难。
不管采取哪种控制方式，都需要确定合适的回流量或回流比。即使基本上不控制的**种方式，也需要确定一个较合理的回流量。回流量及回流比的确定或控制调节有以下几种方法。
1)按照二沉池的泥位调节回流比
首先，应根据具体情况选择一个合适的泥位Ls，亦即选择一个合适的污泥层厚度Hs。泥层厚度一般应控制在0.3-0.9m之间，且不超过泥位Ls的1/3，然后调节回流泥量，使泥位Ls稳定在所选定的合理值。一般情况下，增大回流量Qr，可增大泥层厚度。应注意调节幅度每次不要太大，如调回流比，每次不要超过5%，如调回流量，则每次不要超过原来值的10%。具体每次调多少，多长时间以后再调节下一次，应根据本厂实际情况而定。
一般情况下，入流污水量1d之内总在变化，泥位也在波动，为稳妥起见，应在每天的流量高峰，即泥位*高时，测量泥位，并以此作为调节回流比的依据。
2)按照沉降比调节回流比或回流量
若用100mL量筒进行的沉降试验基本上与二沉池内的沉降一致，则由测得的SV30值可以计算回流比，用于指导回流比的调节。回流比与沉降比之间存在以下关系:R=
(保持系统平衡，使进水/泥比例平衡，R=回流污泥量/进水污量(或出水污水量))
为了使SV充分接近二沉池内的实际状态，SV30尽量采用SSV30，即搅拌状态下的沉阵比，可以提高回流比控制的准确性。
3)按照回流污泥及混合液的浓度调节回流比
可用回流污泥浓度RSS和混合液污泥浓度MLSS指导回流比R的调节。R与RSS及MLSS的关系如下:R=
该法只适用于低负荷工艺，即入流SS不高的情况下，否则会造成误差。
4)依据污泥沉降曲线调节回流比
沉降性能不同的污泥具有不同的沉降曲线。易沉污泥达到*大浓度所需时间短，沉降性能差的污泥达到*大浓度则需要较长的时间。回流比的大小，直接决定污泥在二沉池内的沉降浓缩时间。对于某种特定的污泥，如果调节回流比使污泥在二沉池内的停留时间恰好等于该种污泥通过沉降达到*大浓度所需要的时间，则此时回流污泥浓度*高，且回流比*小。
沉降曲线的拐点处对应的沉降比，即为该种污泥的*小沉降比，用SVM表示。根据由SVM确定的回流比R运行，可使污泥在池内停留时间较短，同时污泥浓度较高。回流比R与SVM的关系如下:R=
5)四种回流比调节方法的比较
上述四种调节方法，各有其优缺点。根据泥位调节回流比，不易造成由于泥位升高而使污泥流失，出水SS较稳定，但回流污泥浓度RSS不稳定。按照SV30调节回流比，操作非常方便，但当污泥沉降性能不佳时，不易得到高浓度的RSS，使回流比R比实际需要值偏大。按照RSS和MLSS调节回流比，由于要分析RSS和MLSS，比较麻烦，一般可作为回流比的一种校核方法。用沉降曲线调节回流比，简单易行，可获得高RSS，同时使污泥在二沉池内停留时间*短；该法尤其适于硝化工艺及除磷工艺。
在运行管理中，上述几种方法可以并用。例如，按照沉降曲线确定回流比，并经常用MLSS和RSS校验，另外还应经常观测泥位，防止泥位太高，造成污泥流失。
b.剩余污泥排放系统的控制
活性污泥系统每天都要产生一部分活性污泥，使系统内总的污泥量增多。要使总的污泥量基本保持平衡，就必须定期排放一部分剩余活性污泥。事实上，排泥是活性污泥工艺控制中*重要的一项操作，它比其他任何操作对系统的影响都大。通过排泥量的调节，可以改变活性污泥中微生物种类和增长速度，可以改变需氧量，可以改善污泥的沉降性能，因而可以改变系统的性能。
目前，有相当多的一部分处理厂并不有意识地调节排泥量。但应认识到，这只适应于入流水质水量及环境因素变化不大的情况。当入流水质水量及环境因素发生波动，活性污泥的工艺状态也将随之变化，因而处理效果不稳定。通过排泥量调节，可以克服以上的波动或变化，保持处理效果的稳定。有以下几种排泥方法。
1)用MLSS控制排泥 用MLSS控制系统排泥是指在维持曝气池混合液污泥浓度恒定的情况下，确定排泥量。首先根据实际工艺状况确定一个合适的MLSS浓度值。传统活性污泥工艺的MLSS一般在1500-3000mg/L之间。当实际MLSS要比控制的MLSS值高时，应通过排泥降低MLSS值。排泥量可用下式计算:
式中，MLSS为实测值；MLSS0为要维持的浓度值。
一般说来，活性污泥工艺是一个渐进过程，在控制总的排泥量前提下，每次尽量少排、勤排，如有可能，应连续排泥。
这种排泥方法比较直观，易于理解，实际上很多处理厂都用这种方法，但该法仅适于进水水质水量变化不大的情况。有时，这种方法容易导致误操作。例如，当人流BOD5增加50%时，MLSS必然上升，此时如果仍通过排泥保持恒定的MLSS值，则实际上使污泥负荷增加了一倍，会导致出水质量严重下降。
2)用F/M控制排泥 F/M中的F是入流污水中的有机污染物负荷，一般无法人为地控制，因此只能控制M，即曝气池中的微生物量。如果不改变曝气池投运数量，则问题就变成控制曝气池中的污泥浓度。但这种方法不是单纯将污泥浓度保持恒定，而是通过改变污泥浓度，使F/M基本保持恒定。排泥量可由下式计算:
式中，VW为要排放的剩余污泥体积；MLVSS为曝气池内的污泥浓度(实际污泥浓度)；Va为曝气池容积；BODi为入流污水的BOD5；Q为入流污水量；F/M为要控制的有机负荷(目标值)；RSS为回流污泥浓度。
当入流污水水质波动较大时，该法也可使用。因此，工业废水含量较大的处理厂，应尽量采用这种排泥方法。使用这种方法的关键是根据本厂的特点，确定合适的F/M值。F/M值可根据污水的温度做适当调整，当水温高时，F/M值可高些，反之可低些。当入流工业废水中难降解物质较多时，F/M应低一些，反之可高些。实际运行控制中，一般是控制在一段时间内，可根据情况做些小的调整。如在某**，负荷增加，可在前**适当少排泥。
计算F/M时，要用到入流的BOD5，而BOD5需要到5天才能测出，实际上难以采用。因此应根据情况，采用一些快速测定法，例如，用COD，TOC等指标快速估算BOD5 或采用27℃时1d的生化需氧量BOD1。总之，采用该法排泥时，应能快速测得入流污水的有机负荷。
另外，计算F/M时，必须用MLVSS值。MLVSS值测定较麻烦，可以利用MLSS和MLVSS之间的相互关系，用MLSS估算MLVSS值。
3)用SRT控制排泥 用SRT控制排泥，被认为是一种*可靠*准确的排泥方法，很多处理厂正在改用这种方法。这种方法的关键是正确选择SRT和准确地计算系统内的污泥总量MT。
应根据处理要求、环境因素和运行实践综合比较分析，选择合适的泥龄SRT作为控制排泥的目标。应充分利用污泥的沉降试验、呼吸试验、生物相观测等手段，随时调整SRT，使之更加合理。一般来说，处理效率要求越高，出水水质要求越严格，SRT应控制大一些。反之，可小些。在满足要求的处理效果前提下，温度较高时，SRT可小些，反之则应大一些。当污泥的可沉性能较差时，有可能是由于泥龄太小。SRT越大，利用呼吸试验测得的耗氧速率OUR越小，反之则越大。通过生物相观察，会发现不同的SRT对应着不同的优势指示生物。
严格地讲，系统中的污泥总量应包括曝气池内的污泥量Ma，二沉池内的污泥量MC和回流系统内的污泥量MR，即：
实际上，很多处理厂在用SRT控制排泥时，仅考虑曝气池内的污泥量，即MT =Ma，此时: SRT=
式中，MW为每天排放的干污泥量。如果从回流系统排泥，则MW=RSS.QW
式中，QW为每天排放的污泥体积流量；RSS为回流污泥浓度；Me为二沉池出水每天带走的干污泥量，Me =SSe×Q；SSe 为二沉池出水的悬浮固体浓度；Q为入流污水量。
综合以上各式，每天的污泥排放量应为:
一些处理厂经常不考虑二沉池出水带走的污泥量Me，实际上，这部分污泥量占排泥量的比例不容忽视。尤其当出水SS超标时，更不能忽略Me。
用SRT控制排泥的实际操作中，可以采用一周或一月内SRT的平均值。保持一周或一月内SRT的平均值基本等于在要控制的SRT值的前提下，可在一周或一个月内作些微调。
当通过排泥改变SRT时，应逐渐缓慢地进行，一般每次不要超过总调节量的10%。
4)用SV30控制排泥 SV30在一定程度上，既反映污泥的沉降浓缩性能，又反映污泥散度的大小。当沉降浓度性能较好时，SV30较小，反之较高。当污泥浓度较高时，SV30较大，反之则较小。当测得污泥SV30较高时，可能是污泥浓度增大，也可能是沉降性能恶化，不管是哪种原因，都应及时排泥，降低SV30值。采用该法排泥时，也应逐渐缓慢地进行，一次排泥不能太多。如通过排泥要将SV30由50%降至30%时，可利用一周的时间逐渐实现，每天少排一部分泥，使SV30下降，逐渐逼近30%。
5)各种排泥方法的综合使用 上述几种仅是常用的，另外还有很多不同的排泥方法。应该认识到，每一种方法都各有利弊，都有其特殊的适应条件。实际运行中，可根据本厂的实际情况选择以一种方法为主，但不排除兼用其他方法。例如，采用SRT控制排泥时，也应经常核算F/M，经常测定SV值。当采用F/M控制排泥时，也应经常核算SRT值。
c.活性污泥系统的运行调度在运行管理中，经常要进行运行调度，对一定水质水量的污水，确定投运几曝气池、几座二沉池、几台鼓风机以及多大的回流能力，每天要排放多少污泥。运行调度方案可按以下程序编制。
1)确定水量和水质，即准确测定污水流量Q，入流污水的BOD5 及有机污染物的大体组成。
2)确定有机负荷F/M。应结合本厂的运行实践，借助一些试验手段，选择*佳的F/M值。一般来说，污水温度较高时，F/M可高些，反之，温度较低时，F/M应低些。对出水水质要求较高时，F/M应低些，反之，可高些。当污水中工业废水成分较多，有机污染物较难降解时，F/M应低一些，反之，可高一些。传统活性污泥工艺的F/M一般在0.2-0.5kgBOD/(kgMLVSS.d)范围内。
3)确定混合液污泥浓度MLVSS。MLVSS值取决于曝气系统的供氧能力，以及二沉池的泥水分离能力。从降解污染物质的角度来看，MLVSS应尽量高一些，但当MLVSS太高时，要求混合液的DO值也就越高，前已述及，在同样的供氧能力时，维持较高的DO值需要较多的空气量，而一些处理厂的曝气系统难以达到要求。另外，当MLVSS太高时，要求二沉池有较强的泥水分离能力。因此，应根据处理厂的实际情况，确定一个*大MLVSS值，以其作为运行调度的基础。传统活性污泥工艺的MLVSS值一般在1200-2600mg/L之间，而MLSS值一般在1500-3000mg/L之间，当MLVSS或MLSS超过以上范围时，处理厂必须有充足的供氧能力和泥水分离能力。
4)确定曝气池投运的数量。
式中，Va为每条曝气池的有效容积。从式中可看出，有机负荷F/M越低，投运曝气池的数量就越多。同样，MLVSS越低，需要投运曝气池数也越多。
5)核算曝气时间ta。
式中，n为投运曝气池的数量。
曝气时间，即污水在曝气池内的名义停留时间，不能太短，否则，难以保证处理效果。对于一定水质水量的污水，当控制F/M在某一定值时，采用较高的MLVSS运行，往往会出现ta太短的现象。如ta太短，即污水没有充分的曝气时间，污水中的污染物没有充足的时间被活性污泥吸附降解，即使F/M很低，MLVSS很高，也不会得到很好的处理效果。因此，运行中应核算ta值，使其大于允许的*小值。当然，ta一般情况下也没有必要太大。传统活性污泥工艺一般控制ta在6-9h之间，*低不能小于5h。
当ta太小时，可以降低MLVSS值，增加投运池数。
6)确定鼓风机投运台数。
式中，Qa且为单台鼓风机的日供风量。BOD5为曝气池入流污水的BOD5(mg/L)；Q为入流污水量(m3/d)，f0为耗氧系数，指单位BOD5被去除所消耗的氧量，与F/M有关，当F/M在0.2-0.5kgBOD/(kgMLVSS.d)时，f0可取1.0，当F/M<0.15kgBOD/(kgMLVSS.d)时，f0可取1.1-1.2；Ea为曝气效率，Ea值与扩散器的种类、曝气池水深、入流水质、混合液的DO值、温度等因素有关系。
7)确定二沉池的水力表面负荷qh。qh越小，泥水分离效果越好，一般控制qh不大于15m3/(m2.h) 。
8)确定二沉池投运数量。
式中，Ac为单座二沉池的表面积；qh为二沉池水力表面负荷。
9)确定回流比R。回流比R是运行过程中的一个调节参数，前已述及，R应在运行过程中根据需要加以调节，但R的*大值受二沉池泥水分离能力的限制，另外，R太大，会增大二沉池的底流流速，干扰沉降。在运行调度中，应确定一个*大回流比R，来作为调度的基础。传统活性污泥工艺的*大回流比可按100%考虑。
10)核算二沉池的固体表面负荷qs。
式中，n为二沉池投运数量。
在运行中，当固体表面负荷超过*大允许值时，将会使二沉池泥水分离困难，难以得到较好的浓缩效果。传统活性污泥工艺一般控制qs不大于100kg/(m2.d)，否则应降低回流比R，或降低MLSS，也可以增加投运底二沉池数量。
11)核算二沉池出水堰板溢流负荷qw。
式中，n 为二沉池投运数量；LW为每座二沉池出水堪板底总长度。
传统活性污泥工艺的二沉池采用三角堪板出水时，一般控制qw≯10m3/(m.h)。否则，应增加二沉池投运数量。对于辐流式二沉池来说，在控制qh满足要求的前提下，二沉池直径较大时，qs往往成为运行的限制因素。相反，当二沉池直径较小时，qw一般都远小于1Om3/(m.h)。
d.控制周期问题 处理厂入流污水的水质水量及环境因素时时刻刻都处于动态变化之中，要使出水水质一直保持稳定，就必须时时刻刻对活性污泥系统进行调控，但这在实际运行中是很难做到的。那么每隔多长时间就应对工艺进行调整一次呢？也就是说，工艺控制周期应该是多长？
首先讨论曝气系统的调节。对曝气系统可以进行所谓的实时控制，使曝气池混合液的DO值时时刻刻维持在所要求的数值。很多处理厂一般都没有DO自动控制系统，一旦DO偏离设定值，通过调节曝气量，可在几分或几十分之内使DO恢复到设定值。对曝气系统进行实时控制是必要的，因为DO太高，将使能耗增加，DO太低将抑制微生物的活性，降低处理效果。通过实时控制，可使活性污泥时刻处于好氧状态，并且不使DO成为限制性因素。
回流的作用是补充曝气池流出的活性污泥。当入流水质水量变化时，自然也希望能随时调整回流比。但污水在活性污泥系统中一般要停留8h以上，对回流比进行某种调节之后，其效果可能要几小时之后才能发挥出来。因此，通过回流比调节，无法控制污水水质水量的实时变化。一般情况下，每月之内可保持恒定的回流比。在运行管理中，回流比作为应付突发情况的一种暂时手段是很有用的。例如当发现二沉池泥水界面突然升至很高时，可迅速增大回流比，将泥水界面降下来，保证不造成污泥流失。然后再分析原因，寻找其他措施，待问题解决之后，再将回流比调回原值。回流比虽可长期保持恒定，但必须每天检查其是否合理，如不合理，可随时做调整。
排泥操作对活性污泥系统的功能及处理效果影响很大，但这种影响很慢。例如，通过调节排泥量控制活性污泥中丝状微生物的过度繁殖，其效果一般要经过2-3倍的泥龄之后才能看出来。也就是说，当泥龄为5d时，要经10-15d之后才能观察到调节排泥量所带来的控制效果。因此，也无法通过排泥操作来控制入流水质水量的日变化，当排泥调节见效时，发生变化的那股污水早已流出系统，但排泥量的多少，应利用F/M或SRT值每天进行核算。
综上所述，正常运行时曝气系统应时时刻刻进行控制，即实时控制；回流比可在较长的时段内维持恒定，但应每天检查核算；排泥量亦可在较长的时段内维持恒定，但应每天核算。当进入污水流量发生变化或水质突变时，应随时采取控制对策，或重新进行运行调度。
好氧生物法容易出现几种现象：
污泥膨胀：正常的活性污泥沉降性能良好，含水率在99%左右。当污泥变质时，污泥不易沉淀，SVI值增高，污泥的结构松散和体积膨胀，含水率上升，澄清液**(但较清澈)，颜色也有变异，这就是“污泥膨胀”。主要是丝状菌大量繁殖所引起，也有由于污泥中结合水异常增多导致的污泥膨胀。一般污水中碳水化合物较多，缺乏氮、磷、铁等养料，溶解氧不足，水温高或PH值较低等都容易引起丝状菌大量繁殖，导致污泥膨胀。此外，超负荷、污泥龄过长或有机物浓度梯度小等，也会引起污泥膨胀。排污不通畅则易引起结合水性污泥膨胀。
防止污泥膨胀的方法：加强操作管理，经常检测污水水质、瀑气池内溶解氧、污泥沉降比、污泥指数和进行显微镜观察等，如发现不正常现象，就需采取预防措施：调整、加大空气量，及时排泥，采取分段进水减轻二次沉淀池的负荷。
发生污泥膨胀后的解决方法：
1.缺氧、水温高等可加大曝气量，或降低进水量以减轻负荷，或者降低MLSS，使需氧量减少；污泥负荷率过高可适当提高MLSS，必要时可停止进水闷曝一段时间；
2.如缺氮、磷、铁养料，可投加消化污泥液或氮、磷等成分；
3.如PH值过低，可投加碱调PH值；
4.若污泥大量流失，可投加5-10mg/L氯化铁，帮助凝聚，刺激菌胶团生长；
5.投加漂白粉、液氯(按干污泥的0.3-0.6%投加)，抑制丝状菌繁殖，特别能抑制结合性污泥膨胀；
6.投加石棉粉末、硅藻土、粘土等惰性物质，降低污泥指数。
污泥解体：处理水质混浊，污泥絮体微细化，处理效果变坏等即为污泥解体。
发生污泥解体的原因：
1.曝气过量，使活性污泥生物－营养的平衡遭到破坏，使微生物量减少而失去活性，吸附能力降低，絮凝体缩小质密，一部分则成为不易沉淀的羽毛状污泥，处理水质浑浊，SVI值降低等。当鉴别出是运行方面的原因应对污水量、回流污泥量、空气量、排泥状态以及SV%、MLSS、DO、Ns等多项指标进行检查，加以调整。
2.污水中存在有毒物质时，微生物受到抑制或伤害，净化能力下降或完全停止，从而使污泥失去活性。一般可通过显微镜观察来判别产生的原因。
污泥脱氮(反硝化)：反硝化是指硝酸盐被反硝化菌还原成氨、氮的作用。
污泥在二沉池呈块状上浮的现象，并不是由于腐败所造成的，而是由于在曝气池内污泥龄过长，硝化进制较高(一般***达5mg/L以上)，在沉淀池内产生反硝化，硝酸盐的氧被利用，氮即呈气体脱出附于污泥上，从而使污泥比重降低，整块上浮。
防止这一现象应增加污泥回流量或及时排除剩余污泥，在脱氮之前即将污泥排除；或降低混合液污泥浓度，缩短污泥龄和降低溶解氧等，使之不进行到硝化阶段。
异常问题及其解决方法
(1)污泥性状异常、污泥膨胀及其异常出水中悬浮固体(ESS)的多少会极大地影响到处理的效果。由于进水中SS大部分已通过格栅、沉砂、初沉等预处理工艺而被去除，残留的少量SS在进入曝气池后被活性污泥所吸附并构成了污泥的组成部分，因此ESS实际上系由外漂的污泥所组成，ESS的多寡与活性污泥的沉降凝聚性能以及二沉池的运行工况有关。对正常的处理系统，ESS应小于30mg/L或仅占活性污泥浓度的0.5%以下，即曝气池中污泥质量浓度为2-4g/L时，ESS应为10-20mg/L。若超过这一限度，即说明污泥性状**，其往往是因大块或小颗粒污泥上浮及污泥膨胀所致。
①大块污泥上浮 沉淀池断断续续见有拳头大小污泥上浮。引起大块污泥上浮有两种情况。
a.反硝化污泥 上浮污泥色泽较淡，有时带铁锈色。造成原因是曝气池内硝化程度较高，含氮化合物经氨化作用及硝化作用被转化成硝酸盐，NO3--N浓度较高，此时若沉淀池因回流比过小或回流不畅等原因使泥面升高，污泥长期得不到更新，沉淀池底部污泥可因缺氧而使硝酸盐反硝化，产生的氮气呈小气泡集结于污泥上，*终污泥大块上浮。
改进办法是: 加大回流比，使沉淀池污泥更新并降低污泥池泥层；减少泥龄，多排泥以降低污泥浓度； 还可适当降低曝气池的DO水平。上述措施可降低硝化作用，以减少硝酸盐的来源。
b.腐化污泥 腐化污泥与反硝化污泥的不同之处在于污泥色黑，并有强烈恶臭。产生原因为二沉池有死角，造成积泥，时间长后，即厌氧腐化，产生H2S、C02、H2等气体，*终使污泥向上浮。
解决办法为消除死角区的积泥，例如经常用压缩空气在死角区充气，增加污泥回流等。对容易积泥的区域，应在设计中设法予以改进。
②小颗粒污泥上浮 小颗粒污泥不断随出水带出，俗称漂泥。引起漂泥的原因大致可有如下几种：
a.进水水质，如PH值、毒物等突变，使污泥无法适应或中毒，造成解絮。
b.污泥因缺乏营养或充氧过度造成老化。
c.进水氨氮过高、C/N过低，使污泥胶体基质解体而解絮。
d.池温过高，往往超过40℃。
e.机械曝气翼轮转速过高，使絮粒破碎。(机械曝气存在此问题)
解决办法为弄清原因，分别对待。在污泥中毒时，应停止有毒废水的进入； 对缺乏营养、污泥老化和解絮污泥，需适当投加营养，采取复壮措施。
③污泥膨胀 在活性污泥系统中，有时污泥的沉降性能转差、密度减轻、SVI 值上升，污泥在二沉池沉降困难、泥面上升，严重时污泥外溢、流失，处理效果急剧下降，这一现象称为污泥膨胀。它是活性污泥法工艺中*为棘手的问题。
a.丝状**的生理特点比表面积大、沉降压缩性能差；耐低营养；耐低氧；适合于高C/N的废水(缺氮营养源)；某些丝状菌对环境有特殊的要求，如贝氏**、发硫**必须在废水含有还原性硫化物时才能大量生长。
b.控制丝状菌污泥膨胀的方法
1)采用化学药剂杀灭丝状菌 丝状菌因与环境接触表面积大，故对**较为敏感，在加药剂量合适时，可做到既杀灭丝状**，又不至于过多地损伤菌胶团**，在丝状菌明显受到抑制后，即可停止加药，并投加营养，采取适当复壮措施。
常用的**及剂量如下:
漂白粉量按有效氯为MLSS的0.5%-0.8%投加；
投加液氯或漂白粉，使余氯为10mg/L时球衣菌经30min死亡；余氯为5mg/L时，球衣菌经120min死亡；
加废碱液，使曝气池PH值上升至8.5-9.0，维持一段时间后，镜检可见丝状菌萎缩、断裂。
上述方法在生产中应用时，*好先通过小样试验，以确定合适的投加量。由于微生物具有较强的变异能力，在多次使用同一**后，丝状菌往往会产生适应性，并导致方法的失败。
2)改变进水方式及流态 完全混合式活性污泥法(CMAS)处理废水容易引起污泥膨胀。经研究，采用推流式(PFR)或序批式(SBR)活性污泥法对抑制污泥膨胀有良好的效果。
控制曝气池的DO采用推流式(PFR)或序批式(SBR)活性污泥法，使污泥交替经过厌氧、好氧状态。菌胶团**能在厌氧、好氧交替的条件下摄取、转化和贮藏基质，从而竞争性地排斥了这一条件下该能力差的丝状菌。
3)调节废水的营养配比 对因缺乏N、P而引起SVI值上升、造成污泥膨胀的处理系统，需在进水中追加N/P。
综合上述，在污泥发生膨胀时，应及时改变曝气池中微生物所处的环境条件，在有两大类微生物---菌胶团**和丝状菌共存并相互竞争的污泥体系中，创造适合于菌胶团**生长的环境条件，使丝状菌得不到优势生长，以达到改善污泥沉降压缩性能、控制或预防污泥膨胀的目的。
污泥性状异常及分析
异常现象症状 | 分析及诊断 | 解决对策 |
曝气池有臭味 | 曝气池供氧不足，DO值低，出水氨氮有时较高 | 增加供氧，使曝气池DO质量浓度高于2mg/L |
污泥发黑 | 曝气池DO过低，有机物厌氧分解释放出H2S，其与Fe作用生成FeS | 增加供氧或加大回流污泥量 |
污泥变白 | 丝状菌或固着型纤毛虫大量繁殖 | 如有污泥膨胀，其他症状参照膨胀对策 |
进水PH值过低，曝气池PH<6，丝状霉菌大量生成 | 提高进水PH值 | |
沉淀池有大块黑色污泥上浮 | 沉淀池局部积泥厌氧，产生甲烷、C02，气泡附于泥粒使之上浮 | 防止沉淀池有死角，排泥后在死角区用压缩空气冲和清洗 |
二沉池泥面升高，初期出水特别清澈，流量大时污泥成层外溢 | SV>90%，SVI>20OmL/gMLSS，污泥中丝状菌占优势，污泥膨胀 | 投加液氯、次氯酸钠、提高PH值等化学法杀死丝状菌；投颗粒炭、黏土、硝化污泥等活性污泥“重量剂”提高DO；间隙进水 |
二沉池泥面过高 | 丝状菌未过量生长，MLSS值过高 | 增加排泥 |
二沉池表面积累一层解絮污泥 | 微型动物死亡，污泥解絮，出水水质恶化，COD、BOD上升，OUR远低于8mgO2/(KgVSS.h)，进水中有毒物浓度过高或PH值异常 | 停止进水，排泥后投加营养，有可能引进生活污水复壮或引进新污泥菌种 |
二沉池有细小污泥不断外飘 | 污泥缺乏营养，使之瘦水；进水中氨氮浓度高，C/N不合适；池温超过40℃，翼轮转速过高使絮粒破碎 | 投加营养物质或引进高BOD的废水，使F/M>0.1，停开一个曝气池 |
二沉池上清液浑浊，出水水质差 | 污泥负荷高，有机物氧化不完全 | 减少进水流量，减少排泥 |
曝气池表面出现浮渣似厚粥覆盖于表面 | 浮渣中见诺卡氏菌或纤毛菌过量生长或进水中洗涤剂含量过高 | **浮渣，避免浮渣继续留在系统内循环，增加排泥 |
污泥未成熟，絮粒瘦小，出水浑浊，水质差；游动性小型鞭毛虫多 | 水质成分及浓度变化过大，废水中营养不平衡或不足；废水中含毒物或PH值不适 | 使废水的成分、浓度和营养均衡化，并适当补充所缺营养 |
污泥过滤困难 | 污泥解絮 | 按不同情况分别处置 |
污泥脱水后泥饼松 | 有机物腐败、凝聚剂加量不足 | 及时处置污泥、增加剂量 |
曝气池泡沫过多，色白 | 进水中洗涤剂过多 | 滴加消泡剂 |
曝气池泡沫不易破碎、发黏 | 进水负荷过高，有机物分解不全 | 降低负荷 |
曝气池泡沫茶色或灰色 | 污泥老化，泥龄过长，解絮污泥附于泡沫上 | 增加排泥 |
(2)生物泡沫及其控制 泡沫是活性污泥法运行中常见的现象。泡沫可分为两种，一种是化学泡沫，另一种是生物泡沫。化学泡沫是由污水中的洗涤剂以及一些工业用表面活性物质在曝气的搅拌和吹脱作用下形成的。在活性污泥培养初期，化学泡沫较多，有时在曝气池表面会形成高达几米的泡沫山。这主要是因为初期活性污泥尚未形成，所有产生泡沫的物质在曝气作用下都形成了泡沫。随着活性污泥的增多，大量洗涤剂或表面物质会被微生物吸收分解掉，泡沫也会逐渐消失。正常运行的活性污泥系统中，由于某种原因造成污泥大量流失，导致F/M剧增，也会产生化学泡沫。化学泡沫处理较容易，可以用水冲消泡，也可以加消泡剂。较难处理的是生物泡沫，它是由称作诺卡氏菌的一类丝状菌形成的。化学泡沫呈乳白色，而生物泡沫呈褐色，可在曝气池上堆积很高，并进入二沉池随水流走，产生一系列问题。首先，生物泡沫蔓延至走道板上，使操作人员无法正常维护。另外，生物泡沫在冬天能结冰，清理起来异常困难。夏天生物泡沫会随风飘荡，形成**气味。诺卡氏菌极有可能成为人类的病原菌。如果采用表曝设备，生物泡沫还能阻止正常的曝气充氧，使混合液DO降低。生物泡沫还能随排泥进入泥区，干扰浓缩池及消化池的运行。用水冲无法冲散生物油沫，消泡剂作用也不大。因为诺卡氏菌产生于活性污泥絮体内部，尝试用氯解决，不能从根本上解决问题。增大排泥，降低SRT，有时稍有效果，但只能去除世代期长的那部分诺卡氏菌。生物泡沫控制的根本措施是从根源上入手，以防为主。
①生物泡沫的产生条件 诺卡氏菌是形成生物泡沫的主要原因。这种丝状菌为树枝状丝体，其细胞中蜡质的类脂化合物含量高达11%，细胞质和细胞壁中都含有大量类脂物质，具有极强的疏水性，密度小。诺卡氏菌在温度较高(高于20℃)、富油脂类物质的环境中易大量繁殖。含油及脂类物质较多或初沉池浮渣去除不彻底的入流污水，易产生生物泡沫。夏天比冬天易产生生物泡沫。大部分诺卡氏菌世代期都在9d以上，故超低负荷的活性污泥系统中更易产生生物泡沫。
②泡沫问题的诊断和控制 与污泥膨胀一样，当出现泡沫时，应认真观察分析，确认泡沫种类及产生原因，对症下药，否则起不到控制泡沫的作用。
a. 现象一 在曝气池表面产生白色的、黏稠的空气泡沫，有时出现较大的浪花。诊断程序如下：
(a)如果在污泥培养过程中出现这种现象，则系正常情况，不必注意。随着污泥的增多，泡沫会自然消失。在正常运行的活性污泥中，如果出现上述现象，应首先检查MLVSS是否降低了。如果由于二沉池出水造成污泥流失，导致MLVSS降低，则应分析流失原因并予以处理。如果由于排泥过量导致MLVSS降低，则应减少排泥。如果MLVSS未降低，则进行下述步骤。
(b)检查污泥的耗氧速率OUR。如果OUR降低了，则说明污泥中毒，应分析中毒原因并采取处理措施。
(c)如果某些曝气池中有泡沫而其余池子没有，则应检查各池之间的配水是否均匀，进入各池的回流污泥分配是否均匀。如果某一曝气池进入的污水多，而分配进去的回流污泥少，则该池易出泡沫。
b.现象二 在曝气池表面形成细微的暗褐色泡沫。诊断程序如下：
检查系统的负荷是否太低，泥龄是否太长，排泥是否不足。该种泡沫一般系由污泥过氧化所致，一般不会发展到特别严重的程度，只有适当增大排泥，泡沫即可消失。
c.现象三 脂状，暗褐色泡沫异常强烈，并随混合液进入二沉池。诊断程序如下：
检查混合液种是否有丝状菌。如果存在，即可认为系由诺卡氏菌导致的生物泡沫。如果有条件，也可进一步辨认诺卡氏菌。此时，可以对产生的泡沫进行简单的清理，但主要精力应放在根源上。首先对上游油脂类废水的排放要加强管理，其次要加强初沉池浮渣的** 特别是乳状浮渣。初沉池除去SS的功能以外，去除油脂类漂浮物质的功能应予以强化。另外，还应重视沉砂池的除油功能，适当调节曝气量，以利于油水分离。
水质测定结果异常及其分析
异常现象症状 | 分析及诊断 | 解决对策 |
出水PH值下降 | 厌氧处理负荷过高，有机酸积累 | 降低负荷 |
好氧处理中负荷过低，氨氮硝化 | 增加负荷 | |
ESS升高 | 二沉池表面有一层浮泥，污泥中毒；污泥膨胀 | 污泥复壮 |
排泥不足，MLSS过高 | 见膨胀对策 | |
二沉池积泥，发生反硝化或腐败 | 增加排泥量 | |
出水浑浊 | 负荷过低，污泥凝聚性差，污泥解絮 | 增加营养 |
污泥中毒 | 停止进水，污泥复壮 | |
后继快滤池过滤介质受污染，活性炭和负荷过高 | 增加反冲 | |
有机组分解不完全 | 降低负荷 | |
出水色度上升 | 污泥解絮，进水色度高 | 改善污泥形状 |
SV上升 | 污泥膨胀，或排泥不足 | 参照膨胀对策 |
MLSS下降 | 回流泵堵或翼轮堵塞，污泥膨胀或中毒；污泥大量流失 | 按实际情况而采取相应措施 |
污泥灰分高大于50% | 沉砂池、初沉池运行不佳；进水中泥砂过多，或盐分过高 | 改善沉砂池、除尘运行状况 |
曝气池以DO低 | 进水过浓，负荷过高；进水中无机性还原物质过多 | 减少负荷 |
曝气器堵塞 | 拆卸修复 | |
出水BOD或COD升高 | 污泥中毒 | 污泥复壮 |
进水过浓 | 提高MLSS | |
进水中无机还原物过高 | 增加曝气强度 | |
COD测定受Cr干扰 | 排除干扰 | |
厌氧产气量下降 | 污泥中毒 | 引进新污泥菌种 |
负荷过高，有机酸积累 | 减少负荷，加碱使PH值为7.3-7.6 | |
传动装置失效 | 维修 |
