活性污泥法的運(yùn)行需要眾多控制參數(shù)的合理調(diào)控，其中包括活性污泥濃度(MLSS)的控制，它是污水系統(tǒng)日常運(yùn)行中最常用的指標(biāo)之一。
1. 污泥濃度MLSS的定義
活性污泥濃度是指曝氣池出口端混合液懸浮固體的含量，用符號MLSS表示，其單位是mg/L，它用來計(jì)量曝氣池中活性污泥數(shù)量。MLSS的總量包括以下四個(gè)方面:
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活性的微生物；
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吸附在活性污泥上不能為生物降解的有機(jī)物；
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微生物自身氧化的殘留物；
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無機(jī)物。
操作過程中，特別要注意的是MLSS僅指曝氣池中混合液的濃度，而不考慮二沉池內(nèi)混合液的濃度。同時(shí)，在監(jiān)測曝氣池混合液濃度的時(shí)候需要注意是以曝氣池出口端混合液濃度為標(biāo)準(zhǔn)來衡量整個(gè)曝氣池內(nèi)活性污泥濃度的。
2. 污泥濃度和其他控制指標(biāo)的關(guān)系
1、活性污泥濃度和污泥齡的關(guān)系
污泥齡是通過排除活性污泥來達(dá)到污泥齡指標(biāo)的可操作手段的。通過合理的污泥齡及食微比的控制即可給出控制活性污泥濃度的合理范圍。事實(shí)上，若一味提高活性污泥濃度，在進(jìn)水有機(jī)物濃度不高的情況下，污泥齡就會特別長，超出正?？刂频奈勰帻g值，這明顯地提示我們活性污泥濃度控制過高，這樣要比用活性污泥濃度的絕對值來判斷是否對活性污泥濃度的進(jìn)行控制要準(zhǔn)確的多。
2、活性污泥濃度與水溫的關(guān)系
活性污泥在生化池內(nèi)的生長、繁殖、代謝和水溫的關(guān)系是密切的。水溫每降低10℃，活性污泥的活性將降低一倍；當(dāng)水溫低于10℃時(shí)，可以明顯發(fā)現(xiàn)處理效果不佳。對此通過活性污泥濃度的調(diào)整來應(yīng)對水溫的變化：
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當(dāng)水溫偏低時(shí)，可以提高活性污泥濃度，以抵消活性污泥活性降低的負(fù)面影響，從而達(dá)到活性污泥在水溫偏低時(shí)去除效率增高的目的；
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當(dāng)水溫較高時(shí)，活性污泥活性旺盛，控制過高的活性污泥不利于活性污泥的沉降，這樣的情況就可以指導(dǎo)我們通過降低活性污泥濃度來規(guī)避出現(xiàn)未沉降絮體和混濁的上清液的不良狀況。
3、活性污泥濃度和活性污泥沉降比的關(guān)系 活性污泥濃度會影響沉降比的最終沉降值?；钚晕勰嗫刂茲舛仍礁?，活性污泥沉降比的最終結(jié)果就越大，反之則越小。這是因?yàn)榛钚晕勰酀舛容^高時(shí)，生物數(shù)量多，在壓縮沉淀后自然就會出現(xiàn)較高的沉降比了。這與其他也能導(dǎo)致沉降比升高的因素相區(qū)別的要點(diǎn)是，觀察沉降壓縮后的活性污泥是否密實(shí)，色澤是否呈深棕揭色。通常非活性污泥濃度升高導(dǎo)致沉降比升高的情況中多半壓實(shí)性差，色澤暗淡。 當(dāng)然，活性污泥濃度過低對沉降比影響也很明顯，但是往往不是由于操作人員刻意降低活性污泥濃度導(dǎo)致沉降比過低的，而是進(jìn)水有機(jī)物濃度過低導(dǎo)致的。這樣的情況，操作人員總覺得活性污泥濃度控制過低，就努力的去拉高活性污泥濃度，結(jié)果就是出現(xiàn)活性污泥老化，最后的沉降比觀察會發(fā)現(xiàn)活性污泥壓縮性高、色澤深暗、上清液清澈但夾有細(xì)小絮體等典型活性污泥老化的現(xiàn)象。 如果是異常排泥出現(xiàn)的沉降比過低，通過觀察也可以發(fā)現(xiàn)此時(shí)沉降的活性污泥色澤淡、壓縮性差，沉降的活性污泥稀少。
3、污泥濃度對硝化反硝化的影響
1、污泥濃度對硝化的影響
影響硝化反應(yīng)的環(huán)境因素有很多包括：PH、溫度、SRT、DO、BOD/TKN、污泥濃度、有毒物質(zhì)等。實(shí)際污水處理廠在工藝的運(yùn)行中只能對SRT、DO、BOD/TKN、污泥濃度等參數(shù)進(jìn)行控制。
a. 在好氧硝化過程中較高的污泥濃度其硝化細(xì)菌的濃度相對較高，因此好氧硝化反應(yīng)的速率在高污泥濃度條件下較高。
b. 一定污泥泥齡是保證生物污泥中的硝化細(xì)菌存在的條件，同時(shí)創(chuàng)造良好的硝化細(xì)菌生存條件更能提高其在微生物菌群中所占比例，從而提高硝化細(xì)菌濃度。高污泥濃度下在厭氧階段會有更多的BOD被消耗，進(jìn)入好氧階段其BOD/TKN也就相對更低些。
一些研究表明活性污泥中硝化細(xì)菌所占的比例，與BOD/TKN呈反比關(guān)系。由于硝化菌是一類自養(yǎng)菌，有機(jī)基質(zhì)的濃度并不是它的生長限制因素，但若有機(jī)基質(zhì)濃度過高，會使生長速率較高的異氧菌迅速繁衍，爭奪溶解氧，從而使自養(yǎng)菌的生長緩慢且好氧的硝化菌得不到優(yōu)勢，結(jié)果降低硝化速率。
c. DO值一般是污水處理廠硝化階段的重要重要指標(biāo)，一般情況下DO值在2mg/L以上。在大多數(shù)氧化溝工藝中其溝內(nèi)平均DO值都很難達(dá)到2mg/L，一般維持在1mg/L或更低水平，但其硝化效果仍然良好，分析原因?yàn)檠趸瘻咸赜械南鄬^高污泥濃度雖然其溝內(nèi)DO值較低，但其它有利于硝化的因素增強(qiáng)。
污泥濃度增高，也就增大生物處理池的的有效容積，同時(shí)降低了負(fù)荷等。從另一角度分析提高污泥濃度其微生物好氧量也相應(yīng)增加，在同等曝氣量條件下，溶解氧儀顯現(xiàn)出來的數(shù)值也應(yīng)該較低。以上幾點(diǎn)說明提高污泥濃度，生物池中的DO值可適當(dāng)降低，硝化效果仍可維持良好水平。
d. 為保證活性污泥中硝化細(xì)菌的正常生長繁殖，泥齡一般應(yīng)控制在8天以上。但為了使硝化細(xì)菌與其它異氧細(xì)菌有相對平衡的生存競爭力，應(yīng)在污泥不發(fā)生嚴(yán)重老化前提下提高泥齡，相應(yīng)也就是增大生物系統(tǒng)的污泥濃度。
2、污泥濃度對反硝化影響
生物反硝化作用即為在缺氧條件下反硝化細(xì)菌利用硝酸鹽中的離子氧分解有機(jī)物的過程，硝酸鹽即被還原為N2，完成脫氮過程。反硝化過程中的反硝化細(xì)菌是大量存在于污水處理系統(tǒng)中的異氧型兼性細(xì)菌，在有氧存在條件下，反硝化細(xì)菌利用氧進(jìn)行呼吸、氧化分解有機(jī)物。
在無分子氧的條件下，同時(shí)存在硝酸和亞硝酸離子時(shí)，它們能用這些離子中的氧進(jìn)行呼吸，使有機(jī)質(zhì)氧化分解。反硝化細(xì)菌能夠利用各種各樣的有機(jī)基質(zhì)作為反硝化過程中的電子供體，其中包括：碳水化合物、有機(jī)酸類、醇類以及甚至像烷烴類、苯酸鹽類和其它的苯衍生物這些化合物，它們往往是廢水的主要組分。影響反硝化速率的因素較多，包括PH值、溫度、DO、碳氮比、污泥濃度等，實(shí)際污水處理廠在工藝的運(yùn)行中只能對DO、污泥濃度等參數(shù)進(jìn)行控制。碳氮比雖然是反硝化反應(yīng)中最重要的影響因素但其和來水水質(zhì)有很大關(guān)系一般實(shí)際運(yùn)行中很難控制。
a. 反硝化反應(yīng)過程中要求在無分子氧存在的條件下反硝化細(xì)菌才能利用硝酸鹽及亞硝酸鹽中的離子氧分解有機(jī)物。之前提到，高污泥濃度的生物系統(tǒng)在硝化過程中可適當(dāng)降低溶解氧值，同時(shí)保持硝化效果，因此使硝化末端降低溶解氧可以有效的減少硝酸鹽回流液中所攜帶的溶解氧含量，降低分子氧在缺氧區(qū)對反硝化進(jìn)程的影響，提高反硝化菌利用碳源的反硝化能力。
同時(shí)高污泥濃度自身內(nèi)源代謝好氧量也相對較強(qiáng)，可以進(jìn)一步消耗回流及缺氧段中的溶解氧。再有非常高的污泥濃度會改變混合液的粘滯性，增大擴(kuò)散阻力，從而也使回流攜帶的溶解氧降低，在一些使用明渠作為回流通道的處理工藝中可以減小回流跌落的充氧量?？傊呶蹪舛葘τ诮档蛯?shí)際工藝運(yùn)行中反硝化階段的DO值有較大作用。
b. 由于反硝化細(xì)菌是異氧型兼性細(xì)菌在污水處理系統(tǒng)大量存在，提高系統(tǒng)中的污泥濃度可有效的提高反硝化細(xì)菌的濃度。反硝化反應(yīng)速度與硝酸鹽亞硝酸鹽濃度基本無關(guān)，而與反硝化細(xì)菌的濃度呈一級反應(yīng)。
因此在實(shí)際工藝運(yùn)行中高污泥濃度可以縮短反硝化的時(shí)間減小缺氧段的有效容積。在缺氧段有效容積一定的件下，高污泥濃度的反硝化反應(yīng)可以更好的利用有機(jī)基質(zhì)中相對較難降解的有機(jī)物作為碳源進(jìn)行反硝化反應(yīng)。這一點(diǎn)對于脫氮除磷工藝，尤其C源不足的情況尤為重要。
c. 高污泥濃度其微生物菌膠團(tuán)直徑相對較大，在硝化反應(yīng)過程中受溶解氧低的影響，氧的壓力梯度較小，菌膠團(tuán)內(nèi)部容易形成缺氧環(huán)境從而發(fā)生反硝化反應(yīng)。所以高污泥濃度可以促進(jìn)同程反硝化。
4、污泥濃度對生物除磷的影響
生物除磷的關(guān)鍵點(diǎn)是提高聚磷菌在活性污泥系統(tǒng)中所占比例，同時(shí)在系統(tǒng)運(yùn)行過程中大量增長繁殖，在排出系統(tǒng)時(shí)聚磷菌體內(nèi)含磷量維持在一個(gè)較高水平。
為了提高系統(tǒng)中聚磷菌所占活性污泥的比例就要為聚磷菌營造更優(yōu)越的適合其生長繁殖的環(huán)境及水力條件，即工藝流程上有良好的厭氧、好氧環(huán)境，厭氧區(qū)的環(huán)境因素控制對聚磷菌的生長繁殖，以及除磷功能的實(shí)現(xiàn)尤為重要。厭氧區(qū)的高污泥濃度對于聚磷菌更為有利。
生物除磷的效率與泥齡關(guān)系密切，只有在一定泥齡（3天左右）的情況下才能有效的排除過量的磷，實(shí)現(xiàn)除磷功能，在進(jìn)水SS一定的情況下，由于污泥濃度與泥齡為正比關(guān)系，所以在超出一定范圍污泥濃度越高對應(yīng)的除磷效果越差！
a. 保證除磷效率的泥齡下，提高污泥濃度在厭氧區(qū)其聚磷菌濃度也相應(yīng)較高，釋磷的微生物量增多，后續(xù)好氧吸磷微生物量也就會相應(yīng)增加，增大了系統(tǒng)整體的除磷作用。
b. 厭氧區(qū)聚磷菌吸收VFA釋磷，同時(shí)厭氧區(qū)在高污泥濃度的條件下可作為系統(tǒng)的厭氧酸化段，對水中的高分子難降解有機(jī)物起到厭氧水解作用，聚磷菌釋磷過程中釋放的能量，可供聚磷菌主動(dòng)吸收乙酸、H+、等使之形成PHB形式貯存在菌體內(nèi)，從而促進(jìn)有機(jī)物的酸化過程，提高污水的可生化性增大后續(xù)處理過程中的反硝化反應(yīng)所用碳源。
來源：環(huán)保工程師
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