污水处理被广泛应用于建筑、农业，交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域，也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。本文是一篇核心期刊发表论文范文，主要论述了煤化工行业污水AO工艺污泥负荷计算方法优化。
[摘 要]通过进行活性污泥负荷计算，技术人员结合微生物镜检情况对污水负荷进行调整。这个方法可以保证活性污泥微生物保持良好的生存状态。当微生物受冲击状态下，技术人员能够及时进行调整。由于AO工艺属于脱氮除磷工艺，传统活性污泥污泥负荷的计算无法完全符合工艺生产要求。因此，本文对原有污泥负荷计算方法进行优化，结合不同污泥负荷下出现的微生物，达到优化生产的目的。
[关键词]污泥负荷,微生物镜检
1.引言
1.1 神华煤化工污水装置AO工艺的介绍
污水处理装置接纳的污水包括甲醇装置、烯烃分离装置、其它装置初级雨水池、集水池生活污水。污水装置设计处理量400 m3/h，进水COD 700～1000mg/L，氨氮 180～230mg/L，PH 6～9。出水COD≤60mg/L，氨氮≤1.5mg/L，PH 6～9mg/L，出水全部符合国家一级标准。装置采用“预处理+A/O(前置反硝化)+曝气生物滤池(BAF)”处理工艺，附属装置有污泥处理和加药系统，处理后的污水直接进入回用水装置。
1.2 AO工艺的工作原理
生物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和氨态氮转化为N2和NxO气体的过程。其中包括硝化和反硝化两个反应过程。
污水装置采用“硝化-反硝化”为核心的A/O法生物脱氮处理工艺，将反硝化前置。A/O法生物去除氨氮原理是充氧的条件下(O段)，污水中的氨氮被硝化菌硝化为硝态氮，大量硝态氮回流至A段，在缺氧的条件下，通过兼性厌氧反硝化菌作用，以污水中有机物作为电子供体，硝态氮作为电子受体，使硝态氮被还原为无污染的氮气逸入大气，从而达到最终脱氮的目的。
硝化反应：NH4++2O2NO3-+2H++H2O
反硝化反应：6NO3-+5CH3OH5CO2↑+7H2O+6OH-+3N2↑
1.3 微生物镜检的意义
微生物在污水处理厂生化系统调试、后期稳定运行和工艺调整过程中，起着很重要的指示作用，通过镜检活性污泥中的微生物状况，可以获得该活性污泥的相关性状信息，对生产起到一定的指导作用[1]。因此，观察活性污泥微生物的生物相况可以直接了解到，活性污泥处理污水的运行情况。同时，根据观察到的微生物，对生产进行调控。本文本将传统微生物污泥负荷的计算理论与显微镜观察到的微生物出现的环境相比对，对传统AO工艺污泥负荷进行优化，通过改进后的污泥负荷计算，调整污水处理工艺运行。
2.污泥负荷
2.1 污泥负荷的概念
污泥负荷是指单位质量的活性污泥在单位时间内所去除的污染物的量。污泥负荷在微生物代谢方面的含义就是F/M比值，单位kgCOD(BOD)/(kg污泥.d)。我们可以暂时把微生物比作“村民”，BOD比作“食物”[2](表1)。
由此，可以知道控制微生物的数量不是人为的，而是确定于来水BOD的数量。因此，能够准确掌握污泥负荷的计算，对生产调节起到决定性的作用。
2.2 传统污泥负荷的计算和存在问题
污泥负荷(F/M)实际应用中是以BOD-污泥负荷率(Ns)来表示的即：
Ns=(QLa+CH3OH)/(XV)(kgBOD5/kgMLSS・d)
式中：Q-污水流量(m3/d)
V-曝气容积(m3)
X-混合液悬浮固体(MLSS)浓度(mg/L)
La-去除有机物(BOD)浓度(mg/L)
CH3OH-甲醇投加量(kg/d)
但实际运行生产中，AO工艺消耗来水有机物分为两种生物反应：1、微生物的合成消耗有机物2、微生物进行反硝化反应消耗有机物。单纯使用以上污泥负荷的计算公式会忽略掉微生物反硝化反应所消耗的有机物，而反硝化反应所消耗的有机物是不参与微生物合成的。
因此，在AO工艺中使用以上计算公式可能会造成计算数值误差较大，对实际生产参考性较差。
2.3 优化后的AO工艺污泥负荷计算方法
为避免将A池反硝化所消耗的BOD计算在内，因此可以通过进出O池的污染物浓度的去除量来计算微生物合成所需BOD总量。由于需进行污泥回流和硝化液回流，因此在可在O池前后比做动态平衡状态，使用A池至O池回流污水COD的浓度进行计算。由于A池消耗较多的BOD，为了提供O池微生物的合成，因此选择在O池内投加甲醇维持系统内微生物活性(图1)。
优化后的计算方法如下：
Ns=[(Q1+Q2+Q3)La+CH3OH]/(XV)(kgBOD5/kgMLSS・d)
式中：Q1-调节池进水流量(m3/d)
Q2-硝化液回流流量(m3/d)
Q3-污泥回流流量(m3/d)
V-曝气容积(m3)
X-混合液悬浮固体(MLSS)浓度(mg/L)
CH3OH-甲醇投加量(kg/d)
La-去除有机物(BOD)浓度(mg/L)
2.4 污泥负荷计算方法对比和修正
选取一段时间的污泥负荷计算对比如(表2)：
通过以图2、3表可以发现，在脱氮除磷工艺中，传统污泥负荷的计算方法会较优化后的污泥负荷计算方法偏高。通过镜检微生物对照可以发现，正常污泥负荷在0.1～0.2(kgBOD5/kgMLSS・d应该出现的微生物(生化系统运行正常)，如：钟虫、�J纤虫、累枝虫、吸管虫等微生物并没有出现，取而代之的是较多低负荷0.05BOD5/kgMLSS・d以下的微生物，如表壳虫、磷壳虫、轮虫。优化计算后，在污泥负荷在0.07BOD5/kgMLSS・d的时候，出现了由低负荷微生物菌群至正常污泥负荷的过渡，微生物菌群主要以表壳虫、磷壳虫、轮虫为主，同时出现了少量的钟虫。 优化计算后的活性污泥微生物，通过镜检微生物对照较传统计算方法的污泥负荷更为接近。主要原因是：传统计算方法并未考虑系统在A池进行的反硝化反应，因此计算后的污泥负荷会较实际值会有所增加，优化后的计算方法排除了反硝化在系统内的影响作用，计算后的结果更符合微生物实际生长状态。
2.5 污泥负荷主要影响指标
通过优化后的污泥负荷计算方法，更加符合微生物生长的规律。系统由A池至O池正常运行下，始终处于动态平衡状态，通过污泥回流和硝化液回流，O池末端BOD基本消耗殆尽。因此，通过计算O池前后端消耗的BOD浓度，可以更加准确计算出污泥的生长负荷。通过以上曲线可以看出，A池至O池的BOD曲线与计算后的污泥负荷趋势基本一致。
加大甲醇投加量，污泥负荷走势会发生变化。1、少量或不投加甲醇作为碳源的情况下，污泥负荷走势会主要决定于进入O池的BOD浓度。2、如甲醇作为污泥的主要碳源，如系统停工检修无上游来水的情况下，通过优化后的公式Ns=[(Q1+Q2+Q3)La+CH3OH]/(XV)(kgBOD5/kgMLSS・d)，当甲醇投加作为O池的营养物质来讲，污泥负荷曲线主要决定于甲醇的投加量。
3.结论
本文通过运行数据验证与微生物镜检相结合的方法，找出了传统微生物污泥负荷的方法针对污水处理AO工艺的不足。传统活性污泥计算法由整体出发进行运算，没有将活性污泥正常生长所需的BOD消耗与AO池反硝化反应BOD消耗分开，但实际运行微生物进行反硝化反应时不参与活性污泥生长的，因此传统AO工艺污泥负荷的算法会有所偏高。通过将污泥负荷计算方法进行改进，得出了更加合理的运算方式，并通过微生物镜检得到了验证。
4.指导意义
通过使用新的活性污泥负荷计算方法，能够在污水处理实际运行中更深入的分析生产的运行状况。生产中有很多情况下，理论与实际运行无法很好的结合。通过进行数据分析和微生物镜检对比，可以找出理论和实际运行的契合点。使用了新的计算方法对活性污泥的污泥培养驯化会起到重要的作用，尤其针对AO工艺污泥培养驯化中出现的一些问题，更能得到有效的解决。通过合理的控制微生物污泥负荷，能够更加优化生产操作，对污水处理装置的运行有着较大的意义。
参考文献
[1] 张建丰.活性污泥工艺控制[M].中国电力出版社.2011-6-1.
[2] 黄小兰，陈建耀，微生物应用于污水污泥处理的研究.2010.
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