劉 銳，郁志杰，林 敏，徐 強，郭松杰，金 飛

（杭州余杭水務(wù)控股集團有限公司，浙江 杭州 311100）

0 引 言

污泥是污水處理過程中不可避免的副產(chǎn)物，污泥量通常占污水處理量的1%～2%（質(zhì)量），如果屬于深度處理，污泥量還會增加0.5～1 倍。污泥產(chǎn)率可根據(jù)經(jīng)驗污泥產(chǎn)率和污水處理量測算，但由于進水水質(zhì)變化、運行控制不同，同一污水廠的污泥產(chǎn)率也會因季節(jié)更迭而有所不同[1]。

1 研究范圍

該研究時間區(qū)間為2018 年1 月至2019 年12 月，研究LZ、YH、CX、TQ 市政污水廠污泥隨季節(jié)變化規(guī)律，總設(shè)計規(guī)模為19.9 萬m3/d，進水水質(zhì)數(shù)據(jù)見表1，出水皆執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準》（GB 18918—2002）一級A 排放標(biāo)準。

表1 進水水質(zhì)數(shù)據(jù) 單位：mg·L-1

污泥產(chǎn)率采用式（1）進行計算。

式中：Y為污泥產(chǎn)率，t/ 萬t 水；M為污泥重量，t；P為污泥含水率，%；Q為污水處理量，萬t。

2 污泥產(chǎn)率變化規(guī)律

2018 年1 月至2019 年12 月LZ、YH、CX、TQ污水廠處理水量和污泥產(chǎn)率數(shù)據(jù)見表2。

表2 2018 年1 月—2019 年12 月污泥產(chǎn)率匯總表

依據(jù)表2 可看出，污泥產(chǎn)率由大到小為：LZ 污水廠＞YH 污水廠＞CX 污水廠＞TQ 污水廠，LZ 污水廠污泥產(chǎn)率最大，TQ 污水廠污泥產(chǎn)率最小。各污水廠污泥產(chǎn)率隨時間變化如圖1 所示。

圖1 污泥產(chǎn)率變化圖（單位：t/ 萬t 水）

各污水廠四季污泥產(chǎn)率如圖2 所示。

圖2 污水廠四季污泥產(chǎn)率圖（單位：t/ 萬t 水）

從圖1 和圖2 可以看出，LZ、YH、CX、TQ 污水廠污泥產(chǎn)率隨季節(jié)波動。各污水廠春季（3 月至5 月）污泥產(chǎn)率明顯高于其他三個季節(jié)污泥產(chǎn)率，而夏季（6 月至9 月）污泥產(chǎn)率相對較低。

3 污泥產(chǎn)率影響因素分析

污泥是污水有機物降解過程中的副產(chǎn)物，主要來源三方面：（1）污水中早已存在的懸浮固體沉淀形成，如格柵柵渣、沉砂池、初沉池泥渣；（2）污水處理過程中轉(zhuǎn)化形成，如降解有機物過程中微生物增殖產(chǎn)生的二沉污泥；（3）污水處理過程中投加的化學(xué)藥劑帶入，如深度處理過程中投加混凝劑引起的污泥。根據(jù)動力學(xué)方程，污水處理過程中污泥產(chǎn)率為污泥自身增殖和衰減的結(jié)果。

污水處理過程中，污水中的懸浮物經(jīng)吸附沉淀轉(zhuǎn)化為污泥，《室外排水設(shè)計規(guī)范》（GB 50014—2006）中懸浮物污泥轉(zhuǎn)化率推薦數(shù)值為0.5～0.7（gMLSS/gSS）；微生物利用污水中的有機物、氮、磷等營養(yǎng)物進行新陳代謝，完成自身的生長增殖，表現(xiàn)為污泥濃度增加，為維持生化系統(tǒng)污泥濃度穩(wěn)定，多余的污泥作為剩余污泥排出系統(tǒng)。因此污泥產(chǎn)率與進水水質(zhì)、運行溫度密切相關(guān)。

3.1 進水COD 影響

分析2018 年1 月至2019 年12 月污水廠進水COD 濃度變化規(guī)律如圖3 和圖4 所示。

圖3 污水廠進水COD 變化規(guī)律圖（單位：mg/L）

圖4 污水廠進水COD 四季變化圖（單位：mg/L）

根據(jù)圖3 和圖4 可看出，各污水廠進水COD 濃度隨季節(jié)波動幅度較大，春季（3 月至5 月） 進水COD 較大，其他三個季節(jié)進水COD 相對較小。LZ 污水廠進水COD 濃度最高，其次為CX 污水廠、YH 污水廠，TQ 污水廠進水COD 濃度最低。污泥產(chǎn)率與進水COD 濃度變化規(guī)律基本吻合，進一步分析兩者之間的關(guān)系如圖5 所示，污泥產(chǎn)率與進水COD 相關(guān)性較大，隨著進水COD 值的增大，污泥產(chǎn)率相應(yīng)增加。污水處理過程中微生物利用進水中的有機物質(zhì)進行自我增殖，進水中有機物濃度高，達到排放標(biāo)準需要降解的有機物則越多，生化池中微生物增殖較多，排出系統(tǒng)的剩余污泥較多，LZ 污水廠進水COD 濃度高是LZ 污水廠污泥產(chǎn)率較高原因之一。

圖5 進水COD 與污泥產(chǎn)率關(guān)系圖（單位：t/ 萬t 水）

3.2 進水S S 影響

分析2018 年1 月至2019 年12 月污水廠進水SS 濃度變化規(guī)律如圖6 和圖7 所示。

圖6 污水廠進水S S 變化規(guī)律圖（單位：mg/L）

圖7 污水廠進水S S 四季變化圖（單位：mg/L）

根據(jù)圖6 和圖7 可看出，各污水廠進水SS 濃度隨季節(jié)波動幅度不大，春季（3 月至5 月）進水SS 較其他三個季節(jié)偏大。進水SS 濃度：YH 污水廠＞LZ污水廠＞TQ 污水廠＞CX 污水廠。我司四個污水廠進水SS 濃度差異較大，YH 污水廠和LZ 污水廠進水SS 濃度明顯高于TQ 污水廠和CX 污水廠。如圖8 所示，進一步分析兩者之間的關(guān)系，可看出污泥產(chǎn)率跟進水SS 濃度有一定相關(guān)性，進水SS 濃度高，污泥產(chǎn)率相應(yīng)較高。

圖8 進水S S 與污泥產(chǎn)率關(guān)系圖（單位：mg/L）

3.3 運行水溫影響

污水處理過程中為使污泥保持較強的氧化吸附污染物的能力和良好的沉降性能，常將生物反應(yīng)池中的污泥控制在穩(wěn)定期末期和衰亡期初期，污泥中微生物存在細胞衰減。劉占孟等[3]通過實驗室小試研究發(fā)現(xiàn)，活性污泥衰減系數(shù)隨水溫升高而升高，當(dāng)溫度從25℃降低至10℃時，污泥衰減系數(shù)下降34%左右。根據(jù)我司運行經(jīng)驗，生化反應(yīng)池中水溫每年6 月至11 月期間基本維持在20～30℃之間，12 月至次年5 月水溫變化范圍為12～20℃，因此6 月至11 月份生化池中污泥衰減系數(shù)大于12 月至次年5 月。污水生物處理工藝中常見細菌多為中溫適溫菌或低溫適溫菌[2]，最適溫度范圍為10～35℃，增長繁殖速度隨溫度降低而減弱[3]。夏季水溫較高微生物增長速度較快，而進水中水質(zhì)指標(biāo)小于其他季節(jié)，微生物增殖受限于底物濃度且衰減系數(shù)較大，是夏季污泥產(chǎn)率較其他季節(jié)較低的原因之一。

4 結(jié) 論

（1）污水廠污泥產(chǎn)率隨季節(jié)波動，各污水廠春季（3 月至5 月）污泥產(chǎn)率高于其他三個季節(jié)，夏季和秋季（6 月至11 月）污泥產(chǎn)率相對較低；

（2）污泥產(chǎn)率與進水COD 有較大相關(guān)性，隨著進水COD 值的增大，污泥產(chǎn)率相應(yīng)增加；

（3）污泥產(chǎn)率跟進水SS 濃度有一定相關(guān)性，進水SS 濃度高，污泥產(chǎn)率相應(yīng)較高；

（4）夏季水溫較高微生物增長速度較快，而進水中水質(zhì)指標(biāo)小于其他季節(jié)，微生物增殖受限于底物濃度且衰減系數(shù)較大，是夏季污泥產(chǎn)率較其他季節(jié)較低的原因之一。