活性污泥法利用微生物來(lái)降解廢水中的有機(jī)成分，其中一個(gè)常見(jiàn)的操作誤區(qū)是通過(guò)提高MLSS來(lái)增加系統(tǒng)的負(fù)荷能力。

雖然理論上來(lái)說(shuō)引入額外的污泥(生物質(zhì))可以起到一定的作用，但是這樣的操作也存在一些明顯的負(fù)面效應(yīng)，包括：

導(dǎo)致污泥處于饑餓狀態(tài)

沉降性差

增加排泥量

降低曝氣的傳氧效率

增加內(nèi)源呼吸反應(yīng)的比例

當(dāng)污泥處于較高的泥齡狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)降解由自身細(xì)胞凋亡而釋放的BOD的壓力大，需要更多的微生物來(lái)處理來(lái)自于污水中的BOD, 實(shí)則間接降低了系統(tǒng)的整體運(yùn)行效率。

大多數(shù)污水處理廠通過(guò)MLSS和MLVSS做為一般指導(dǎo)原則來(lái)控制泥齡，但遺憾的是，MLSS和MLVSS無(wú)法直接反映活性污泥中具有活性的部分微生物的濃度，因此無(wú)法對(duì)污泥回流比的進(jìn)行徹1底優(yōu)化。因?yàn)槿狈τ行У臄?shù)據(jù)支撐，導(dǎo)致了運(yùn)營(yíng)工程師傾向于以維持“足夠多”的MLSS為原則的保守調(diào)控邏輯，忽視了該入水條件對(duì)污泥濃度的真實(shí)需求。

下圖所展示的TSS中所包含的各組分示意圖，其中cATP所代表的活性細(xì)胞組分和工藝的污染物處理潛力有直接的關(guān)系，也可以稱(chēng)做為污泥中的“工人階1級(jí)”。

LuminUltra ATP測(cè)試所得到的cATP(胞內(nèi)ATP)數(shù)據(jù)，真實(shí)的反應(yīng)了污泥中具有活性的部分微生物的濃度，能夠使運(yùn)營(yíng)工程師“看清”隱藏在污泥中的微生物真實(shí)狀態(tài)，對(duì)于系統(tǒng)的處理能力的調(diào)控更有信心。同時(shí)，cATP數(shù)據(jù)不僅靈敏，而且對(duì)入水條件的變化反應(yīng)迅速，可以更早的捕獲系統(tǒng)受到?jīng)_擊或者運(yùn)營(yíng)不良的信號(hào)。

如果每日測(cè)量cATP數(shù)據(jù)，量化工藝中的活性微生物量，確認(rèn)系統(tǒng)存在足夠的微生物以保證工藝的處理能力;同時(shí)主動(dòng)排出對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生額外負(fù)荷的部分污泥來(lái)刺激微生物的自我繁殖;不僅可以獲得更高的ABR(活性微生物占TSS的比例)和更低的BSI(生物威脅指數(shù)), 同時(shí)，較低的TSS會(huì)增加曝氣的傳氧效率，降低了曝氣所需要的能耗。

下圖的實(shí)例說(shuō)明了如何通過(guò)cATP數(shù)據(jù)來(lái)有效判斷一個(gè)污水處理系統(tǒng)是否處于狀態(tài)，是否因?yàn)楸Ｊ氐恼{(diào)控策略而攜帶了過(guò)高的污泥量。我們可以看出，在入水條件相對(duì)穩(wěn)定的情況下，當(dāng)cATP濃度從464 ng/mL 降低到228 ng/mL 之后(減少51%污泥量)，系統(tǒng)幾乎維持了同樣的BOD去除效率，工藝的穩(wěn)定性依然能到了保證。

但值得注意的是，由于硝化菌的生長(zhǎng)需要較長(zhǎng)的泥齡，因此在調(diào)節(jié)SRT的過(guò)程中需要同時(shí)考慮多個(gè)因素的影響。

優(yōu)化策略

對(duì)于一個(gè)維持較高M(jìn)LSS的工藝，系統(tǒng)污泥總量?jī)?yōu)化策略的目標(biāo)是：在保持相同的活性微生物量的情況下(工人數(shù)量不變)，通過(guò)主動(dòng)排泥降低系統(tǒng)MLSS。在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，***每天對(duì)曝氣池和污泥回流處的MLSS和ATP數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)計(jì)算 F/M和SRT，確保優(yōu)化過(guò)程的正確進(jìn)行。指導(dǎo)原則如下：

由于每一套活性污泥工藝都具備一定的特殊性，因此對(duì)于從未進(jìn)行過(guò)ATP測(cè)試的污水處理廠，***步通常為建立基準(zhǔn)線。為了獲得足夠的數(shù)據(jù)來(lái)形成優(yōu)化控制目標(biāo)，基準(zhǔn)線的建立需要每天從曝氣池至少取樣分析2次，持續(xù)至少兩周時(shí)間。

2.通過(guò)對(duì)污泥總量的小范圍調(diào)節(jié)并觀察系統(tǒng)的生物響應(yīng)來(lái)逐漸達(dá)到既定的優(yōu)化目標(biāo)。減少系統(tǒng)污泥總量的方式為調(diào)整RAS和WAS的比例，在下圖中，通過(guò)有節(jié)奏的增加WAS，排出系統(tǒng)中的惰性污泥，MLSS濃度曲線從A點(diǎn)開(kāi)始一步一步的降低。在優(yōu)化的過(guò)程中，可以以幾天為一個(gè)周期逐步調(diào)整并不間斷的測(cè)試cATP濃度。值得提醒的是，雖然增大WAS會(huì) 同時(shí)排出惰性和非惰性污泥，但是有活性的微生物會(huì)迅速的重新生長(zhǎng)，因此我們可觀測(cè)到每次調(diào)節(jié)后cATP濃度的反1彈(綠色)。

3.建議每次排泥量為系統(tǒng)總量的10%。10%的變化量可以給系統(tǒng)帶來(lái)足夠的“刺激”但又不會(huì)造成不可逆的影響。但需要注意在此過(guò)程中，運(yùn)行人員***采取措施平衡RAS和WAS流量，以保證在二沉池中維持穩(wěn)定的污泥層。如果沒(méi)有足夠的RAS速率平衡，WAS速率的臨時(shí)增加可能導(dǎo)致污泥層的破壞并影響出水TSS.

推薦在每次調(diào)整過(guò)程之前選擇一個(gè)預(yù)期的ABR數(shù)值，并通過(guò)循環(huán)操作達(dá)到這個(gè)目標(biāo)。如果在調(diào)節(jié)過(guò)程中遇到上圖B點(diǎn)所顯示的cATP顯著降低時(shí)，證明系統(tǒng)污泥總量達(dá)到不可逆轉(zhuǎn)折點(diǎn)，如果繼續(xù)增加排泥，污泥所包含的生態(tài)系統(tǒng)將無(wú)法支撐。此時(shí)，只需要降低排泥，將MLSS濃度引導(dǎo)回C點(diǎn)即可。

注意：不要設(shè)置過(guò)高的ABR目標(biāo)，推薦的大ABR通常在35-40%的范圍內(nèi)。試圖超過(guò)這個(gè)ABR水平可能會(huì)導(dǎo)致浪費(fèi)過(guò)多的活性生物量和性能不穩(wěn)定。

4.在優(yōu)化完成后需要至少保持兩周的密集監(jiān)控，以確保工藝的處理能力。在調(diào)節(jié)過(guò)程中，維持工藝的穩(wěn)定性是非常重要的，可以幫助系統(tǒng)快速適應(yīng)新的反應(yīng)條件。在此期間，可重1點(diǎn)監(jiān)測(cè)cATP，BSI，ABR和出水水質(zhì)(例如COD，P，NH?)。

5.建立新的工藝控制參數(shù)，如F/M和SRT：

采用新的SRT來(lái)計(jì)算WAS

用調(diào)整后的MLSS和歷史COD濃度來(lái)計(jì)算新的 F/M 比例，推薦用sCOD而不是tCOD數(shù)據(jù)。

6.調(diào)整結(jié)束后，可以通過(guò)新的溶氧濃度來(lái)優(yōu)化曝氣過(guò)程，節(jié)省電力開(kāi)支。

實(shí)例分析

美國(guó)某市政污水處理廠活性污泥工藝運(yùn)營(yíng)不良，TSS濃度高達(dá)7000mg/L左右，SRT偏高，F(xiàn)/M 偏低，SVI> 500 mg/L。利用ATP測(cè)試進(jìn)行診斷發(fā)現(xiàn)， 曝氣池中的AVSS濃度為788 mg/L, ABR為9%左右，遠(yuǎn)低于推薦活性污泥工藝ABR參考值25%。

工程師采用間隔為6天的連續(xù)兩次的污泥沖洗策略，從系統(tǒng)中排出多余的污泥，同時(shí)每日取樣監(jiān)測(cè)cATP濃度(用于計(jì)算MLAVSS),通過(guò)兩周的工藝調(diào)整，其系統(tǒng)的TSS從7252 mg/L降低至4826 mg/L, 活性生物量從788 mg/L 增加到1186 mg/L, ABR達(dá)到25%，系統(tǒng)總污泥量降低33%，同時(shí)有效改善了污泥膨脹問(wèn)題。