2.2 从生物活动的角度理解运行方式对产泥率的影响

　　四种方式下生化反应强度的不同可由一个周期内SOUR随时间的变化得到验证。SOUR反映了生物活动强度[4]。从本实验测得的数据（图3）发现, SOUR与基质浓度、曝气强度有关. F30和分级-A的进水阶段，SOUR随基质量的增加而上升. 实际上在缺氧的情况下, 好氧生物的活动很低，而OUR是在混合液先充氧况下测得的[5], 这一阶段的SOUR值反映的是一种潜在生物活动能量。在反应阶段的前50分钟, 所有这四种运行方式的SOUR曲线均呈现一近似水平段. 这是在基质浓度饱和情况下, SOUR的最大值(记作SOURmax). 实验表明SOURmax亦与曝气强度有关。F30、IF方式曝气强度为1.3l/min, SOURmax为3.1 ´10-4mgO2/l-min-mgMLVSS;. 分级-A第一阶段曝气强度为2.6l/min, SOURmax高达近4.0´10-4mgO2/l-min-mgMLVSS; A-F30曝气强度为1.1l/min, SOURmax约为2.8´10-4mgO2/l-min-mgMLVSS。从图4中可见，在A-F30、F30、IF方式的曝气阶段初期，DO接近于零。这是因为，反应器在平均值的曝气强度下，供氧速率跟不上因强烈的生物活动引起的需氧速率。因而微生物活动受到抑制. 而分级-A的第一阶段曝气中, DO形成一突跃。这可认为在高于标准平均值的曝气强度下, 供氧速率可超过因强烈的生物活动引起的需氧速率。因此，微生物活动强烈, SOUR值较高.由此可见, 在分级-A方式下的反应初期，较高的溶氧水平、因较大曝气强度而加强的混合液搅拌和物质传递，加快了基质的生物降解，使微生物较早地进入内源呼吸状态，因此污泥产率较低。而在其它三种方式下，溶氧不足抑制了生物活动, 生物降解相对较慢，推迟了微生物进入内源呼吸状态，即微生物处于内源呼吸状态的时间较短，污泥产率较高。

图3. 一周内SOUR变化情况

 

 

图4. 一周内溶氧变化

　　2.3 运行方式对污泥性质的影响及其分析

　　实验显示, 四种方式下活性污泥的性质也不尽相同。图5是根据实测数据绘制的四种方式下活性污泥的沉降曲线。曲线前半段的斜率可表示污泥的沉降速率，而后半段的纵坐标值和斜率则反映了污泥的压缩性能。图中可见,
 

图5. 四种方式下活性污泥的沉降曲线

　　IF、A-F30与分级-A方式下污泥的沉降性、压缩性均优于F30, 其中IF方式下污泥的沉降性、压缩性最好，A-F30与分级-A的相近, 居次。沉降性好, 在沉淀阶段有利于固液分离, 而压缩性好则有利于污泥浓缩与脱水。从浓度梯度角度看, 按IF方式运行, 废水瞬时进入SBR，混合液中的基质降解过程类似某一时刻进入连续、推流式反应器的一批混合液中的基质降解过程，浓度梯度大, 因而污泥性能好[6] 。进水时间越长, 反应器的f : r 比(进水:反应比)增大, 混合液中基质浓度梯度越接近完全混合反应器[7], 有利于丝状菌生长, 污泥性能越差. 因而F30、A-F30与分级-A方式下的污泥性能要逊于IF方式下的.

 

　　图6为按分级-A方式运行的反应器(左)与按F30方式运行的反应器沉淀10分钟时污泥的状态。

图6. 分级-A方式下与F30方式下污泥的沉淀状态

　　

 

　　SBR进水阶段的长短、是否曝气, 反应阶段曝气强度的分布都会影响活性污泥的产率与性质。较长时间进水和反应初期高强度曝气, 可使反应器污泥产率较低; 其中反应初期能克服需氧量的高强度曝气对降低污泥产率作用明显。快速进水方式下活性污泥的性能最佳。