活性污泥法的进阶篇（二）
上周的进阶篇中提到了SVI和污泥龄SRT的问题，在微信群中有同行指出污泥老化的SVI应该是比较低的，非常感谢网上同行们对公众号的文章的关注，并提出了宝贵的意见。关于这个问题，我又重新查阅了很多资料，发现对SVI和污泥老化问题均有不同的说法。污泥老化期间，SVI增高和SVI降低的说法都有。那么这一周就从污泥老化和SVI的关系开始活性污泥法进阶篇的第二篇吧。
首先是往期要点回顾（欢迎点击链接进入原文阅读）：
SVI是污泥沉降指数，通过污泥30分钟的沉降后和污泥浓度的比值来进行计算：
SVI（ml / g）=
沉降污泥体积/样品体积（ml / l）* 1000（mg / g）/悬浮固体浓度 （点击回看活性污泥SVI）
污泥老化是运营管理人员的一种日常的叫法，其实更为准确地应当是SRT较大，也就是活性污泥在生物系统内停留时间过长的一种表述。
从计算式上我们可以看到其实，两者之间只有污泥浓度MLSS一项互相关联，其他计算式中的项目基本都各自成体系，相互之间应该是没有数值上的关联性的。但是在实际的运行管理中，运行人员更愿意认为SRT的长短和SVI是有一定的联系的。在一些相关的文章中，也能看到一些关于这两者之间关系的描述。
从这个图表中我们可以看到，SVI的变化是随着污泥龄SRT的时间变化而呈现了一个两头高中间低的状态的。对于这种曲线的出现，也是和活性污泥的本身的性质有关的。从曲线上可以看出，随着污泥龄的加长，污泥絮凝体状态的一个变化。在一开始的阶段，活性污泥处于一个初步形成的阶段，活性污泥基本没有成型，只是一些正在快速生长的部分絮凝体，也基本没有沉降性能，初期培养期间1~8天的阶段，此时的活性污泥的污泥浓度MLSS也很低，此时的SVI非常高；随着培养结束，活性污泥成型，SRT到了15~20天前后，活性污泥具有了良好的絮凝体，沉降性能良好，此时的SVI也变得很低；在随着SRT的继续加长，达到20~40天的阶段，生物池内的氧气出现富裕，BOD的去除率开始变得平稳，维持一个稳定的状态，此时的活性污泥出现老化的状态，老化的絮凝体颗粒部分脱离开活性污泥，整个污泥呈现一个很松散的状态，同时一些需要较长的污泥龄的丝状菌等也可能大量生长，导致污泥絮凝体之间的间隙变大，沉淀密实度变差，因此此时的SVI也开始增高。从这个曲线，我们是得出一个SVI和SRT的关系，是老化的污泥的SVI较高的情况的。
但是在一些别的论著里面，SVI是随着污泥老化而变得下降的，这个也可以用微生物的角度来解释下。下面这两张图可以说明SVI随着污泥老化出现下降的原因。
活性污泥中的微生物组成是随着SRT的推进而变化的，从下图可以看到，污泥龄初期，主要以细菌和低等的原生动物：鞭毛虫，阿米巴虫等组成，培养的后期以游泳型的钟虫为主，这些低等的微生物之间处于一个对底层细菌快速捕食的阶段，没有形成良好的絮凝体，污泥的沉降性能比较差，SVI值较高。进入活性污泥絮凝体形成以后，污泥呈现了良好的沉降性，微生物也以固着型钟虫为主，此时的活性污泥SVI适中，呈最佳的运行状态。污泥龄持续加长以后，活性污泥中的主要微生物也发生了变化，主要以轮虫，线虫为主，这些复杂的高等级的后生动物对活性污泥的絮凝体造成了一定的破坏，同时活性污泥絮凝体周边的EPS（多糖物质）也被消耗，这些活性污泥中的活性有机质被消耗，会增加活性污泥絮凝体的比重，提高其的沉降性能，使活性污泥沉降比下降，SVI也随着下降；同时还有就是在一个系统内SRT越长，污泥浓度也会越高，污泥浓度在SVI中处于分母的位置，会造成SVI值下降。
这张图反映了随着SRT的增加，污泥浓度随着增加，活性污泥的四种组分之间的变化，可以看到不可降解的有机物Mi和无机固体Mii部分占了很大的比例，因此造成活性污泥随着污泥龄SRT的增加，污泥比重增加，也就导致了活性污泥沉降性能较好，SVI变低的情况。
虽然从这两个角度来分析，出现了两种不同的分析结果。但是我们还是能够看出，在一个污水厂的生物处理系统里，数据指标的描述其实最终还是要从微生物的角度进行解释和联系，这才是我们污水厂进行数据指标分析的基础，也是我们进行工艺操作的目的。
结合污水厂运行的实际，其实和今天讨论的最接近的一项就是污水厂的冬季的运行情况。特别是北方四季变化分明的地区的污水厂，冬季的水温降到很低，造成微生物的活性变差，处理能力下降，导致出水水质超标，为了满足出水水质标准，往往会采用提高污泥浓度的方式来弥补低温造成的不良影响，在进水量不变甚至减小的情况（北方冬季的居民用水量会出现下降，与生活习惯相关），污泥浓度的提高，必然造成污泥龄的加长，这样就导致污泥可能出现老化。而此时的水温１２～１５℃下，诺卡氏菌等一些丝状菌又处于一个良好的生长环境，一方面造成污泥泡沫，另一方面也造成污泥沉降性能变差，SVI值升高。这种现象在北方的冬季很普遍，在冬季期间的SV一般都在９０以上，SVI值也较高，这些是以高浓度降低运行风险的一种工艺措施，也正好反映了我们今天讨论的话题。
这个是某个污水厂的SVI变化曲线，可以看到冬季，１２月到２月是SVI出现高值的区域，也正是反映了这种SVI的变化情况。
今天从两个方面进行的污泥龄SRT和污泥沉降指数SVI的探讨上，其实是对微生物在不同环境中的生存状态的变化的讨论。在每一个污水厂里，是没有一种完全精准的指标来作为每个污水厂的运行框架的，需要我们每个运行管理人员，收集整理更多的运行数据，结合污水厂的实际情况，以微生物的生态性能进行分析，这样才能对厂内的运行情况得出比较准确的判断。欢迎大家持续关注公众号《治污者说》的活性污泥进阶篇的后续文章，也非常感谢微信同行们对文章的关注和讨论。