3. MLSS与MLVSS的测定与解读
在活性污泥系统的日常运行中,MLSS和MLVSS是出现频率最高、也最容易被“看一眼数值就下结论”的两个指标。它们看似简单,实则承担着两件不同的事:MLSS回答“曝气池里到底有多少固体”,MLVSS回答“这些固体里有多少是真正干活的微生物”。把两者放在一起看,才能判断污泥是“活性好”还是“无机物越积越多”。
一、定义:总固体与有机固体
MLSS(混合液悬浮固体,Mixed Liquor Suspended Solids)指曝气池混合液中所含悬浮固体的总浓度,单位通常为 mg/L 或 g/L。它包含活性微生物群体、内源呼吸残留的惰性有机物,以及随进水带入或化学除磷投药产生的无机悬浮物、砂粒、金属沉淀等。因此 MLSS 是一个“总量”概念,数值高低并不直接等于污泥活性强弱。
MLVSS(混合液挥发性悬浮固体,Mixed Liquor Volatile Suspended Solids)指 MLSS 中在 550℃ 左右灼烧时可挥发损失的部分,通常被近似视为有机固体,主要由微生物细胞及其有机残体构成。灼烧后剩下的灰分即为无机固体。两者关系可写成:
MLVSS ≈ MLSS − 无机灰分
f = MLVSS / MLSS (f 常称“有机质比例”或“挥发分比例”)
需要强调,MLVSS 是“有机物的近似量”,并非纯微生物量;但工程上它是最常用、最经济的活性生物量替代指标。
二、测定方法要点
两项指标共用同一套过滤—烘干—称重流程,差别只在最后一步是否灼烧。标准做法如下(示例参数,实际以实验室规程为准):
- 取样:从曝气池出口端或代表性点位取混合液,取样后立即测定或 4℃ 冷藏保存,避免长时间静置导致固体沉降分层。
- 滤纸准备:用定量滤纸(如 0.45 μm 玻璃纤维滤纸),先经蒸馏水冲洗、烘干至恒重并称量,记为 m₀。
- 过滤与烘干:量取一定体积 V(如 50 mL)混合液抽滤,将滤纸连同截留物置于 103~105℃ 烘箱烘干至恒重,称量记为 m₁₀₅。
- 灼烧:将烘干后的滤纸移入马弗炉,在 550℃ 灼烧约 30 min,冷却后称量记为 m₅₅₀。
- 计算:MLSS = (m₁₀₅ − m₀)/V;MLVSS = (m₁₀₅ − m₅₅₀)/V。
三、正常范围与影响因素
传统活性污泥法曝气池 MLSS 常见运行区间约为 2000~4000 mg/L;采用延时曝气、氧化沟或膜生物反应器时可达 4000~8000 mg/L 甚至更高。MLVSS/MLSS 比值 f 在生活污水处理系统中通常落在 0.65~0.80,即无机物约占 20%~35%。工业废水、化学除磷投药量大或进水含砂量高的系统,f 往往偏低。
影响 MLSS 的因素包括:进水有机负荷与污泥龄(SRT)、回流比与剩余污泥排放量、曝气池水力停留时间、进水悬浮物与无机砂粒、化学药剂投加(如 PAC、铁盐、石灰)等。影响 f 的因素则更偏向“组成”:长污泥龄下惰性有机物累积、无机沉淀物累积、进水含盐或含砂高,都会使 f 下降;而污泥龄短、排泥充分、进水以溶解性有机物为主时,f 相对较高。
四、用 MLSS/MLVSS 比值判断污泥活性与无机物积累
单看 MLSS 无法区分“生物多”还是“砂子多”。把 f 作为诊断量,配合 MLSS 绝对值与 SVI、镜检、出水水质一起看,才有判断力。下图给出了一条从测定数据到工况判断的关系链:
判读时有三条实用原则。第一,先看趋势再看单点:f 从 0.75 缓慢降到 0.62,比某一天突然测到 0.64 更值得警惕,前者说明无机物在持续累积。第二,MLSS 与 f 要成对解读:MLSS 升高而 MLVSS 基本不变,意味着新增的几乎都是无机物,此时若仍按 MLSS 控制排泥,会把有效生物量排掉。第三,f 异常必须回到源头找原因:查进水沉砂池运行、查化学除磷投加点与投加量、查工业废水是否含大量无机悬浮物或金属盐。
五、一个可复用的记录与判断示例
下表为某生活污水厂连续四周的示例数据(合理假设,非实测),用于说明如何把测定值转成运行决策:
| 周次 | MLSS (mg/L) | MLVSS (mg/L) | f | SVI (mL/g) | 判读与动作 |
|---|---|---|---|---|---|
| 第1周 | 3200 | 2400 | 0.75 | 120 | 正常,维持排泥 |
| 第2周 | 3500 | 2480 | 0.71 | 115 | f 略降,关注进水含砂 |
| 第3周 | 3900 | 2500 | 0.64 | 108 | 无机物累积,加大剩余污泥排放 |
| 第4周 | 3400 | 2450 | 0.72 | 118 | f 回升,排泥调整见效 |
第3周是典型信号:MLSS 比第1周增加约 700 mg/L,而 MLVSS 仅增加约 100 mg/L,f 跌破 0.65。此时若只看 MLSS 认为“污泥量充足”而不加大排泥,无机物会继续占据池容,压缩有效生物量的生存空间,表现为出水氨氮波动、SVI 假性偏低。第4周通过提高剩余污泥排放量并核查沉砂池,f 回到 0.72,说明调整方向正确。
把 MLSS、MLVSS 与 f 纳入每日或每周例行记录,并与 SVI、镜检、出水指标并列观察,就能在“污泥量够不够”之外,进一步回答“这些污泥是不是在有效工作”。这正是这两个基础指标在运行判断中的真正价值。