污水廠的處理流程中的工藝細節(jié)管理（二十五）-生化池的運行細節(jié)16
這周繼續(xù)圍繞反硝化的工藝細節(jié)管理的相關(guān)內(nèi)容和大家一起探討。
上周談到反硝化的缺氧環(huán)境，除去進水在預處理段可能帶來的非特定充氧以外，還有一項最重要的溶解氧來源就是內(nèi)回流。內(nèi)回流主要的功能是將好氧區(qū)完成的氨氮硝化后產(chǎn)生大量的硝態(tài)氮和活性污泥的混合液通過內(nèi)回流泵帶回到設置在好氧區(qū)前段的缺氧區(qū)內(nèi)，因此好氧區(qū)的內(nèi)回流點位置的溶解氧高低也就決定了硝化混合液回到缺氧區(qū)時的溶解氧的含量。一般來說，生化段的內(nèi)回流點設置在好氧的末端，這樣可以充分利用好氧段的曝氣裝置使氨氮的硝化反應更加徹底。由于內(nèi)回流點的位置靠后，如果進水的有機物（COD/BOD）和氨氮的含量不高，會出現(xiàn)曝氣過剩的情況，而有些污水廠為了保證更低的地方出水指標，會把曝氣風量盡可能提高，使氨氮的硝化更為徹底，可以從污水廠出水氨氮的指標達到1mg/L以下的數(shù)據(jù)上看到溶解氧過高控制的結(jié)果。這么完全的硝化效果，也就意味需要更大的曝氣風量來保證處理效果的達到，也就是末端的溶解氧會很高。好氧末端溶解氧高，作為同一混合液的內(nèi)回流硝化液中溶解氧含量自然也就很高。
在前面的反應機理中可以了解到，反硝化菌是一類兼性菌種，它們在不同的氧氣環(huán)境中呈現(xiàn)不同的反應機理，在溶解氧充足的會表現(xiàn)為利用溶解氧降解有機物的異養(yǎng)菌的特性，在溶解氧不足的情況下則會利用硝態(tài)氮中的氧原子表現(xiàn)為反硝化作用，因此當內(nèi)回流帶回來過多的氧氣之后，就會導致這部分反硝化菌不呈現(xiàn)反硝化作用，當以異養(yǎng)菌的機理將內(nèi)回流硝化液中攜帶的氧氣消耗完成以后，才會進行反硝化，這樣就會消減反硝化的反應區(qū)域，縮短反應時間，導致反硝化效果變差，出水總氮可能升高。還有可能對投加的碳源產(chǎn)生異養(yǎng)降解而不是反硝化利用的情況，造成碳源投加量的上升，運行成本升高的情況出現(xiàn)。
對好氧末端溶解氧的控制是保證反硝化反應進行的重要因素之一。在實際的運行中，保障出水水質(zhì)中的氨氮和COD的穩(wěn)定達標并且留有余地的前提下，盡可能降低曝氣量，在反硝化效果較好的污水廠，曝氣末端的溶解氧控制在1mg/L 以下甚至更低。但是要注意曝氣本身還有攪拌保持活性污泥懸浮狀態(tài)的作用，如果過低的控制曝氣閥門往往會使活性污泥發(fā)生沉降，堆積在曝氣池底部，特別是一些地區(qū)進水中的無機物含量較高的污水廠，活性污泥的無機物占比過高，污泥沉降性能良好，更要注意末端的溶解氧的攪拌功能。在新設計的污水廠中可以適當?shù)目紤]末端區(qū)域增加推流攪拌器，在曝氣調(diào)小的情況下開啟攪拌器保持活性污泥的懸浮狀態(tài)。
缺氧區(qū)的溶解氧控制是保證反硝化反應的條件之一，在日常運行中要通過多個工藝運行細節(jié)方面對進入到缺氧區(qū)的液體包括進水、外回流污泥、內(nèi)回流污泥中的溶解氧加以控制，這樣才能保證反硝化反應的條件滿足，促進反硝化反應的進行。
2、反硝化的內(nèi)回流
生物池中內(nèi)回流的作用是將硝態(tài)氮和活性污泥回流到缺氧區(qū)，為反硝化菌群提供一個缺氧區(qū)域進行反硝化反應。內(nèi)回流的控制也是脫氮的反硝化反應中的一項重要的控制因素。
首先需要明確的是，內(nèi)回流大小并不能改變活性污泥在反硝化區(qū)的停留時間，很多污水廠一線管理人員存在錯誤的認識，認為加大的內(nèi)回流，進入反硝化區(qū)的流量增加了，所以在反硝化區(qū)的停留時間就縮短了。在污水廠中關(guān)注的停留時間主要是經(jīng)過水泵提升后的污水進入到每一個構(gòu)筑物內(nèi)的停留時間，因為我們需要了解這部分污水在反應構(gòu)筑物內(nèi)停留的時間滿足不滿足微生物對其降解的時間，污水廠的曝氣池和二沉池是一個完整的生物處理整體，對這個整體來說，入流的只有水泵提升后通過預處理后的污水，出流的是經(jīng)過處理的污水和剩余污泥量，其中剩余污泥量比較少，可以忽略不做分析。這樣就可以明白污水在各個構(gòu)筑物內(nèi)的停留時間是與污水的進水量相關(guān)的，與內(nèi)外回流是沒有關(guān)系的。內(nèi)外回流的改變會改變污水和活性污泥的混合液在構(gòu)筑物內(nèi)的循環(huán)流動的速度，提升混合液在各個區(qū)域內(nèi)的反應效果，而不會改變污水在各個構(gòu)筑物內(nèi)的停留時間。因此內(nèi)回流量的大小，或者說內(nèi)回流比的大小是不會對反硝化的停留時間造成改變的，大多數(shù)的計算討論中也并沒有對停留時間進行內(nèi)回流改變進行核算和修正，因此不需要考慮這部分的影響。
確定了內(nèi)回流的時間影響后，繼續(xù)研究內(nèi)回流的工藝控制細節(jié)。污水廠的設計中，會對內(nèi)回流設計采用內(nèi)回流比的方式進行計算，內(nèi)回流比會控制在2~4之間的，也就是內(nèi)回流量和進水量的比例在2~4倍之間。會通過內(nèi)回流泵的方式進行回流，內(nèi)回流泵有普通的潛污泵，和生物池好氧出口的跌水井建設為一體；有在好氧池末端墻壁底部開口安裝穿墻泵，采用低揚程大流量的方式回流；有采用軸流泵的方式進行提升回流的。根據(jù)設計單位選型的不同，污水廠會采用不同的內(nèi)回流泵來進行內(nèi)回流。對這些水泵的管理同樣與進水提升泵的管理一樣，通過電流電壓檢測功率，檢查其運行狀態(tài)是否在高效運行階段內(nèi)，采取相應的手段進行效能調(diào)整，使其進入高效運行的曲線內(nèi)。
對于內(nèi)回流比的確定則需要根據(jù)進水水質(zhì)進行計算，下周將圍繞內(nèi)回流比的計算繼續(xù)展開討論，歡迎持續(xù)關(guān)注污水廠的工藝運行管理細節(jié)后續(xù)文章。
延伸閱讀：
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