污水廠的處理流程中的工藝細節管理（二十五）-生化池的運行細節16
這周繼續圍繞反硝化的工藝細節管理的相關內容和大家一起探討。
上周談到反硝化的缺氧環境，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回流。內回流主要的功能是將好氧區完成的氨氮硝化后產生大量的硝態氮和活性污泥的混合液通過內回流泵帶回到設置在好氧區前段的缺氧區內，因此好氧區的內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時的溶解氧的含量。一般來說，生化段的內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以下的數據上看到溶解氧過高控制的結果。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境中呈現不同的反應機理，在溶解氧充足的會表現為利用溶解氧降解有機物的異養菌的特性，在溶解氧不足的情況下則會利用硝態氮中的氧原子表現為反硝化作用，因此當內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反硝化作用，當以異養菌的機理將內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生異養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。
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，保障出水水質中的氨氮和COD的穩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的作用，如果過低的控制曝氣閥門往往會使活性污泥發生沉降，堆積在曝氣池底部，特別是一些地區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的考慮末端區域增加推流攪拌器，在曝氣調小的情況下開啟攪拌器保持活性污泥的懸浮狀態。
缺氧區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方面對進入到缺氧區的液體包括進水、外回流污泥、內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、反硝化的內回流
生物池中內回流的作用是將硝態氮和活性污泥回流到缺氧區，為反硝化菌群提供一個缺氧區域進行反硝化反應。內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，內回流大小并不能改變活性污泥在反硝化區的停留時間，很多污水廠一線管理人員存在錯誤的認識，認為加大的內回流，進入反硝化區的流量增加了，所以在反硝化區的停留時間就縮短了。在污水廠中關注的停留時間主要是經過水泵提升后的污水進入到每一個構筑物內的停留時間，因為我們需要了解這部分污水在反應構筑物內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筑物內的停留時間是與污水的進水量相關的，與內外回流是沒有關系的。內外回流的改變會改變污水和活性污泥的混合液在構筑物內的循環流動的速度，提升混合液在各個區域內的反應效果，而不會改變污水在各個構筑物內的停留時間。因此內回流量的大小，或者說內回流比的大小是不會對反硝化的停留時間造成改變的，大多數的計算討論中也并沒有對停留時間進行內回流改變進行核算和修正，因此不需要考慮這部分的影響。
確定了內回流的時間影響后，繼續研究內回流的工藝控制細節。污水廠的設計中，會對內回流設計采用內回流比的方式進行計算，內回流比會控制在2~4之間的，也就是內回流量和進水量的比例在2~4倍之間。會通過內回流泵的方式進行回流，內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。根據設計單位選型的不同，污水廠會采用不同的內回流泵來進行內回流。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，檢查其運行狀態是否在高效運行階段內，采取相應的手段進行效能調整，使其進入高效運行的曲線內。
對于內回流比的確定則需要根據進水水質進行計算，下周將圍繞內回流比的計算繼續展開討論，歡迎持續關注污水廠的工藝運行管理細節后續文章。
延伸閱讀：
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