污水廠的處理流程中的工藝細節(jié)管理（十二）-生化池的運行細節(jié)3

2022-02-10 15:39:22 3

全康環(huán)保:上一節(jié)圍繞生化池的好氧區(qū)的細節(jié)進行了探討，這一周繼續(xù)圍繞生化池的好氧區(qū)來進行討論擴展的運行管理細節(jié)內(nèi)容。

污水廠承擔(dān)的降解污染物質(zhì)的種類和標(biāo)準(zhǔn)越來越來提升，污水廠需要對多種污染物質(zhì)進行去除，各種污染物質(zhì)最核心的去除階段都在生物段，充分發(fā)揮生物段的處理能力，兼顧各種污染物質(zhì)去除的基本機理進行合理規(guī)范的細節(jié)控制，也是作為污水廠新的階段需要進行重點進行的工作內(nèi)容。

好氧段的功能里除去對于碳源的去除以外，還有脫氮的第一步硝化作用，氨氮在好氧自養(yǎng)型的細菌－硝化菌的作用下，完成氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽和硝酸鹽的過程，這個過程用化學(xué)方程式表示就是：

亞硝化反應(yīng)：NH_４^＋＋1.5O₂→NO₂^-+H₂O+2H⁺

硝化反應(yīng)：NO₂^-+0.5O₂→NO₃^-

總的硝化反應(yīng)：NH_４^＋＋2O₂→NO₃^-+H₂O+2H⁺

從硝化反應(yīng)化學(xué)方程式中看到，這個過程需要氧氣參與，也就是說這個過程是在好氧區(qū)進行的，除去這個必須的要求以外，還要看到硝化反應(yīng)過程會產(chǎn)生H⁺，如果要保持反應(yīng)的混合液的PH不因為H+增多出現(xiàn)下降，需要消耗水中的堿度（以CaCO₃）來保持PH的平衡，這就是在一些異常的工況下，要對混合液的堿度進行測量的原因，特別是一些高氨氮的進水，在硝化反應(yīng)中對堿度的消耗是比較大的，甚至需要補充堿度來保持混合液的中性環(huán)境。化學(xué)方程式中H+在方程式右側(cè)，當(dāng)沒有及時補充堿度，會造成大量H⁺存在，導(dǎo)致硝化反應(yīng)不向右進行，也就是氨氮無法轉(zhuǎn)化成硝酸鹽，造成出水氨氮、TN的超標(biāo)。同樣因為這個原因，對生化段好氧區(qū)混合液的PH值，保持一個略微堿性的環(huán)境，可以及時的中和硝化反應(yīng)產(chǎn)生的H+，促進硝化反應(yīng)的進行，因此在日常的管理中，對生化池好氧區(qū)域的PH值的檢測，也是保證硝化反應(yīng)順利進行的工作。

污水處理是依賴于微生物進行的。硝化反應(yīng)也一樣依賴特殊的微生物來進行反應(yīng)，不論是亞硝化過程和硝化過程都需要硝化菌來推動化學(xué)方程式向右側(cè)進行，因此對于好氧段的硝化反應(yīng)的保障細節(jié)，還要考慮到硝化菌的生活習(xí)性，在日常管理中要提供適合亞硝化、硝化菌的生存環(huán)境條件。這兩種菌類對環(huán)境變化比較敏感，要求相對于降解有機物的異養(yǎng)型的好氧菌要苛刻的多，因此在污水廠穩(wěn)定運行期間，超標(biāo)的順序往往是氨氮→COD的過程，而不是COD先超，氨氮還沒超，如果出現(xiàn)這種倒置的COD超標(biāo)，氨氮穩(wěn)定的情況，一般不需要從生化池排查，只需要排查深度處理段的穿透情況就可以了。

硝化的兩種細菌是需要嚴(yán)格好氧條件的菌類，DO不能過低，有效的控制在1mg/L左右來進行，硝化菌的硝化速率低于異養(yǎng)菌的氧化有機物的速率，在有機物比較高的污水廠，好氧段前端是一個快速吸附降解有機物的過程，需要消耗大量的氧氣，檢測這個階段的溶解氧，一般會低于1mg/L，甚至有的會在0.5mg/L以下的情況，這個區(qū)域硝化的作用不明顯，中后段隨著有機物的有效降解，對溶解氧的需求降低，硝化菌種得以充足的氧氣進行硝化反應(yīng)，這也造成了硝化反應(yīng)的控制需要富氧的保持情況，因此對于曝氣池的精確曝氣的控制是要從難度較大的硝化反應(yīng)作為控制點來進行的，如果只是考慮COD的去除的精確曝氣控制是不符合生物池好氧區(qū)的功能作用的。在結(jié)果控制的管理思路下，污水廠通過出口在線的氨氮來進行控制曝氣池的曝氣，往往有滯后的問題，因此在過程控制的思路下，對曝氣池的氨氮進行手工或者在線儀表的檢測，是實現(xiàn)曝氣精準(zhǔn)控制的前提，也是運行管理人員進行工藝管理的細節(jié)層面要進行的工作內(nèi)容。

對于好氧區(qū)，除了脫氮以外，還有就是聚磷菌的好氧條件下的聚磷作用，這是很多污水廠所忽視的一個問題，但也是生物除磷需要完善的，污水廠承擔(dān)降解COD和除磷脫氮的功能，磷的去除也是作為污水廠需要在運行管理中應(yīng)當(dāng)注意的問題，單純依靠化學(xué)除磷會造成運行成本的極大上升，充分挖掘生物除磷的作用，可以節(jié)省大量的藥劑成本，因此對生化除磷的好氧控制也是工藝運行人員需要進行關(guān)注的內(nèi)容。

聚磷菌的去除磷的過程也是分為兩步進行的，在厭氧環(huán)境中，聚磷菌將體內(nèi)的的有機磷轉(zhuǎn)化為無機磷釋放到水中，并利用這個過程中產(chǎn)生的能量攝取廢水中的溶解性有機基質(zhì)以合成PHB（聚－β－羥基丁酸鹽）顆粒；在好氧條件下，聚磷菌將PHB降解以提供攝磷所需能量，從而完成聚磷規(guī)程?；谶@個原理，工藝管控需要注意的就是生物除磷是要利用一部分碳源的，厭氧釋放的越徹底，合成PHB越多，好氧吸收聚集的磷也就越多。但是要注意的是磷的去除最終是通過排放剩余污泥來實現(xiàn)的，越短的污泥齡，對磷的去除越明顯，但是對脫氮的效果就會下降，因此在污水廠的工藝管控中，兩者的平衡越發(fā)的重要。聚磷需要小分子的揮發(fā)性有機物，進水中較高的BOD會有比較好的除磷效果，在后續(xù)的厭氧區(qū)域的細節(jié)管理中，會針對除磷進行更為詳細的工藝細節(jié)的探討，歡迎大家持續(xù)關(guān)注后續(xù)文章。