这周继续围绕反硝化的工艺细节管理的相关内容和大家一起探讨。
上周谈到反硝化的缺氧环境，除去进水在预处理段可能带来的非特定充氧以外，还有一项最重要的溶解氧来源就是内回流。内回流主要的功能是将好氧区完成的氨氮硝化后产生大量的硝态氮和活性污泥的混合液通过内回流泵带回到设置在好氧区前段的缺氧区内，因此好氧区的内回流点位置的溶解氧高低也就决定了硝化混合液回到缺氧区时的溶解氧的含量。一般来说，生化段的内回流点设置在好氧的末端，这样可以充分利用好氧段的曝气装置使氨氮的硝化反应更加彻底。由于内回流点的位置靠后，如果进水的有机物（COD/BOD）和氨氮的含量不高，会出现曝气过剩的情况，而有些污水厂为了保证更低的地方出水指标，会把曝气风量尽可能提高，使氨氮的硝化更为彻底，可以从污水厂出水氨氮的指标达到1mg/L以下的数据上看到溶解氧过高控制的结果。这么完全的硝化效果，也就意味需要更大的曝气风量来保证处理效果的达到，也就是末端的溶解氧会很高。好氧末端溶解氧高，作为同一混合液的内回流硝化液中溶解氧含量自然也就很高。
在前面的反应机理中可以了解到，反硝化菌是一类兼性菌种，它们在不同的氧气环境中呈现不同的反应机理，在溶解氧充足的会表现为利用溶解氧降解有机物的异养菌的特性，在溶解氧不足的情况下则会利用硝态氮中的氧原子表现为反硝化作用，因此当内回流带回来过多的氧气之后，就会导致这部分反硝化菌不呈现反硝化作用，当以异养菌的机理将内回流硝化液中携带的氧气消耗完成以后，才会进行反硝化，这样就会消减反硝化的反应区域，缩短反应时间，导致反硝化效果变差，出水总氮可能升高。还有可能对投加的碳源产生异养降解而不是反硝化利用的情况，造成碳源投加量的上升，运行成本升高的情况出现。
对好氧末端溶解氧的控制是保证反硝化反应进行的重要因素之一。在实际的运行中，保障出水水质中的氨氮和COD的稳定达标并且留有余地的前提下，尽可能降低曝气量，在反硝化效果较好的污水厂，曝气末端的溶解氧控制在1mg/L 以下甚至更低。但是要注意曝气本身还有搅拌保持活性污泥悬浮状态的作用，如果过低的控制曝气阀门往往会使活性污泥发生沉降，堆积在曝气池底部，特别是一些地区进水中的无机物含量较高的污水厂，活性污泥的无机物占比过高，污泥沉降性能良好，更要注意末端的溶解氧的搅拌功能。在新设计的污水厂中可以适当的考虑末端区域增加推流搅拌器，在曝气调小的情况下开启搅拌器保持活性污泥的悬浮状态。
缺氧区的溶解氧控制是保证反硝化反应的条件之一，在日常运行中要通过多个工艺运行细节方面对进入到缺氧区的液体包括进水、外回流污泥、内回流污泥中的溶解氧加以控制，这样才能保证反硝化反应的条件满足，促进反硝化反应的进行。
2、反硝化的内回流
生物池中内回流的作用是将硝态氮和活性污泥回流到缺氧区，为反硝化菌群提供一个缺氧区域进行反硝化反应。内回流的控制也是脱氮的反硝化反应中的一项重要的控制因素。
首先需要明确的是，内回流大小并不能改变活性污泥在反硝化区的停留时间，很多污水厂一线管理人员存在错误的认识，认为加大的内回流，进入反硝化区的流量增加了，所以在反硝化区的停留时间就缩短了。在污水厂中关注的停留时间主要是经过水泵提升后的污水进入到每一个构筑物内的停留时间，因为我们需要了解这部分污水在反应构筑物内停留的时间满足不满足微生物对其降解的时间，污水厂的曝气池和二沉池是一个完整的生物处理整体，对这个整体来说，入流的只有水泵提升后通过预处理后的污水，出流的是经过处理的污水和剩余污泥量，其中剩余污泥量比较少，可以忽略不做分析。这样就可以明白污水在各个构筑物内的停留时间是与污水的进水量相关的，与内外回流是没有关系的。内外回流的改变会改变污水和活性污泥的混合液在构筑物内的循环流动的速度，提升混合液在各个区域内的反应效果，而不会改变污水在各个构筑物内的停留时间。因此内回流量的大小，或者说内回流比的大小是不会对反硝化的停留时间造成改变的，大多数的计算讨论中也并没有对停留时间进行内回流改变进行核算和修正，因此不需要考虑这部分的影响。
确定了内回流的时间影响后，继续研究内回流的工艺控制细节。污水厂的设计中，会对内回流设计采用内回流比的方式进行计算，内回流比会控制在2~4之间的，也就是内回流量和进水量的比例在2~4倍之间。会通过内回流泵的方式进行回流，内回流泵有普通的潜污泵，和生物池好氧出口的跌水井建设为一体；有在好氧池末端墙壁底部开口安装穿墙泵，采用低扬程大流量的方式回流；有采用轴流泵的方式进行提升回流的。根据设计单位选型的不同，污水厂会采用不同的内回流泵来进行内回流。对这些水泵的管理同样与进水提升泵的管理一样，通过电流电压检测功率，检查其运行状态是否在高效运行阶段内，采取相应的手段进行效能调整，使其进入高效运行的曲线内。
对于内回流比的确定则需要根据进水水质进行计算，下周将围绕内回流比的计算继续展开讨论，欢迎持续关注污水厂的工艺运行管理细节后续文章。
延伸阅读：
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（一）
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（二）
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（三）
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（四）
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（五）-污水提升泵房的运行细节
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（六）-调节池的运行细节
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（七）-细格栅的运行细节
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（八）-除砂池的运行细节
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（九）-初沉池的运行细节
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（十）-生化池的运行细节1
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（十一）-生化池的运行细节2
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（十二）-生化池的运行细节3
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（十三）-生化池的运行细节4
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（十五）——生化池的运行细节6
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（十六）-生化池的运行细节7
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（十七）-生化池的运行细节8
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（十八）-生化池的运行细节9
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（十九）-生化池的运行细节10
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（二十）-生化池的运行细节11
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（二十一）-生化池的运行细节12
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（二十二）-生化池的运行细节13
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（二十三）-生化池的运行细节14
污水厂的处理流程中的工艺细节管理（二十四）-生化池的运行细节15
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