污水處理入門必看的幾個關(guān)鍵點
發(fā)布日期：2017-03-31 點擊：896
初入環(huán)保水處理行業(yè)，對于相關(guān)水質(zhì)指標(biāo)了解是基礎(chǔ)，這就必須要和我們的“老朋友”COD、BOD、氨氮神馬混熟，隨著后續(xù)學(xué)習(xí)的深入，水處理的相關(guān)知識都需夯實掌握。話說，入污水這一行，一些常用到的概念、原理還是要搞清楚，從業(yè)多年的水污師用較為通俗的文字性語言，就幾個點進行了分享，現(xiàn)做梳理，供大家參考學(xué)習(xí)。
1 COD、CODcr、BOD、BOD5差別
B/C比是BOD5比CODcr，B不是BOD。以實例來看，如好氧進水CODcr=1000mg/L，BOD5=400 mg/L，出水CODcr=100 mg/L，BOD5=20 mg/L。那么CODcr共去除900 mg/L，BOD5共去除不到400 mg/L。900-380 mg/L的CODcr怎么去除的?
1)BOD-BOD5那一部分被生化;
2)污泥吸附(低負(fù)荷下要忽略些) 這個BOD5還是BOD都很復(fù)雜，出口的一般不是進水中的那些，而是基質(zhì)、菌類的相關(guān)產(chǎn)物;詳細(xì)的說比較復(fù)雜，理解一二就可以，而且最主要的是認(rèn)定不可降解的不會發(fā)生變化，其余的可能都是變的。不可生物降解的是沒有變化的，除去吸附等等之類的作用，無論是厭氧還是好氧SMP都是一樣的。
一般情況，污水處理的CODcr可以達(dá)標(biāo)，BOD5是都達(dá)標(biāo)的。
2 COD檢測方法的差別
嚴(yán)格規(guī)范的蒸餾法和快速消解法，以前者為準(zhǔn)。操作中為了簡便想采取后者怎么辦?取同濃度范圍內(nèi)的實測水樣做兩種方法的對比試驗，找到二者的近似關(guān)系。
偷懶法：同濃度范圍內(nèi)實測水樣，蒸餾一小時和蒸餾兩小時，對比試驗，找關(guān)系。
3 關(guān)于溶解氧
好氧池中的溶解氧是曝氣設(shè)備供氧與有機物或無機物被活性微生物氧化或自然氧化兩種過程達(dá)到平衡之后的結(jié)果。或者可以說成曝氣供氧，發(fā)生生化或化學(xué)反應(yīng)和散失兩個過程的殘余。所以曝氣池，控制溶氧2.0mg/L，只要設(shè)計與實際不差太多，那么OK。
但是如果沒有持續(xù)的供氧，比如曝氣調(diào)節(jié)池的出水不在有氧氣供入(跌水曝氣之類的忽略)，而有機物含量有比較高，碰巧還遇上可以利用氧的大量微生物(比如UASB污泥中的兼性細(xì)菌或者A池中的好氧細(xì)菌)，那么殘留的那一個左右的DO顯然不是成百上千的COD的對手。
4 關(guān)于厭氧
厭氧是什么?是UASB?是A2/O一部分?是水解酸化?是消化池?其實厭氧是一種生化反應(yīng)的條件，它不是厭氧工藝，是厭氧的工藝。為什么談到這個問題，歸根是有眾多諸如：XX厭氧和XX厭氧有什么差異，溶解氧應(yīng)該控制多少的問題;在這之前則需要搞明白厭氧這個條件是針對誰的。厭氧反應(yīng)，主體是有機物逐步轉(zhuǎn)化為甲烷和CO2的過程，注意這里的“逐步”。
再者，很多人又說了厭氧反應(yīng)器就得與空氣隔絕，所以要進行封頂。對此，想說以下幾點：
說厭氧反應(yīng)器，明顯沒搞懂厭氧的是什么?厭氧的是反應(yīng)器?是水?還是微生物?
與空氣隔絕，這個更可悲了，姑且不說他分不清水中的溶解氧和微生物環(huán)境的溶解氧，單是溶解氧與空氣中的氧就搞不清楚。我們不妨回顧一下曝氣設(shè)備的氧利用率，穿孔管3-5%，曝氣軟管8-12%，曝氣頭10-20%。如果空氣向水中溶氧那么無敵，那么我們對出售曝氣頭的該如何處置?
對于封頂并不反對，厭氧消化池和EGSB等厭氧反應(yīng)器都是利用封頂去收集沼氣，(當(dāng)然UASB和IC不是，靠三分)還可以減少臭味擴散。不過把封頂放在廣泛使用的UASB上并且以此來隔絕空氣，實在是有些搞笑。
下面再簡單科普下厭氧的工藝如何簡單識記：
A、厭氧接觸：消化池+厭氧沉淀池+厭氧污泥回流系統(tǒng)，這個與好氧工藝中的接觸氧化沒有關(guān)系，莫聯(lián)想到填料上。
B、UASB：上流式厭氧污泥床反應(yīng)器，污水從下而上穿過污泥床體，但是有很多UASB的布水器是位于池頂?shù)�，也不是UASB就沒有回流。
C、UBF：就是UASB+AF，形象點說UASB上面再加上填料層。
D、EGSB：UASB拉高，做上回流，上流速度比UASB高很多，要力圖控制污泥顆�；�。
E、IC：甭管有沒有外回流(水泵回流)，有內(nèi)回流就行。
F、ABR：上下折流板。
有關(guān)厭氧產(chǎn)甲烷去除水中有機物的原理在這里也多說幾句。
先是“厭氧產(chǎn)甲烷”，厭氧過程，如果我們不談釋放磷，常見的是水中有機物厭氧發(fā)酵的過程。有機物好氧發(fā)酵的過程，大家都清楚是一個氧化還原反應(yīng)，進入水中的氧氣作為氧化劑，氧化水中的有機污染物變成CO2和H2O，使得(還原性的)COD得以氧化去除。所以很多人理所應(yīng)當(dāng)?shù)恼J(rèn)為，厭氧是個還原反應(yīng)嘍。
這就有必要讓抱有該觀點的朋友先回憶一下初中化學(xué)，氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)，可以剝離開嗎?
顯然是不能的，厭氧也是，在進行到產(chǎn)甲烷之前的厭氧發(fā)酵過程，基本上是有機物自身相互的氧化和還原(這話說得并不嚴(yán)謹(jǐn)，但是方便理解)，也就是說有機物本身是還原性的，它反應(yīng)之后變成一部分還原性更強，一部分還原性相對弱一些的兩種有機物，而這總體上相抵消。所以如果厭氧發(fā)酵未到產(chǎn)甲烷地步，COD變化可以忽略不計(這就是水解酸化COD去除率低下的原因)。
當(dāng)這個過程進行的非常徹底時，產(chǎn)物逐漸轉(zhuǎn)化為CO2和CH4，主要體現(xiàn)還原性也就是導(dǎo)致水中COD的甲烷因為溶解度低，脫離水相，這是產(chǎn)甲烷過程去除有機物COD的原因。
5 關(guān)于水解酸化
水解酸化的目的是改善生化性，為下一個生化處理單元服務(wù)，其評價指標(biāo)有酸化度、pH、B/C、COD去除率等，其中COD去除率是里面可靠性最差的。
對于在上一環(huán)節(jié)說到的“水解酸化COD去除率低下”，有水友可能要反駁說“我的水解酸化去除率不低下呢”;對此，澄清下這一水解酸化去除率是從哪里來的。
1)水解酸化純粹的控制到產(chǎn)甲烷之前，是不可能的，也就是說，或多或少總有一點甲烷產(chǎn)生;而且厭氧過程產(chǎn)生一點氫氣也很正常，有聽說過產(chǎn)氫產(chǎn)乙酸過程吧。所以，水解酸化池表面浮起的一個個泡泡，也許就是你想找的原因之一。
2)細(xì)菌不管是什么樣的，總有繁殖下一代的職責(zé)，水解酸化菌群也是，它們或多或少的總要利用有機物合成點細(xì)胞物質(zhì)。
3)進水SS如果量很大，會被水解酸化污泥吸附相當(dāng)量的一部分，這個對COD的影響不可忽略，有時甚至十分巨大。
6 工藝中的兩級與兩相
眾所周知，不同的水質(zhì)決定不同的工藝。產(chǎn)甲烷是厭氧去除水中有機物的關(guān)鍵因素，兩級和兩相的差別也就在第一個厭氧反應(yīng)器是否產(chǎn)甲烷上;如果第一個產(chǎn)甲烷，第二個有機負(fù)荷勢必要小很多，這是問題的關(guān)鍵。
一般來說，兩級厭氧適應(yīng)的水質(zhì)是較高濃度的廢水，它的生化性并不很差，第一級通過沉降和發(fā)酵產(chǎn)氣降低第二級的負(fù)荷。兩相厭氧，一是主要針對難生化降解廢水，靠第一相改善生化性，二是針對硫酸鹽廢水，靠第一相進行硫酸鹽還原，然后去除硫化物再進第二相產(chǎn)甲烷，三是針對易酸化廢水易波動廢水，放在前面徹底酸化掉以穩(wěn)定pH。
如酒精項目常用兩級，那些幾萬以上的，如果生化性不差并且水量不小，個人建議也用兩級，但是控制其實并不簡單，尤其是第一級在高濃度、高VFA下運行。生化性較差用兩相的就很多了，其實生化性不差的也常常用兩相。
有的工藝是用水解酸化+氧化(處理COD較低的廢水)，有的是UASB+氧化(一相厭氧，處理COD高的廢水)，有的是水解酸化+UASB+氧化(就相當(dāng)于兩相厭氧);對此分析如下：
1)水解+好氧工藝，處理的廢水濃度確實常見的要低一些，因為水解并不能提供較有力的COD消解能力，當(dāng)然這個工藝相比較直接好氧而言，更多的可以用在進水COD1k-2k之間的項目，這種水質(zhì)進厭氧節(jié)約的曝氣能耗和提升水用的動力能耗差不多，厭氧降解程度上優(yōu)勢也不明顯，但是直接進好氧濃度又偏高。因此常搞出水解+好氧，利用水解過程微量講解和吸附去除COD來減少好氧的負(fù)擔(dān)。當(dāng)然這是在不討論改善生化性方面的前提下。
2)假如水解酸化+UASB+氧化就相當(dāng)于兩相厭氧，有文章說“厭氧發(fā)酵產(chǎn)生沼氣過程可分為水解階段、酸化階段、乙酸化階段和甲烷階段等四個階段。水解池(水解池進行的就是水解酸化反應(yīng)吧)是把反應(yīng)控制在第二階段完成之前，不進入第三階段。”
那么水解酸化產(chǎn)生的應(yīng)該是有機酸吧，那乙酸化階段在哪發(fā)生的?兩相厭氧的產(chǎn)酸相產(chǎn)的是什么酸?它的乙酸化階段又是在哪發(fā)生的呢?
產(chǎn)乙酸這個詞和產(chǎn)乙酸階段是應(yīng)該分開的，因為在產(chǎn)酸階段就會產(chǎn)生一部分乙酸了但并不一定作為過程的主體，這要看廢水的有機物組成。產(chǎn)乙酸階段，這里面包含了兩類反應(yīng)，一是更長碳鏈的VFA以及乳酸、丙酮酸和醇類等分解產(chǎn)生乙酸，二是同型產(chǎn)乙酸菌，利用CO2和H2的無機組合進行產(chǎn)乙酸。兩相的水解酸化過程中產(chǎn)生的有機酸，有可能是甲酸、乙酸、丙酸、丁酸…以及乳酸中的任一種，也有可能是未完全降解的長鏈脂肪酸。
個人認(rèn)為在實際工程中，兩相的分界線并不徹底分明，水解酸化相先后延伸至產(chǎn)乙酸甚至少量產(chǎn)甲烷都是經(jīng)常遇見的。至于產(chǎn)甲烷相，它就沒有不含水解酸化這兩個過程的時候，產(chǎn)甲烷相四個過程都會存在，只不過前兩個過程被之前的相分擔(dān)了一部分。乙酸化發(fā)生在哪里，這個過程應(yīng)該大部分在后一相，兩相的定義并不是“水解酸化階段+乙酸化產(chǎn)甲烷階段”，只要在流程上將其主體分開即可叫做兩相，至于分界線模糊，沒有關(guān)系。
基于水解和酸化兩個過程無法分開的事實，三相取決于產(chǎn)乙酸和產(chǎn)甲烷是否可以分開。
對于三相分離器的工作原理大致可表述為：氣液固三相在氣體擾動和液體升流的作用下從下方進入三相分離器;污泥(固)撞擊在三相分離器上，上面吸附的沼氣氣泡釋放出來;沼氣氣體被三角形集氣罩收集;脫離氣體的泥水(固液相)穿過三相分離器集氣罩之間的縫隙，到達(dá)沉淀區(qū);污泥(固)在沒有氣體擾動的條件下沉淀，落回三相分離器下方。核心是氣體被收集和污泥沉淀。
經(jīng)典的三相分離器
