污水處理入門必看的幾個關(guān)鍵點

初入環(huán)保水處理行業(yè)，對于相關(guān)水質(zhì)指標了解是基礎(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？

回答：

1）BOD-BOD5那一部分被生化；

2）污泥吸附（低負荷下要忽略些） 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；詳細的說比較復(fù)雜，理解一二就可以，而且zui主要的是認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可以達標，BOD5是都達標的。

2、COD檢測方法的差別

嚴格規(guī)范的蒸餾法和快速消解法，以前者為準。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污泥中的兼性細菌或者A池中的好氧細菌），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：

1. 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？

2. 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，那么我們對出售曝氣頭的該如何處置？

3. 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?；?/p>

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（這話說得并不嚴謹，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*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)，其評價指標有酸化度、pH、B/C、COD去除率等，其中COD去除率是里面可靠性zui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

*，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*個厭氧反應(yīng)器是否產(chǎn)甲烷上；如果*個產(chǎn)甲烷，第二個有機負荷勢必要小很多，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，*級通過沉降和發(fā)酵產(chǎn)氣降低第二級的負荷。兩相厭氧，一是主要針對難生化降解廢水，靠*相改善生化性，二是針對硫酸鹽廢水，靠*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*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*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*降解的長鏈脂肪酸。

個人認為在實際工程中，兩相的分界線并不*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