工业废水中AO生化系统设计思考

工业废水中AO生化系统设计思考

市政领域大多数AO系统及其衍生的生化系统均是通过《室外排水设计标准》和《给水排水设计手册》上的计算方法进行计算的。不得不说国内外相关领域的老前辈是很伟大的，通过几个公式，就可以让很多给排水专业后辈来做市政污水处理设计。作为对微生物、生物化学等学科了解甚少的给排水后辈，在这里高低要给祖师爷磕一个。   但换到工业废水领域靠几个规范、几个参数打天下就不太可能了。工业废水“水”很深，在这里主要聊聊难度相对不算太高的高浓度有机废水中AO系统的设计感悟。

一.停留时间

在我看来AO处理的精髓之一就是稀释，当然这里的稀释不是指加自来水稀释，而是通过池容，将单位时间内进入系统的污染物稀释至微生物所能承受的范围，再通过微生物的作用将其降解。一些污染物浓度达到一定程度就会对微生物产生毒害作用，但浓度不高的情况下，是可以被生化系统处理的。最典型的就是氨氮，有文献介绍如果生化池内的氨氮浓度超过150mg/L，游离氨可能对生化系统就会产生一定抑制作用，但不代表AO池进水的氨氮浓度不能超过150mg/L。因为AO池足够大就会将氨氮浓度稀释至硝化细菌可承受的范围内，进而将氨氮拖入“微生物人民战争的汪洋大海”。因此对于工业废水的生化系统计算，应充分考虑污染物的容积负荷。

二.温度

温度一定是生化系统运行的重中之重。在部分工业废水处理中温度可能是比市政污水更有利的。比如发酵、造纸等很多工业废水中，水温通常可达到35摄氏度以上，甚至更高，即使在冬季来说也可能保证AO池内的水温达到20度以上，对生化系统的运行更加有利。因此可能在部分工业废水中，AO系统的污泥负荷可能可以比市政污水生化系统更高，可以有更加激进的设计，完全照搬市政污水的设计参数可能会造成生化系统池容过大。除此之外，厌氧氨氧化、短程硝化反硝化等工艺可能在部分工业废水处理中比市政污水更容易推广。但夏季的情况下，高浓度的工业废水可能因为生化反应时放热的问题，导致生化系统的温度过高，进而导致系统崩溃。所以工业废水AO系统的设计必须充分考虑温度的不利影响，在需要的情况下设置冷却塔或其他换热装置，在夏季为AO系统降温。

三.喷淋装置

部分工业废水，因为其进水的成分复杂，可能存在蛋白质、表面活性剂等物质，导致曝气池中产生大量的泡沫或者浮泥。对于大多数工程来说，工程师并没有能力完全搞清楚泡沫产生的原因，可能也没有办法彻底解决泡沫产生的问题，也可能解决这一问题会产生很高的成本。个人认为增加喷淋装置是一个有效的解决方法。喷淋用水可以使用二沉池上清液或者硝化回流液。

四.消化液回流量

硝化液回流量的计算方法，我认为是少有工业废水AO系统设计可参考市政污水设计方法的一个指标。 其计算方法大多数工程师都已经烂记于心，就不做赘述了。这个计算方法存在的问题是假设AO系统氮的去除只存在硝化反应及反硝化反应这两种反应，但对于高浓度废水的氨氮去除，除了硝化反应外，也可能存在微生物生长中对氨的合成及可能存在的同步硝化反硝化反应，因此在氨氮浓度较高的情况下，可能需要的硝化液回流量要小于计算值。另外也应该充分考虑，进水总氮的组成，硝态氮、难降解有机氮浓度较高的情况下，完全采用大回流比设计也并没有太大意义。