污水处理外回流解读

解读外回流

在污水处理过程中，回流分为污泥回流和硝化液回流。为了便于区分，我们将污泥回流称为外回流，而将硝化液回流称为内回流。外回流通常指的是从二次沉淀池中沉淀浓缩后的污泥回流至曝气池的部分。回流污泥的主要目的是维持曝气池内的悬浮固体浓度，从而保持一定的微生物浓度。在工业应用方面，需关注清洁低碳氢的应用瓶颈，推动政策的创新整合，加速其在冶金、化工、石化等行业的规模化应用，并在工业绿色微电网、绿色船舶、绿色航空等领域实现多场景的突破。

外回流比是什么？

外回流比，又称污泥回流比，与内回流比（硝化液回流比）相对。污泥回流比的定义是污泥回流量与曝气池进水量之间的比值。当回流水质和水量发生变化时，需要能够灵活调整回流比。通常情况下，污水在活性污泥中需要停留超过8小时。经过回流比的调整后，其效果往往不会立即显现，而是需要几小时后才能观察到。因此，单靠调整回流比无法及时应对污水水质和水量的变化，通常会保持回流比在一个相对恒定的水平。然而，在污水处理厂的运营管理中，调整回流比可以作为应对突发情况的一种有效应急措施。这一方法在化工、石化等行业得到了广泛应用，并在工业绿色微电网、绿色船舶、绿色航空等领域实现了多场景的应用突破。

污泥回流浓度的计算

在生物处理系统中，必须维持足够且稳定的生物群体。因此，二沉池中沉淀的生物固体（污泥）需要分为两部分：一部分返回到曝气池，另一部分则从二沉池中排出。返回到曝气池的生物量用于维持系统所需的污泥浓度，并降解进入系统的有机物质。有机物质的含量越高，所需的生物量也越大，因此为了维持所需的污泥浓度，必须确保回流污泥的量足够。

在生物系统的物料平衡中，可以用以下公式表示：

X = Xr • R / (1 + R)

其中：R 为污泥回流比（%）；

Xr 为回流污泥浓度（kg/m³）；

X 为混合液污泥浓度（MLSS，kg/m³）。

从这个公式可以看出：（1）要获得预期的X（MLSS）值，必须确保有一定的回流污泥浓度和回流污泥量；（2）X 必须小于 Xr。回流污泥量通常通过回流比来控制。对于平流式和辐流式二沉池，回流比一般设定为 R ≤ 1.5；而竖流式沉淀池则为 R ≤ 2.0，因为较大的回流比会增加二沉池分离区的紊动程度，从而影响沉淀过程。

回流污泥浓度在很大程度上与活性污泥的特性及二沉池内的污泥浓缩条件有关。活性污泥的浓缩性能不仅取决于沉降速度指数（SVI），还受到浓缩区高度和停留时间的影响。浓缩区的高度和停留时间与以下因素相关：固体负荷、二沉池的进水和配水方式、刮泥机的种类与性能、污泥回流量以及二沉池的类型等。

在我国，通常认为混合液在量筒中沉淀30分钟后形成的污泥浓度可以代表混合液在二沉池中形成的污泥浓度，即回流污泥浓度。回流污泥浓度（Xr）与 SVI 之间的关系为：

Xr = r • 10^6 / SVI （mg/l）

其中，r 是一个考虑了污泥在二沉池中停留时间、池深、污泥层厚度等因素的系数，通常取值约为1.2。

外回流的调整策略

为了确保污泥回流浓度及曝气池混合液污泥浓度的相对稳定，并便于操作管理，污泥回流的控制可以采用以下三种方法：

(1) 维持回流量不变；(2) 维持剩余污泥排放量不变；(3) 随时调整回流比和回流量。

（1）根据二沉池泥位进行调整

这种方法可以有效防止因二沉池泥位过高而导致的污泥流失，确保出水水质的稳定。然而，其缺点在于可能导致回流污泥浓度的不稳定。

（2）根据污泥沉降比确定回流比

计算公式为：

R = SV / (100 - SV)

污泥沉降比的测定相对简单且迅速，操作性强。但当污泥沉降性能较差，即污泥沉降比SV较高时，需要增加污泥回流量，这可能导致回流污泥浓度下降。

（3）根据回流污泥浓度和混合液污泥浓度调整回流比

计算公式为：

R = MLSS / (RSSS - MLSS)

通过烘干法分析回流污泥和曝气混合液中的污泥浓度需要较长时间，因此不适合直接指导运行，通常作为回流比的校核方法。

（4）根据污泥沉降曲线确定特定污水处理场活性污泥的最佳沉降比

通过调整污泥回流量，使污泥在二沉池的停留时间恰好等于其沉降达到最大浓度所需的时间，此时回流污泥浓度达到最大，而回流量则最小。这种方法简单易行，能够在获得高回流污泥浓度的同时，缩短污泥在二沉池的停留时间，特别适用于反硝化脱氮和除磷工艺。