HJ 2024—2012問題探討

孫月馳，肖 寧，張亞琳，杜 昱

（中國市政工程華北設(shè)計研究總院有限公司，天津 300074）

環(huán)境保護(hù)部于2012年發(fā)布了HJ 2024—2012完全混合式厭氧反應(yīng)池廢水處理工程技術(shù)規(guī)范，并于2013年3月1日實施。該規(guī)范的實施，在一定程度上填補了我國在完全混合式厭氧反應(yīng)池建設(shè)方面的空白，對高濃度有機廢水處理的設(shè)計、施工及運行管理等起到了重要的指導(dǎo)作用，對完全混合式厭氧反應(yīng)池的廣泛推廣與應(yīng)用起到的促進(jìn)、推動作用。總體來說，該規(guī)范內(nèi)容全面、準(zhǔn)確，能夠作為高濃度有機廢水處理設(shè)計、施工、運行維護(hù)等的技術(shù)依據(jù)，但在規(guī)范中仍有一些問題值得商榷、探討。

1 無污泥回流的完全混合式厭氧反應(yīng)池廢水處理工藝

任何一種厭氧反應(yīng)池，在穩(wěn)定運行的情況下，厭氧池內(nèi)的混合液濃度一般是不變的，微生物總量也是不變的，在這種情況下，系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生的剩余污泥隨出水排出厭氧反應(yīng)池。

對于一個運行穩(wěn)定的完全混合式厭氧反應(yīng)池來說，在進(jìn)水流量、進(jìn)水水質(zhì)基本不變的條件下，系統(tǒng)產(chǎn)生的剩余物質(zhì)量是固定的，也就是說在沒有污泥回流的情況下，隨出水（混合液）排出的污泥量等于剩余污泥量，剩余污泥量可用公式（1） 計算：

式中：△X為剩余污泥量（kg/d）；Q為厭氧反應(yīng)池進(jìn)水流量（m3/d）；Xv為厭氧反應(yīng)池內(nèi)污泥濃度 （mg/L）。

由公式（1）可以看出，厭氧反應(yīng)池內(nèi)污泥濃度與剩余污泥量和厭氧反應(yīng)池進(jìn)水流量有關(guān)，而在后二者不變的情況下，厭氧反應(yīng)池內(nèi)污泥濃度也是不變的，一般情況下，厭氧系統(tǒng)污泥產(chǎn)率較低，剩余污泥量也較少，因此在無污泥回流的完全混合厭氧反應(yīng)池內(nèi)的污泥濃度是很低的。實際上如果厭氧池內(nèi)污泥濃度太低，池容積需要增大很多，處理效率也會大大降低，在實際工程當(dāng)中是很難實現(xiàn)的。

2 污泥產(chǎn)率系數(shù)

有污泥回流的完全混合式厭氧反應(yīng)池容積根據(jù)動力學(xué)系數(shù)設(shè)計時，按下式計算：

式中：V為有污泥回流的完全混合式厭氧反應(yīng)池容積（m3）；θc為污泥齡（d）；Q為有污泥回流的完全混合式厭氧反應(yīng)池設(shè)計流量（m3/d）；C0為有污泥回流的完全混合式厭氧反應(yīng)池進(jìn)水CODCr濃度（mg/L）；Ce為有污泥回流的完全混合式厭氧反應(yīng)池出水CODCr濃度（mg/L）；Y為污泥產(chǎn)率系數(shù) （MLVSS（kg）/BOD5（kg））；X為有污泥回流的完全混合式厭氧反應(yīng)池中污泥濃度（mg/L）；b為內(nèi)源呼吸系數(shù)。

從公式（2）可以看出，有污泥回流的完全混合式厭氧反應(yīng)池容積按照進(jìn)水CODCr濃度計算，相應(yīng)的污泥產(chǎn)率也應(yīng)該按照CODCr進(jìn)行計算。

對于污泥產(chǎn)率系數(shù)，規(guī)范規(guī)定低脂型廢水參考取值為0.004 4，高脂型廢水參考取值為0.040。對于高濃度有機廢水來講，CODCr和BOD5是有較大差別的，一般CODCr較BOD5大許多，因此，在計算有污泥回流的完全混合式厭氧反應(yīng)池容積時，應(yīng)統(tǒng)一采用CODCr進(jìn)行計算。

3 污泥回流比

在普通的完全混合式厭氧反應(yīng)系統(tǒng)中，在厭氧反應(yīng)池后設(shè)置沉淀池，沉淀池排出的污泥一部分進(jìn)行污泥脫水，另一部分以液體的形態(tài)回流至厭氧反應(yīng)池，確保厭氧反應(yīng)池內(nèi)保持較高的污泥濃度。在這個系統(tǒng)中，污泥回流比可以真實地反映污泥回流量的大小，準(zhǔn)確地控制厭氧系統(tǒng)的污泥回流量。

但在一些特殊的情況下，例如采用完全混合式厭氧反應(yīng)系統(tǒng)處理餐廚垃圾，厭氧反應(yīng)池進(jìn)料含固率非常高，一般厭氧反應(yīng)池內(nèi)含固率控制在5%～6%，由于厭氧反應(yīng)池排出的混合液含固率高，導(dǎo)致這類混合液無法采用沉淀方式進(jìn)行固液分離，一般都是采用直接脫水的固液分離方式。在這種情況下，回流污泥是以泥餅的形態(tài)回流到厭氧池中，而泥餅的體積與混合液有較大的差別，應(yīng)以污泥的含水率和質(zhì)量來控制污泥回流量。

4 沉淀池表面積計算

在以沉淀池進(jìn)行固液分離的完全混合式厭氧反應(yīng)系統(tǒng)中，由于厭氧反應(yīng)池內(nèi)污泥濃度一般高達(dá)10～20 g/L，在這種條件下，沉淀池的污泥回流比可達(dá)3～4，高回流比導(dǎo)致沉淀池實際進(jìn)水流量增加。

對于沉淀池面積計算，規(guī)范規(guī)定按照設(shè)計流量進(jìn)行計算，但在實際運行過程中，沉淀池實際進(jìn)水流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于設(shè)計流量，如果仍按照設(shè)計流量進(jìn)行計算，會導(dǎo)致沉淀池處理效果下降。二沉池的回流量高于100%，而達(dá)到150%～200%、甚至達(dá)到300%時，應(yīng)按實際進(jìn)水量相應(yīng)修正名義表面水力負(fù)荷［1］，因此在完全混合式厭氧反應(yīng)沉淀池計算中，沉淀池表面積應(yīng)該按照實際進(jìn)水流量進(jìn)行計算。

5 溫度對完全混合式厭氧反應(yīng)的影響

厭氧分為常溫厭氧、中溫厭氧和高溫厭氧，溫度越高，厭氧效率也越高，但高溫厭氧需要對污水進(jìn)行加熱，運行成本大幅增加。隨著厭氧技術(shù)的發(fā)展，溫度對厭氧消化的影響由于生物量的增加而變得不再顯著和嚴(yán)重，因此常溫條件（20～25℃） 下的厭氧應(yīng)用比較普遍［2］。

但有些厭氧反應(yīng)對溫度的要求很高，且溫度對完全混合厭氧的影響最大［3］，在處理城市垃圾方面，采用高溫厭氧（55℃）效果最佳。

不同的廢水，對溫度的要求是不同的，規(guī)范只是規(guī)定了各種厭氧的溫度，但對各種厭氧的具體適用條件沒有提及，應(yīng)補充這方面的內(nèi)容。

6 結(jié)論

1）無污泥回流的完全混合式厭氧反應(yīng)池廢水處理工藝在實際工程當(dāng)中很難實現(xiàn)。

2） 完全混合式厭氧反應(yīng)池容積應(yīng)以CODCr進(jìn)行計算。

3）在以污泥脫水作為固液分離手段時，應(yīng)以污泥含水率和回流污泥量（質(zhì)量）控制污泥回流量。

4）沉淀池的表面積應(yīng)以實際進(jìn)水量來計算。

5）應(yīng)給出不同溫度下各種厭氧反應(yīng)的最佳適用條件。

［1］胡大鏘.周進(jìn)周出輻流式二沉池平面設(shè)計改進(jìn)水力計算探討［J］.給水排水，2011，37（11）：45-48.

［2］杜昱，孫月馳，王進(jìn).厭氧處理工藝在垃圾滲瀝液處理中的應(yīng)用［J］.環(huán)境衛(wèi)生工程，2011，19（5）：49-50.

［3］曾光明，喬瑋，袁興中.完全混合厭氧消化處理城市垃圾的特性研究［J］.湖南大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2003，30（5）：51-54.