水解酸化之排泥（四）

对于完全混合式水解酸化池，其后一般设置中沉池，可以直接用排泥泵进行排泥，这里暂不讨论，重点了解下没有污泥回流的升流式水解酸化池（可设置填料）的排泥。

1.泥面高度

一般升流式水解酸化池的有效水深介于4-8m之间，6.5m左右的居多。比较对各种尺寸感兴趣，且又对厌氧（尤其是UASB）这块不太了解，翻了一下资料，从上向下说：

1）清水层。污泥层与水面之间高度应保持在1.0-1.5m，这里很像斜管沉淀池的清水区保护高度（不宜小于1.0m），主要还是为了防止泥随水的升流过程中流失，因为没有污泥回流，流走的话，系统泥就少了。

2）填料层。如果微生物长的太慢，投加填料，可以挂膜，增加微生物的量，延长水与微生物的接触时间。如果设置填料的话，那么填料高度一般比较固定，比如1m，1.5m，2m，2.5m等，暂且居中，按2m考虑吧。

3）悬浮层。上图中可以看出，无填料的悬浮层好像矮一些，悬浮层里主要是些絮状污泥和小质量的颗粒污泥，由于上升水流的作用，在受力平衡的条件下悬浮于水中，如果水力负荷大点，很可能导致其厚度膨胀增加，有随出水流走的风险。悬浮层或悬浮层+填料层暂按2.5m考虑吧。

4）污泥层。进水是从池底部流出的，池底的泥像流化床一样，水在上流过程中与泥床接触，水中的颗粒物被吸附拦截，进而反应实现水解酸化。由于没有大的搅拌作用，泥大都也是积在底部的，靠布水管口水流的扰动作用，使得水与泥尽可能充分接触。一般污泥层高度3m左右，这里应该也参考了其它滤床的高度数据吧。

5）综上：有效水深=1+2.5+3=6.5m，这好像是在凑数。对于污泥层的泥面高度基本在3m附近，悬浮层那点泥暂不考虑。

2. 污泥浓度

升流式水解酸化池建议污泥层平均污泥浓度为15-25g/L，当然了，这个污泥浓度是池底污泥浓度，肯定不是悬浮层或填料层水中的污泥浓度了。之前看了一篇文章介绍每立方填料中泥的浓度2.2g/L（VSS），VSS/SS为0.7附近，也就是说填料中的泥浓度虽低，但活性比较高。至于底泥VSS/SS那就不好说了，肯定是比较低的，至于多低，看进水携带的无机SS含量吧。

完全混合式水解酸化池污泥浓度不宜低于4g/L，和后续生化池差不多，不过，这可是全池完全混合，池内各个角落都有泥。升流式的泥相当于只集中在池底那几米高度范围内，如果浓度不高点，离开了这个高度，水中的细小颗粒有机物就没法再水解酸化了。污泥浓度大、污泥分布密一些，增加泥水接触面，这样水解酸化才会彻底一些。

3. 剩余泥量

水解酸化池剩余污泥量可根据下式计算：

ΔX=ΔX₁-ΔX₃+ΔX₂

式中：ΔX为剩余污泥量，kg/d；ΔX₁为进出水颗粒有机物减少量，kg/d；ΔX₃为水解的有机物量，kg/d；ΔX₂为微生物净增殖量，kg/d。考虑到进出水的颗粒性有机物浓度的差值即为悬浮物浓度的去除量，即ΔX₁=Q×SS×f，ΔX₃=f_a×ΔX₁，则有：

ΔX= Q×SS×f×(1-f_a)+ΔX₂

式中：Q为进水量，m³/d；SS：进水固体悬浮物浓度，mg/L；f为进水固体悬浮物去除率，生活污水为70%，工业废水为40-70%；f_a为固体悬浮物水解率，取30%。

大多数情况下，水解是整个厌氧消化过程的限速步骤，并不是由于缺乏水解酶活性，而是受限于颗粒物可自由接触的表面积以及固体底物的整体结构。而产酸阶段是厌氧过程中最快速的转化步骤。考虑到微生物的产率及衰减，则可以得出微生物的净增殖量为：

ΔX₂=[YQ(S₀-S_e)-K_dVX_v]/f_b

ΔX= Q×SS×f×(1-f_a)+ [YQ(S₀-S_e)-K_dVX_v]/f_b

式中：Y为水解酸化微生物的产率系数，kgVSS/kgCOD；S₀为进水COD浓度，kg/m³；S_e为出水COD浓度，kg/m³；K_d为衰减系数，d^-1；V为污泥层体积，m³；X_v为污泥层挥发性悬浮固体浓度，kgVSS/m³；f_b为VSS/SS系数，可取0.70。水解酸化和产甲烷的典型合成产率系数和内源衰减系数分别为0.1VSS/gCOD、0.04gVSS/gCOD和0.04g VSS/g VSS·d和0.02g VSS/g VSS·d，如果将两种微生物看为一个整体，那么对应的合成产率系数和内源衰减系数分别为0.08VSS/gCOD 、0.03g VSS/g VSS·d。

4. 排泥

水解酸化池内保持足够的污泥量，是保证其高效运行的基础。但经过较长时间的运行后，由于微生物自身增殖，不可生物降解的有机物及无机固体的积累，不利于水解酸化的正常运行，同时污泥量过大时，会因污泥沉淀使有效容积缩小而降低处理效率，甚至会因堵塞而影响正常运行，或使出水中夹带大量污泥，影响出水水质，为了保持水解酸化微生物的活性，需要排除剩余污泥，控制泥龄，使微生物浓度维持在一个合适的水平，因此必须定期对水解反应器进行适量的排泥。

一般情况下，升流式水解酸化池排泥大多采用静压穿孔管排泥，排泥基于泥水界面进行控制，比如通过超声波泥位计的泥位信号来控制排泥阀的启闭。靠近池底，污泥浓度高，接近颗粒化形态，污泥吸附能力强，沉降效果好，泥水接触充分，水解酸化效果好。靠近污泥层与悬浮层的界面处，污泥变得松散，吸附、沉降能力均下降，悬浮层的泥很容易随出水排出系统。为了保持污泥浓度及污泥活性，一般可设置两个排泥点：中位排泥管，如距离池底2.5m左右，用于排出活性较差、处理能力较弱的絮状污泥或轻质颗粒污泥；池底排泥管，如距离池底0.5m左右，用于排出底部沉积的进水无机颗粒物，以及厌氧过程产生的无机物。

城市污水存在水力负荷变化，高水力负荷时排泥，易于控制污泥面高度，缺点是高负荷时污泥层膨胀率较大，污泥浓度低，后续污泥浓缩负荷大（污泥脱水机房进泥浓度小）；低水力负荷排泥，污泥浓度高，污泥排放量少，缺点是对污泥层的控制不易掌握，排泥量过大会造成系统中污泥总量减少而影响处理效果。新建污水处理厂，最好采用高水力负荷排泥方式，而在运转一个相当时期后，在对水量变化规律有了一定了解后，再采用低水力负荷排泥方式。高、低水力负荷下对应的初始泥面高度不同，泥面高度大，排泥过程不会造成泥面突降，泥面高度小，一不留神就多排了，其实就是个缓冲能力问题。

其它：排泥管管径不小200mm，池底排泥含水率约98.5%，至于穿孔管计算可参考沉淀池设计。总的来说，排泥对于后期运维人员来说是一个不断摸索的过程，就像上述内容，中位排泥和低位排泥分别排多少，到底到什么泥位开始排，这都是需要不断实践的。

5. 其它

1.5m，6.5m，10-25g/L，2m，3m，这些数据不一定准，仅供参考。

参考文献：

1. 周宏亮. 污水处理厂水解酸化池优化运行研究.

2. 刘军等. 厌氧水解生物法处理城市污水的研究.