污水厂中停留时间的探讨（上）

在污水厂的技术人员的交流中，时常有关于停留时间的讨论，特别是关于在曝气池里的停留时间的计算，峰值水量和平均值水量的停留时间的计算，这些停留时间的长短计算对污水厂的处理效果有一定的影响，在细节管控上，我们要根据停留时间的不同进行不同的工艺调整。但是在停留时间的计算中有很多的不同的意见，那么停留时间究竟是要怎么样的计算呢？今天公众号就和大家聊聊污水厂的停留时间。

停留时间，甚至说在污水的生物处理过程中，有很多关于各种时间的统计和计算，来进行后续的系统数据分析，这些时间参数都与污水厂的运行有很大的关联。比如说水力停留时间HRT，固体停留时间SRT，平均细胞停留时间MCRT，污泥龄，以及引申得出来的曝气停留时间，反硝化停留时间，厌氧停留时间等。

在一个运行中的污水厂中，时间与污水提升泵的提升流量，污水处理的构筑物体积这两个参数有密切的关系，在上述的多个停留时间的统计和计算中，基本都会涉及到这两个参数，下面我们就各个参数来展开讨论各个时间的概念和计算。

在讨论时间的计算之前，先来澄清几个让人迷惑，容易在计算中产生干扰的的问题，首先来看看内、外回流的流量问题。

先来看内回流，内回流是从生物池的好氧段出口回流到缺氧段的活性污泥混合液的回流，这部分的回流量很大，一般是进水流量的２～４倍，很多水力负荷没有达到满负荷的污水厂，这个回流量会更大。那么是不是说进入生物池的水量就是进水量加上内回流量，也就是３～５倍以上的水量在生物池内通过呢？为了说明整个问题，我们来把整个生物池想象成一个大的水盆，这个水盆有一个进口，一个溢流口，通过污水提升泵提升的的进水从进口进来，然后处理后出水从溢流口流出去，这种情况，大家都能很简单的看出来，停留时间就是生物池体积除以单位时间水泵提升的水量。如果我们把大水盆里的水用力搅拌，使其在水盆里旋转起来，在搅拌过程中保持水盆的进水不变，那么停留时间会发生变化么？答案是肯定的，不管我们搅拌的多么用力，水在水盆中的停留时间是由提升泵的单位小时流量确定的，与搅拌的力度和搅拌的时间是没有关系的。在污水厂中把内回流泵想像成它是我们用来搅动整个生物池的一个搅拌装置的时候，就很容易理解内回流泵起的作用了，当然它的生物原理更为复杂，在之前的生物脱氮的文章中有详细的探讨，这里就不展开说明了。这样的理解下，内回流泵不管开多大的流量，其实对生物池来说，污水泵提升的污水在生物池内的停留时间是不受影响的，所以在计算停留时间时，内回流量不进行考虑。

在了解内回流之后，再来看看外回流。外回流是从二沉池回流到生物池内的，与内回流有很大的区别，不在一个构筑物内了，是不是流量就不能像内回流一样不进行计算了，而是要对外回流进行计算呢？

在展开外回流的讨论之前，先来分辨活性污泥处理系统的概念。活性污泥处理系统是曝气池和二沉池共同组成的，曝气池是活性污泥生产繁殖的场所，快速降解污水中的有机物杂质的构筑物，而二沉池是使活性污泥进行泥水分离，并将大部分的活性污泥重新回到曝气池的构筑物，所以说在一个完整的活性污泥处理系统中，是由曝气池和二沉池共同构成的。

回到外回流的问题上来，当生物池通过提升泵进水以后，从生物池流出，在二沉池沉淀，然后活性污泥沉淀到二沉池底部，通过回流泵回流到生物池的进水端，和提升泵进水混合后，进入生物池。这个时候会产生一个问题，要不要在计算生物池水力停留时间的时候，把二沉池的外回流计算进去？

有一些人认为，由于提升泵进水和外回流同时进入生物池，也就是说进入生物池增加了整整一倍的流量，因此我们要计算停留时间当然要考虑二沉池的外回流，特别是水流速度都增加了一倍，所以停留时间当然要减半了，但是为什么设计的时候仅仅只用提升泵的进水流量来计算停留时间呢？

再次回到水盆模型上来，一个水盆内的搅动，对水力停留时间没有任何影响是很确定的。如果把水盆分离成两半，底部通过连接管或者缝隙相互连接，这时候，继续搅动水盆里的水，发现搅动难度增大很多，特别是在连接部位，需要寻找一些强有力的工具来使水快速通过这个连接。但是对整个水盆来说依然是进水稳定，出水和进水的量平衡的，不会因为水盆内有了部分分割就出现变化。如果我们把这个分割做的足够大，距离足够远，但是通过管路连接起来水盆的两个部分，效果是和整个水盆一致的。上面的分析我们知道对于活性污泥来说，是二沉池和生物池共同构成系统，通过回流泵和回流管路连接在了一起，这样的结构和水盆分割开的结果是一样的。

从这个角度来说，外回流相对整个生物处理系统来说，也和内回流一样，起到了一个水力搅拌器的作用，不过它在生物池之外，起到的迷惑性更强，让人觉得会影响到生物池内的停留时间，为了便于理解，在做时间分析的时候，可以把整个生物池和二沉池化成一个整体来看，二沉池和生物池之间只是加了一堵非常大的墙体而已，这两个构筑物是通过回流管连接在一起的，所以外回流只是系统内活性污泥的混合方式，不作为时间统计的计算数据。

这个现象其实在一些特殊情况下就可以验证一下，这个在一些污水厂中设备出现问题时，能够观察到。比如二沉池回流泵停了，从生物池进水中减少了回流污泥，二沉池的出水短时间会停止一下，但是到了稳定的状态以后，就会发现出水又恢复到有回流的流量了，因为进水的流量并没有变化，只是回流停止以后需要寻找一个新的平衡，才会造成短时间没有出水，这也说明污水在曝气池内的停留时间是与内外回流没有关系的。

下一篇我们将继续围绕停留时间的话题展开，欢迎持续关注，并参与讨论。