少小离家老大回，乡音未改鬓毛衰-活性污泥的回流

从活性污泥法的开篇，我们谈到一个完整的活性污泥法包含曝气池，沉淀池，回流污泥等几部分组成，那么在一个活性污泥系统里，这个回流污泥起到的作用究竟是怎样的？在我们日常的管理中，对回流污泥的是怎么通过计算来调整呢？今天我们一起来聊聊活性污泥中的回流污泥及回流污泥比（在除磷脱氮工艺中，回流污泥分为两种，一种是外回流污泥，是指从沉淀池回流到曝气池的活性污泥，一种是内回流污泥，是指从好氧区回流到缺氧区的活性污泥，今天主要来聊的是第一种外回流污泥，有关内回流污泥，会在后续的脱氮除磷的专篇里面详细阐述）。

在一个活性污泥法的流程中，在曝气池内成悬浮状态的活性污泥得到充分的营养物质和氧气，在曝气池内得以快速的生长繁殖，以达到净化污水的目的。在源源不断的污水流入到曝气池内以后，悬浮状态的活性污泥会和进水形成混合液，在理想状态下，曝气池被设计成无限大的时候，混合液会一直停留在无限大的曝气池内，以适应源源不断的进水，活性污泥不断地增值，部分多余的微生物通过剩余污泥排出系统之外，这样可以最终保持不断流入曝气池的污水得到充分的净化处理。但是由于曝气池在工程上不可能设计成无限大的池体，这样随着活性污泥和污水的混合液不断地被新的污水推流出曝气池以后，曝气池内的活性污泥浓度会越来越低，最终无法满足对入流污水的处理效果，导致最后出水水质的超标。为了解决这个问题，人们采用了回流污泥的方式来保证曝气池内的活性污泥浓度。

由于活性污泥具有的良好的沉淀性能，在活性污泥系统里，设置了沉淀池，通过曝气池后流出的混合液，在沉淀池内完成活性污泥的沉淀，实现了泥水分离，沉淀池内的上清液中含有活性污泥絮凝体极少，而沉淀到池底的沉淀物中含有大量的高浓度的活性污泥，通过管路把这部分高浓度的活性污泥回流到曝气池前端，和进水混合后形成混合液进入到曝气池。这就是回流活性污泥的过程。在英文中为Return  Activated  Sludge，所以有些文献也把回流污泥称为RAS。

当这部分混合液形成的污泥沉降到沉淀池的底部时，它们在沉淀池底形成一个很厚的污泥层，这个混合液在沉淀池沉淀形成稳定的污泥层需要的时间大概在几个小时甚至几天。这些沉淀到池底的高浓度活性污泥是富含微生物的。但是这些活性污泥在沉淀时间内没有得到进水有机物的营养补充，缺乏食物的压力使活性污泥中的微生物的生长受到抑制，并大量吞食水中残留的有机物甚至低等级的细菌种群，因此沉淀池底部的活性污泥处于一个饥饿的状态。当回流污泥泵将池底的大部分活性污泥返回到曝气池前端和进水混合后，这些处于饥饿状态的的活性污泥，迅速吸收进水中的有机营养物质，同时消耗大量的氧气，大量繁殖，补充并提高了了曝气池内因进水推流而流失的活性污泥。

正是由于回流污泥的补充作用，才能保证曝气池内稳定的活性污泥浓度。在污水厂的日常管理中，对回流污泥进行有效的管理，也是保证活性污泥的浓度和曝气池处理水质达标的重要工作。那么我们要怎么确定一个比较良好的回流污泥的比例呢？下面我们来看看如何计算回流污泥。

为了确定和提出理想的污泥回流流量，我们首先需要了解污水厂内的设计的回流污泥比例R，回流比R就是进入到曝气池的回流污泥量和进水量的比值，这个回流比是在污水厂的建设的时候，设计院就会根据设计进水浓度，设定好了一个标准值，至于这个回流比是如何设定成这个值的，会有很复杂生物降解的计算，这个不属于我们运营人员需要了解的，因此我们不做详细的说明，污水厂的运行人员需要了解的就是如何调整回流系统，来保证运行中达到这个设定的回流比就可以了。这个回流比会根据实际的设计不同而略有不同，但大都采用的是100%。我们下面的计算，都是以100%的回流比来进行计算的。

基本上大部分的污水厂在实际的回流比的控制中，都在使用的是通过参考活性污泥系统中的悬浮固体浓度也就是MLSS来进行控制。为了控制和调整MLSS，有3种不同的方法，一般会根据混合液的固体含量作为回流控制的指导。虽然大多数污水厂的管理人员会认为，根据日常经验和观察结果，就基本确定回流污泥量了，但是随着对污水处理厂更精细的管理，我们需要一些可以量化和测量的数值和计算方法来确定和判断回流污泥量。

第一和最简单的方法是使用直观的观测方法，就是观察测量沉淀池内的污泥层的深度。污泥深度通过测量沉淀在沉淀池中的污泥层的高度来确定。通常的经验法则是保持沉淀池底部污泥层的高度不超过沉淀池的总高度四分之一。这种方式可以通过一些简单的人工观测，比如用污泥泥位测定筒，污泥泥位测定仪等来确定沉淀池内的污泥高度，然后根据这个高度来确定排泥时间和排泥量。

第二种方法是使用活性污泥浓度MLSS平衡方程。虽然这种叫法可能听起来很复杂，但是一般来说，这比之前基本上依靠粗放观察的方法更好。为了确定正确的回流流量，应使用下面的公式。

QR=（Q x MLVSS）/（RMLVSS-MLVSS）

QR是回流污泥流量；

Q是进入到曝气池的污水流量；

MLVSS是曝气池内挥发性悬浮固体浓度；

RMLVSS是返回污泥的挥发性悬浮固体浓度。

从这个公式可以看到，这些计算的基准数据基本都是日常我们化验室进行的化验项目，计算就可以很容易地进行。当然我们知道准确的活性污泥计算都是MLVSS代表的活性污泥中的有效成分，但是我们一般采用的MLSS浓度较多，因此可以用MLSS来替代MLVSS做计算。

第三种方法是通过使用沉降比SV30。就是利用SV30污泥的体积。也可以简单获得回流量的计算数据。这个公式如下：

QR =（Q×SV30）/（1000-VSV30）

其中：QR为回流流量

Q是进入到曝气池的污水流量；

SV30为曝气池内30分钟的沉降比

VSV30为曝气池内混合液在1000mL量筒内沉淀30分钟后的污泥体积

虽然这种方法基本上更容易，因为不需要进行污泥浓度MLVSS测试，其实这是第一种方法引入了一个简单的数据的方式，比第一种方法需要更长的时间来获得结果。SV30测试也有自己的弱点，在前面的公众号的文章里，我们讨论过SV30在工艺异常情况下，和活性污泥浓度不是一个线性关系。因此这种方法也只是一个粗略的计算。

在污水厂的实际的应用中，我们经常是使用第二种方式，就是通过活性污泥在曝气池和沉淀池的污泥浓度来计算出系统的回流污泥的量，根据这个值来调整回流污泥系统，包括沉淀池回流污泥阀的开启度，回流污泥泵的开启台数等最终使我们计算出来的回流污泥满足设计的回流污泥比。