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計研究總院有限公司，天津 300074）

環境保護部于2012年發布了HJ 2024—2012完全混合式厭氧反應池廢水處理工程技術規范，并于2013年3月1日實施。該規范的實施，在一定程度上填補了我國在完全混合式厭氧反應池建設方面的空白，對高濃度有機廢水處理的設計、施工及運行管理等起到了重要的指導作用，對完全混合式厭氧反應池的廣泛推廣與應用起到的促進、推動作用。總體來說，該規范內容全面、準確，能夠作為高濃度有機廢水處理設計、施工、運行維護等的技術依據，但在規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池廢水處理工藝

任何一種厭氧反應池，在穩定運行的情況下，厭氧池內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，系統內產生的剩余污泥隨出水排出厭氧反應池。

對于一個運行穩定的完全混合式厭氧反應池來說，在進水流量、進水水質基本不變的條件下，系統產生的剩余物質量是固定的，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為厭氧反應池進水流量（m3/d）；Xv為厭氧反應池內污泥濃度 （mg/L）。

由公式（1）可以看出，厭氧反應池內污泥濃度與剩余污泥量和厭氧反應池進水流量有關，而在后二者不變的情況下，厭氧反應池內污泥濃度也是不變的，一般情況下，厭氧系統污泥產率較低，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池內的污泥濃度是很低的。實際上如果厭氧池內污泥濃度太低，池容積需要增大很多，處理效率也會大大降低，在實際工程當中是很難實現的。

2 污泥產率系數

有污泥回流的完全混合式厭氧反應池容積根據動力學系數設計時，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池設計流量（m3/d）；C0為有污泥回流的完全混合式厭氧反應池進水CODCr濃度（mg/L）；Ce為有污泥回流的完全混合式厭氧反應池出水CODCr濃度（mg/L）；Y為污泥產率系數 （MLVSS（kg）/BOD5（kg））；X為有污泥回流的完全混合式厭氧反應池中污泥濃度（mg/L）；b為內源呼吸系數。

從公式（2）可以看出，有污泥回流的完全混合式厭氧反應池容積按照進水CODCr濃度計算，相應的污泥產率也應該按照CODCr進行計算。

對于污泥產率系數，規范規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池容積時，應統一采用CODCr進行計算。

3 污泥回流比

在普通的完全混合式厭氧反應系統中，在厭氧反應池后設置沉淀池，沉淀池排出的污泥一部分進行污泥脫水，另一部分以液體的形態回流至厭氧反應池，確保厭氧反應池內保持較高的污泥濃度。在這個系統中，污泥回流比可以真實地反映污泥回流量的大小，準確地控制厭氧系統的污泥回流量。

但在一些特殊的情況下，例如采用完全混合式厭氧反應系統處理餐廚垃圾，厭氧反應池進料含固率非常高，一般厭氧反應池內含固率控制在5%～6%，由于厭氧反應池排出的混合液含固率高，導致這類混合液無法采用沉淀方式進行固液分離，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回流到厭氧池中，而泥餅的體積與混合液有較大的差別，應以污泥的含水率和質量來控制污泥回流量。

4 沉淀池表面積計算

在以沉淀池進行固液分離的完全混合式厭氧反應系統中，由于厭氧反應池內污泥濃度一般高達10～20 g/L，在這種條件下，沉淀池的污泥回流比可達3～4，高回流比導致沉淀池實際進水流量增加。

對于沉淀池面積計算，規范規定按照設計流量進行計算，但在實際運行過程中，沉淀池實際進水流量遠遠大于設計流量，如果仍按照設計流量進行計算，會導致沉淀池處理效果下降。二沉池的回流量高于100%，而達到150%～200%、甚至達到300%時，應按實際進水量相應修正名義表面水力負荷［1］，因此在完全混合式厭氧反應沉淀池計算中，沉淀池表面積應該按照實際進水流量進行計算。

5 溫度對完全混合式厭氧反應的影響

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行加熱，運行成本大幅增加。隨著厭氧技術的發展，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重，因此常溫條件（20～25℃） 下的厭氧應用比較普遍［2］。

但有些厭氧反應對溫度的要求很高，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，規范只是規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，應補充這方面的內容。

6 結論

1）無污泥回流的完全混合式厭氧反應池廢水處理工藝在實際工程當中很難實現。

2） 完全混合式厭氧反應池容積應以CODCr進行計算。

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

4）沉淀池的表面積應以實際進水量來計算。

5）應給出不同溫度下各種厭氧反應的最佳適用條件。

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

［2］杜昱，孫月馳，王進.厭氧處理工藝在垃圾滲瀝液處理中的應用［J］.環境衛生工程，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］.湖南大學學報：自然科學版，2003，30（5）：51-54.