为什么池内混合液水温和进水水温常常对不上?
为什么池内混合液水温和进水水温常常对不上?
核心答案
进水温度只是热量输入的一部分。曝气带走的蒸发潜热、池面向空气的辐射与对流散热、回流污泥携带的热量,还有生化反应本身放的那点热,全都在同一个池子里叠加。北方冬天曝气池出水温度比进水低 2~4℃ 很常见,个别敞开式氧化沟能差 5℃ 以上。
详细解析
热量都跑哪去了
拿一座 5 万吨/日的活性污泥厂算个粗账。进水 12℃、气温 -5℃、风速 3m/s:
- 池面对流散热:敞开水面每平方米每小时大概损失 300~600kJ,10000㎡ 池面一天就是 7~14 万 MJ。
- 曝气蒸发散热:这是大头。空气经过 10℃ 的水吸满水汽再排出,每标方空气带走约 25~40kJ。风量 30000m³/h 时,一天损失 18~28 万 MJ。
- 生化反应放热:每去除 1kg COD 大约放热 14000kJ,日去除 12 吨 COD 就是 17 万 MJ 左右。
三项一抵,净散热往往还是负的,水温就往下掉。曝气量越大、气温越低、风越大,掉得越狠。这也是为什么同一座厂,鼓风曝气的池子比表曝的降温少——表曝把水甩到空中,蒸发面积成倍放大,冬天降温能到 4~6℃。
池型和保温的影响
深池比浅池散热少,因为水面面积与池容之比小。有效水深 6m 的池子,单位体积散热面积只有 4m 深池的三分之二。加盖除臭的厂在这件事上占便宜——上部空间形成一层湿热空气缓冲,实测能少降 1.5~2.5℃。
回流也在搬运热量。二沉池表面积大、没有曝气搅动,冬天回流污泥的温度通常比曝气池低 0.5~1.5℃,100% 回流比时这部分冷量不能忽略。
测哪一点才算数
工艺判断用的是生物实际经历的温度,也就是曝气池混合液温度,不是进水温度。很多厂的在线温度计装在进水渠,报表上写着 14℃,实际曝气池末端只有 10.5℃。硝化菌按 10.5℃ 干活,按 14℃ 做的判断全是错的。
好氧池首末端也有梯度。推流式池子首端刚混合完回流和进水,温度居中;末端曝气时间最长、散热最多,一般比首端低 0.5~1.5℃。硝化主要发生在池子后半段,那里的温度才是控制点。
常见误区
- 只在进水口装一支温度计就当整厂水温。冬天这个数普遍偏高 2~4℃,会让人误判硝化还有余量。
- 认为冬季应该降低曝气量来保温。降曝气是省了一点蒸发散热,但 DO 掉下去硝化直接崩,得不偿失。保温该从加盖、挡风入手,不该动 DO。
- 觉得进水温度稳定水温就稳定。寒潮来的时候气温一天掉 15℃,进水温度可能只降 1℃,池内温度却能降 2~3℃,因为散热项变了。
- 拿曝气池水温直接推算二沉池和深度处理段的温度。后段还要继续散热,冬天滤池、消毒池的水温往往比曝气池再低 1~2℃,紫外剂量和加氯量的核算要用后段温度。
实践建议
- 至少布三个温度测点:进水渠、好氧池末端、二沉池出水。好氧池末端那个是工艺控制的基准。
- 每天记录气温、风速和三个测点水温,攒一个冬天就能拟合出本厂的降温规律,寒潮预报来时可以提前两天调整泥龄和曝气。
- 好氧池末端水温连续 3 天低于 10℃,就启动冬季运行模式:延长泥龄、提高 MLSS、准备外加碳源,不要等出水氨氮超标了再动。
- 敞开池体在迎风侧加 1.5~2m 高的挡风板,成本很低,实测可减少 0.5~1℃ 的降温。风速从 5m/s 降到 2m/s,对流散热大约少三成。
- 有条件的厂把粗格栅到细格栅段加盖,进水在预处理段的散热也不小,一段 50m 长的敞开渠道冬天能降 0.3~0.8℃。