为什么雨天进水COD不算低,可B/C比掉到0.2,生化池像是吃了空气?
为什么雨天进水COD不算低,可B/C比掉到0.2,生化池像是吃了空气?
核心答案
雨水冲刷地表带进来的COD,跟生活污水里的COD不是一回事。绿地、路面、屋面径流里大量是腐殖酸、富里酸、木质素碎屑和轮胎磨损颗粒,这些东西在重铬酸钾消解下能算成COD,但微生物几乎啃不动。所以COD数值看着还有150 mg/L,BOD只有30,B/C掉到0.2。生化池测出来的是"假饱",实际可用碳源严重不足。
详细解析
径流COD的组成跟污水完全不同
做过组分分析的都知道,一场中雨的城市地表径流,COD在80~200 mg/L区间,其中:
- 溶解性易降解有机物(挥发性脂肪酸、糖类):不到15%
- 腐殖质类大分子(分子量3000~50000 Da):40%~55%
- 颗粒态有机碎屑(落叶、草屑、轮胎粉尘):30%~45%
腐殖质的可生化性极差,五日BOD对COD的贡献不到8%。颗粒态碎屑里的木质纤维素,水解速率常数在0.02~0.05 d⁻¹量级,在HRT只有8小时的生化池里基本等于不降解——它们最后跟着剩余污泥排走,或者干脆在二沉池跑掉。
混合之后B/C怎么变
旱天进水:COD 280、BOD 130,B/C=0.46。
雨水径流:COD 130、BOD 12,B/C=0.09。
按1:1.5混合(污水500 m³/h + 径流750 m³/h):
- COD = (500×280 + 750×130)/1250 = 190 mg/L
- BOD = (500×130 + 750×12)/1250 = 59 mg/L
- B/C = 0.31
再稀一点,1:2.5混合,B/C能掉到0.24。这就是为什么雨天化验单上COD"还行",工艺却撑不住。
后果集中在反硝化和除磷
硝化菌是自养的,不吃有机碳,进水稀释对它影响主要在水温和污泥浓度。真正遭殃的是两个吃碳的过程:
反硝化需要C/N比。理论上每还原1 kg硝态氮需要2.86 kg BOD,工程上按45 kg BOD/kg NO3-N配。进水BOD 59、TN 22,BOD/TN=2.7,远低于4,缺口明显。出水TN从11 mg/L涨到1618 mg/L是必然的。
生物除磷更敏感,聚磷菌厌氧释磷要的是挥发性脂肪酸这类短链碳源,腐殖质完全不顶用。厌氧池ORP从−280 mV升到−150 mV,释磷量从25 mg/L掉到8 mg/L,好氧段吸磷动力不足,出水TP从0.3爬到0.6~0.9 mg/L。
一个容易被忽略的连带影响
腐殖质带色。雨天出水看着发黄、色度从15度升到30~40度,很多人以为是消毒剂问题或者是SS带出,其实是溶解性腐殖质本身的颜色。这部分色度靠常规工艺去不掉,只能靠混凝或者活性炭。
常见误区
误区一:只看COD判断负荷够不够。 雨天必须同时看BOD5或者做快速COD分级(用0.45 μm滤膜分溶解态/颗粒态,再看溶解性易降解部分)。只盯COD,会得出"负荷够用"的错误结论,然后不投碳源,出水TN就上去了。
误区二:认为B/C低就是有毒物质进来了。 这两个现象容易混。有毒物质进来的特征是OUR(耗氧速率)骤降——正常污泥的比耗氧速率SOUR在1530 mgO2/(gVSS·h),中毒时能掉到5以下;而雨天碳源不足时,SOUR是缓慢下降到1015,不会断崖。雨天遇到B/C低,花20分钟做个SOUR测试就能分清。
误区三:投碳源投得太早。 雨峰刚到那半小时,进水里还有前面冲刷带来的一点易降解物质,硝态氮浓度也还没升上来。这时候投乙酸钠,一半浪费在好氧区。要等缺氧池出口硝态氮实测超过6~8 mg/L再投。
实践建议
雨季化验频次调整:进水COD和BOD5的对应关系每周做一次校核,同时增加"溶解性COD"这个项目(滤膜过滤后测),建立本厂的雨天B/C经验曲线。有了这条曲线,以后看COD就能大致推BOD,不用每次等5天。
碳源投加按缺氧池末端硝酸盐氮实测值控制,不按进水COD控制。目标是缺氧池出口NO3-N降到2
4 mg/L。乙酸钠(含量25%)的投加量按每去除1 kg NO3-N投1518 kg药剂估算,投加点放在缺氧池进口后1/4处,避免短流直接跑到好氧区。除磷备好化学补充。雨天生物除磷指望不上,PAC或者聚合硫酸铁的投加量要提前算好并做烧杯试验。经验值:出水TP每要多降0.3 mg/L,PAC(10%Al2O3)投加量约增加12~18 mg/L。注意雨天碱度已经被稀释,铝盐铁盐投多了pH会掉,要盯着出水pH不低于6.5。
出水色度异常时,先取样过0.45 μm膜,滤前滤后各测一次色度。滤后色度还高,就是溶解性腐殖质,不用去折腾消毒系统和二沉池。
长远看,把初期雨水收进调蓄池、错峰进厂,是解决这个问题最经济的办法。调蓄池里静置4~8小时,颗粒态腐殖碎屑能沉掉30%~50%,回流时再跟旱天污水混合,B/C能回到0.35以上。