What’s 内回流？（下）
上一篇公众号和大家讨论了什么是内回流，内回流的来龙去脉等内容，通过了解内回流的来源以后，工艺人员可以在日常的管理中对其作用有深刻的了解，并对其进行密切观察以保持内回流系统的稳定运行。但是在生物脱氮工艺管控中，仅仅保持其稳定运行还是远远不够的，适当的通过内回流泵的变频及投用台数来控制内回流量，以达到反硝化区的生物脱氮的效果，是每个污水厂需要做到的生物脱氮的工艺管控。内回流量怎么控制才能发挥更好的生物脱氮效果？这一篇将结合上一篇内容，和大家一起讨论内回流比的内容。
内回流的流量和进水水量的比例关系，称为内回流比，为了和外回流比R进行区别，内回流比一般用r来表示。在污水厂的运营管理人员中，对内回流比r的数值确定，一般从设计说明，或者其他的一些相关文献资料上，都看到内回流比r在2~4（也有用百分比来计量的，在200~400%）之间，但是有没有认真想过为什么内回流比r是2~4（200%~400%），而不是外回流的1（100%）呢？
要分析内回流比的取值问题，就要回到生物脱氮的基本原理上来，从上一篇公众号的介绍内回流的作用是为了保证生物脱氮流程中反硝化流程提前以后补充缺氧区的硝酸盐浓度的，内回流的大小就是调整了反硝化区的硝酸盐浓度的高低。反硝化区作为生物脱氮的最后一个步骤，运行人员希望尽可能的将所有好氧区产生的硝酸盐实现了反硝化转化成氮气释放出去，从而保证出水总氮的达标，那就需要调整内回流的量。
从污水厂的生物脱氮运行角度，进水的总氮和出水的总氮，反硝化所去除的硝酸盐氮之间，可以得出一个氮在污水厂内的平衡关系。为了使我们更好的理解污水厂的氮平衡，需要简化下面的一些关系：
1、进水中的有机氮全部转化，生活污水厂内的有机氮本身含量不高，在污水管网的流动和污水厂的生物厌氧过程中，大部分有机氮已经转化，为了简化氮平衡，在计算中，不考虑有机氮的转化问题。
2、微生物生长过程中的本身合成所需的氮不进行考虑，也就是说活性污泥的同化作用（活性污泥微生物自我生长消耗）所需要的氮不去统计，这部分氮存在，但是在进水总氮较高的地区，这部分作用去除的总氮所占比例很小，一般不去进行计算。
3、假设出水中总氮主要以氨氮和硝酸盐氮为主，有机氮和亚硝酸氮假设在整个生化过程中都得到了完全的处理，不存在这两种过程产物。
4、假设进水总氮中，氨氮占了很大比例，硝态氮很少，在平衡计算中，不考虑进水中的硝态氮的数量。
有了这四个简化及假设以后，根据物料平衡的计算，在好氧区所产生的硝酸盐最终分布在出水、内回流、外回流中，根据这个推理，可以得出污水厂内氮的平衡关系式来：
Q NO3-=Q Ne+rQ Nr+RQ NR
其中：
进水流量：Q
外回流比：R
内回流比：r
在好氧区产生的硝酸盐：NO3-
出水中的硝酸盐氮：Ne
外回流中的硝酸盐氮：NR
内回流中的硝酸盐氮：Nr
在这个关系式中，要注意出水中的硝酸盐氮Ne，外回流中的硝酸盐氮NR, 内回流中的硝酸盐氮Nr，这三者的关系，内回流和外回流本质上都是从曝气池好氧末端流出的混合液，而出水也是从曝气池末端流出的，硝酸盐在这三者中没有分别，也就是说它们的浓度其实是一样的，因此这三者我们可以简化成一个值，上面的关系式就可以变成：
Q NO3-= Ne（Q+rQ +RQ）= NeQ（1+r+R）
也就是说： NO3- =Ne(1+r+R)
这样就可以推导出内回流比的计算公式了：
在内回流的比例计算上，外回流比R采用传统数值1，好氧池产生的硝酸盐氮可以认为是进水总氮全部转化成硝酸盐氮，出水硝酸盐氮可以认为是出水总氮中抛除出水氨氮的剩余部分，一般出水氨氮以0~5mg/L计算，出水总氮以15mg/L为标准，出水的硝酸盐氮就是为10~15mg/L之间，这样可以得出最后的内回流比的确定数值：
从这个公式可以看出，由于受到出水水质TN的国家标准15mg/L的控制，当进水的总氮在40~60mg/L时，内回流比要在2左右，这也是全国普遍污水厂的进水氨氮区间，因此为了保证好氧区产生的所有的硝酸盐都回到反硝化区进行处理，内回流比要保持在2以上。如果进水的总氮更高，在60mg/L以上，就需要内回流比控制在4或者4以上了。但是由于内回流比如果控制的过高，会造成好氧末端的溶氧随着内回流带回到反硝化区，造成反硝化区内的溶氧过高，因此在调大内回流的同时，一定要严格控制好氧出水的溶解氧，以保障反硝化反应的正常运行。根据这个公式当进水水质的总氮越高，内回流比就需要控制的越高，才能将所有的硝酸盐氮回到反硝化区，满足生物脱氮的要求。当然如果污水厂进水水质中总氮甚至低于出水的15mg/L的标准，已经达标，就不能再适用这个公式来计算了，这个公式是基于出水的指标为15mg/L的 GB18918-2002的一级A标进行推算的。
内回流的原理是为了把好氧区所产生的硝酸盐氮带回到置于好氧区前端的反硝化区，那么内回流量的确定也就是以尽可能把好氧区所产生的全部的硝酸盐带回去来进行推算的，经过简化的推算可以得到内回流比与进水的TN浓度有直接的关系，在污水厂的生物脱氮的工艺控制中，根据进水总氮的浓度高低，来合理调控内回流比，是工艺管控的重要内容之一，希望通过内回流的这两篇文章，能和污水厂的各位运营人员共同探讨污水厂的生物脱氮工艺的管理。