全康環(huán)保:對于哲學(xué)來(lái)說(shuō)，物質(zhì)不滅是最基本的內容之一，物質(zhì)不僅從數量上說(shuō)是不滅的，它從質(zhì)量上說(shuō)也是不滅的。物質(zhì)本身具有不斷轉化的能力和條件。任何個(gè)別事物都不是從“無(wú)”中產(chǎn)生的，而是從它物轉化而來(lái)的事物的滅亡也并非變?yōu)椤盀跤小?，而是轉化別的物質(zhì)形態(tài)?？梢哉f(shuō)世界正是因為這條基本原理而存在的，所以在污水廠(chǎng)的運行中也是同樣適用的，但是在很多時(shí)候，污水廠(chǎng)的管理人員往往忘記了這條最基本的原理。公眾號今天就和大家探討下物質(zhì)不滅在污水廠(chǎng)中的應用。

在污水廠(chǎng)中最容易和這個(gè)基本理論違背的就是運營(yíng)人員對剩余污泥排放的控制管理工作。污水廠(chǎng)的一些管理人員都比較忽視剩余污泥的管理工作，一般都認為只要出水良好就好了，剩余污泥隨便排就可以了，反正污染物都去除了，廠(chǎng)內就沒(méi)什么問(wèn)題了。這其實(shí)是對這個(gè)理論的不明確造成的。污水廠(chǎng)沒(méi)有把污染物質(zhì)去除，污水廠(chǎng)只是利用微生物降解污染物的自然原理，把污染物質(zhì)轉換了，并沒(méi)有憑空消失掉的。

污水處理是利用微生物對污水中的有機污染物質(zhì)降解，吸收自身所需要的營(yíng)養物質(zhì)，從而生長(cháng)繁殖的過(guò)程。比如異養型微生物會(huì )在好氧條件下，對水中的有機物降解，污水處理理論上的有機物降解過(guò)程如下圖所示，要注意紅圈圈住的部分，除了產(chǎn)生能量，以及代謝產(chǎn)物水，CO2，NH3以外，還有一部分變成了細胞合成物質(zhì)，增加了細胞物質(zhì)。這也就是說(shuō)，微生物在降解有機物的過(guò)程中，污水中的有機物有三種去向，一種變成為活性污泥中微生物生存的能量；一種變成微生物生長(cháng)活動(dòng)中的代謝產(chǎn)物，水、CO2、NH3等；一種就是繼續合成新的細胞，產(chǎn)生更多的微生物。從這個(gè)微生物降解有機物的模式圖可以看到污水廠(chǎng)內的有機物沒(méi)有憑空消失，只是轉化了，轉化為幾種形式，當然我們希望它轉化成能量，水、CO2、NH3是最好的了，但是微生物是要不斷生長(cháng)代謝才會(huì )產(chǎn)生和消耗能量，這也就是必須有很大一部分污水中的有機物轉化為細胞合成物質(zhì)，增加了活性污泥中的微生物的數量。

因此可以很明確的知道污水廠(chǎng)在處理每日進(jìn)入廠(chǎng)內的污水中有機物的時(shí)候，通俗的說(shuō)處理進(jìn)水中的COD（或者BOD）的時(shí)候，每天都是要產(chǎn)生新生的微生物的，這些微生物每天都在增加了活性污泥的量，而從污水廠(chǎng)的管理宏觀(guān)上講，就是污泥濃度在不斷上升，這必須要通過(guò)剩余污泥的排放來(lái)將這部分增加的污泥量排放到系統外，其實(shí)也就是把進(jìn)入到污水廠(chǎng)的大部分有機物以剩余污泥形式排放到系統外，這就是有機物的物質(zhì)不滅原理在污水廠(chǎng)的體現。

除了有機物以外，污水廠(chǎng)內的其他的污染物質(zhì)也一樣存在物質(zhì)不滅的原理。最突出就是SS，懸浮固體特別是不揮發(fā)的懸浮無(wú)機顆粒，在污水廠(chǎng)中是絕對不會(huì )憑空消失的，微生物是無(wú)法對無(wú)機顆粒進(jìn)行降解的，這也就是說(shuō)在雨污合流的污水管網(wǎng)體系中，雨季期間帶入大量的無(wú)機泥沙，是一定要通過(guò)污水廠(chǎng)的各種處理構筑物處理掉的。比如在預處理段的沉砂池內的無(wú)機砂粒的去除、在生化處理段的無(wú)機比例較高的剩余污泥的排放、在深度處理段混凝劑投加后生成的化學(xué)絮凝體結合污泥顆粒生成的化學(xué)污泥的排放等。進(jìn)水的SS從數百mg/L到10mg/L以?xún)?，這部分SS沒(méi)有憑空消失，只是在污水廠(chǎng)的各個(gè)處理階段轉化成了各種污泥，最終通過(guò)污泥脫水機脫水成泥餅外運出去。這就是污水廠(chǎng)內SS的物質(zhì)不滅原理的體現。

城市污水中的TP對于微生物細胞來(lái)說(shuō)是產(chǎn)生能量和構成細胞的的物質(zhì)，但是它的去除除了微生物細胞本身所需的極少的一部分之外，大部分都要通過(guò)聚磷菌本身大量聚集的磷以后隨著(zhù)剩余污泥排出系統外，如果是化學(xué)除磷，根據化學(xué)除磷的基本原理，要生成含磷的沉淀物質(zhì)進(jìn)行去除，這都是要通過(guò)排放化學(xué)污泥來(lái)實(shí)現的。磷的去除也不是在污水廠(chǎng)里憑空消失的，而是通過(guò)剩余污泥的排放來(lái)實(shí)現，如果統計的手段足夠精準，是可以實(shí)現污水廠(chǎng)內的磷的物料平衡的，這也是污水廠(chǎng)內TP的物質(zhì)不滅。

總氮的去除，運行人員都比較明確了，通過(guò)兩步反應完成以后，最終變成氮氣釋放到空氣中去，這個(gè)過(guò)程進(jìn)水的含氮物質(zhì)大部分是變成氮氣的，也就是氮物質(zhì)沒(méi)有消失，是轉化成氮氣釋放了。特別要強調的是，除了轉化成氮氣釋放的一部分以外，根據微生物的構成比例C:N:P=100：5：1的比例關(guān)系，還有一部分氮也組成了微生物細胞，成為活性污泥的一部分，所以通過(guò)剩余污泥也是可以去除一部分氮的。在一些污水廠(chǎng)中發(fā)現將剩余污泥臨時(shí)排入到廠(chǎng)內構筑物內后，長(cháng)期放置以后這部分污泥的總氮總磷是非常高的，這主要都是來(lái)自于進(jìn)水的氮合成到了活性污泥內部，濃縮后就使這些放置的剩余污泥總氮變得很高，檢測的數值高達200mg/L的總氮，這也正說(shuō)明了進(jìn)水中的總氮一部分變成氮氣釋放，一部分成為剩余污泥中的微生物的組成部分。污水廠(chǎng)的總氮也是物質(zhì)不滅的，沒(méi)有憑空消失掉。

無(wú)論哪一種污水的污染組分，在污水廠(chǎng)內都是有跡可循的，都沒(méi)有憑空消失，都只是從一種形態(tài)轉化成為另外一種形態(tài)，而最常見(jiàn)的是轉化到活性污泥中，污水廠(chǎng)需要通過(guò)排放剩余污泥來(lái)把這些污染物質(zhì)從系統中最終排出去，污水廠(chǎng)不是一個(gè)把污水中污染組分變魔術(shù)一樣消失的場(chǎng)所，它只是把污染物質(zhì)轉化，集中，濃縮到污泥里去的一種工藝場(chǎng)所。對于污水廠(chǎng)的技術(shù)管理人員要清楚的認識到這一點(diǎn)，及時(shí)有效的排放剩余污泥，是每個(gè)污水廠(chǎng)運行管理最重要的工藝管理內容。

同理大家可以推演下，現階段每個(gè)污水廠(chǎng)投加了大量的化學(xué)藥劑來(lái)去除總磷總氮，根據物質(zhì)不滅的基本原理，這些藥劑并沒(méi)有消失，那它去哪里了呢？一些變成了水和二氧化碳（投加的碳源），剩余部分當然是在污泥里面，所以當污水廠(chǎng)投加藥劑的時(shí)候，無(wú)形中是在支出兩份資金，一份是藥劑本身的費用，另一部分是把這些藥劑變成的污泥再從系統里脫水外運的污泥處置費用。

延伸閱讀：

污水廠(chǎng)的基本理論（一）

污水廠(chǎng)的基本理論（二）――水往低處流