出水不達標?涉及COD、氨氮、TN……
來源:抖阴app成人環(huán)保 發布時間:2022-02-08
在汙水處理過程中,會遇到各種各樣的汙水問題,比如:COD、氨氮、TN、SS等出(chū)水指標不(bú)達標,因生化處理的原理都是相同的,所以本文以生活汙水作為研究藍(lán)本的,來總結運營過(guò)程中會遇到出水(shuǐ)不達標的問題!
1、有機物超標
傳統活(huó)性汙(wū)泥工藝的主(zhǔ)要功效是去除城市汙(wū)水中的有(yǒu)機汙染物質,設計與運(yùn)行良好的活性汙泥工藝,出水BOD5和SS均可小於20mg/L。
影響有機(jī)物處理(lǐ)效果的因素主要有:
1、營(yíng)養物
一般城市汙水中的(de)氮磷等營養元素都能夠滿足微生物需要,且過剩很多。但工業廢(fèi)水(shuǐ)所占比例較大時,應(yīng)注意(yì)核算碳、氮(dàn)、磷的比例是否滿足100:5:1。如果汙水中缺(quē)氮,通常可投加(jiā)銨鹽。如(rú)果汙水中缺(quē)磷,通常可投加磷酸或磷酸鹽。
2、pH
城(chéng)市汙水的pH值是呈中性,一般為6.5~7.5。pH值的微小降低可能是由於城市汙水輸送(sòng)管道(dào)中的(de)厭氧發酵。雨季時較大的pH降低往往是城市(shì)酸(suān)雨造成的,這種情況在合流製係(xì)統中尤為突出。pH的突然大幅度變化,不論是升高還是降低,通常都是由(yóu)工業廢(fèi)水的大量排入造成的。調(diào)節汙水pH值,通常是投加氫氧化鈉或硫酸,但這將大大增(zēng)加汙水處理成本。
3、油脂
當汙(wū)水中油類物質含量較高時,會使(shǐ)曝氣設備的曝氣效率降低,如不增加(jiā)曝氣量就(jiù)會使處理效率降低,但增加(jiā)曝氣(qì)量勢必增加汙(wū)水處理成本(běn)。另外(wài),汙水中較高的油(yóu)脂含量還會降低活性(xìng)汙泥的沉降性能(néng),嚴重時會成為汙泥膨脹的原因,導致出水SS超標。對油類物質含量較高的進水,需要在預處理段增加除油裝置。
4、溫度
溫度對活性汙泥工藝的影響是很廣泛的。*先(xiān),溫度(dù)會影響活性汙泥中微(wēi)生(shēng)物的活性,在冬季溫度較低時,如(rú)不采取(qǔ)調控措施,處理效果會下降。其次,溫度(dù)會影響二沉池的分(fèn)離性能,例(lì)如溫度變化會使沉澱池產(chǎn)生異重流,導致短流;溫度降低會使活性汙泥由於粘度增大而降低沉降性能;溫度變化會影(yǐng)響曝氣係統的效(xiào)率,夏季溫度升高時,會由於溶解氧飽和濃度的降(jiàng)低,而使充氧困(kùn)難,導致曝氣效率的下降,並會使空氣密度(dù)降低,若要(yào)保證供氣量不(bú)變,則必須增大供氣量。
2、氨氮超標(biāo)
汙水中氨氮的去除主要(yào)是在傳統活性汙泥法工藝(yì)基礎上采用硝(xiāo)化工藝,即采用延時曝氣,降低係統負荷。
導致出水(shuǐ)氨氮超標的原因涉及許多方麵,主要有:
1、汙泥負荷與汙泥齡
生(shēng)物硝化屬低負荷工藝,F/M一般在0.05~0.15kgBOD/kgMLVSS·d。負荷越低,硝化進行得越充分,NH3-N向NO3--N轉化的效率就越高。與低負荷相(xiàng)對應,生物硝化係統的SRT一般較長,因(yīn)為硝化細菌世代周期較長,若生物係統的汙泥停留時(shí)間過短,即(jí)SRT過短(duǎn),汙泥濃度較低時,硝化細菌就培養不起來,也就得不到硝(xiāo)化效果。SRT控製在(zài)多(duō)少,取決(jué)於溫度等因素。對於以脫氮為主要(yào)目的生物係統(tǒng),通常SRT可(kě)取11~23d。
2、回流比
生物硝化係統的回流比一般較傳統活性汙泥工藝大,主要是因為生物硝化(huà)係統的活性汙泥混合液中已含有大量的硝酸鹽,若回流比太小,活性汙泥在二沉池的停(tíng)留時間就較長,容易產生反硝化,導致汙泥上浮。通常回流比控製在50~100%。
3、水力停留時(shí)間
生物(wù)硝化(huà)曝氣池的水力停留時間也較(jiào)活性汙泥工藝長,至少應在8h以上。這主要是因為硝化速率較有機汙染物的去(qù)除率低得多,因而需要更長的反應時間。
4、BOD5/TKN
TKN係指水中有機氮與氨氮之和(hé),入流汙水中BOD5/TKN是影(yǐng)響硝化效果的一個重要因素。BOD5/TKN越(yuè)大(dà),活性汙泥中硝化細菌所占的比例越小,硝化速率就越小,在同樣(yàng)運行條件下硝化效率就越低;反之,BOD5/TKN越(yuè)小,硝化效率越高。很多城市汙水處理廠(chǎng)的運行實踐發現,BOD5/TKN值*佳範圍為2~3左右。
5、硝化速率
生物硝化(huà)係統(tǒng)一個專門的工藝參數是硝化速率,係指單位重量的活性汙泥(ní)每天轉化的氨氮量。硝化速(sù)率的大小取決於活性(xìng)汙泥(ní)中(zhōng)硝化細菌所占的比例,溫度等很(hěn)多因素,典型值(zhí)為0.02gNH3-N/gMLVSS×d。
6、溶解氧
硝化細菌為專性好氧菌,無氧時即停止生命活(huó)動,且硝化細菌的攝氧速率較分解有機物的細菌低得多(duō),如果不保持充足的氧量,硝化細菌將“爭奪”不到所需要的(de)氧。因此,需保持生物池好氧(yǎng)區的溶(róng)解(jiě)氧(yǎng)在2mg/L以上,特殊(shū)情況(kuàng)下溶解氧含量還需提高。
7、溫度
硝化細菌對(duì)溫(wēn)度的變化(huà)也很敏感,當汙水(shuǐ)溫度低於15℃時(shí),硝化速率會明(míng)顯下(xià)降,當汙水溫度(dù)低於5℃時,其生理活動會(huì)完全停止。因此,冬(dōng)季時汙水處理廠特別是北方地區的汙水處(chù)理廠出水氨氮超標的現象較為明(míng)顯。
8、pH
硝化細菌(jun1)對pH反應很敏感,在pH為8~9的範圍內,其生物活性*強(qiáng),當pH<6.0或>9.6時,硝化菌的(de)生物活性將(jiāng)受到抑(yì)製並趨於停止。因此,應盡(jìn)量控製生物硝化係統的混合液pH大於7.0。
3、總氮超標
汙水脫氮是在生物硝化工藝基礎上,增加生物(wù)反硝化工藝(yì),其中反硝化(huà)工藝是指汙水中的硝酸鹽(yán),在缺氧條(tiáo)件下,被微生物(wù)還原為氮氣的生化(huà)反應(yīng)過程。
導致出水總氮(dàn)超標的原因涉及許多方麵,主要有(yǒu):
1、汙泥負荷(hé)與汙泥齡
由於生物(wù)硝化是生物反硝化的前提,隻(zhī)有(yǒu)良好的(de)硝化(huà),才能獲得高效而穩定的的反硝化。因而,脫氮係(xì)統也必須采用低負荷或超低負荷,並采用(yòng)高汙(wū)泥齡。
2、內外回流比
生物反(fǎn)硝化係統外回流比較單純生(shēng)物硝化係統要小些,這主要是入流汙水中氮絕大部(bù)分已被(bèi)脫去,二沉池中(zhōng)NO3--N濃度不(bú)高。相對來說,二沉池由於反硝化導致汙泥(ní)上浮的危險性已很小(xiǎo)。另一方麵,反硝化係統汙泥沉速較(jiào)快,在保證要求回流汙泥濃度(dù)的前提下,可以降低回流比,以便延長汙水在曝氣池內的停留時(shí)間。
運行良好的汙水處理廠(chǎng),外(wài)回流比可控製在50%以下。而內回流比一般控製在300~500%之間。
3、反硝化速率
反硝化速率(lǜ)係指單位活性汙泥每天反硝化(huà)的硝酸鹽量。反硝化速率與溫(wēn)度等(děng)因素有關,典(diǎn)型值(zhí)為0.06~0.07gNO3--N/gMLVSS×d。
4、缺氧區溶解氧
對反硝化來說,希望DO盡量(liàng)低,*好是零,這樣反硝化細菌可以“全力(lì)”進行反硝化,提高脫氮效率。但從汙(wū)水(shuǐ)處理(lǐ)廠的實際運營情(qíng)況來看,要把缺氧區的DO控製在0.5mg/L以下,還是有困難的,因此也就影響了生物(wù)反硝(xiāo)化的過程,進而影響出水總氮(dàn)指標。
5、BOD5/TN
因為反硝化細菌是在分解有機物的過程中進(jìn)行反硝化脫(tuō)氮的,所(suǒ)以進(jìn)入缺氧區的汙水中必須有充足的有機物,才能保證反硝(xiāo)化的順利進行。由於目前許(xǔ)多汙水處理廠配套管網建設(shè)滯後,進廠BOD5低於設計(jì)值,而氮、磷等指標(biāo)則相當於或高於設計值,使得進水碳源無法滿足反硝化對碳源的需求(qiú),也導致了出水總氮超標的情況時有發(fā)生。
6、pH
反硝化細菌對pH變化不如硝(xiāo)化細菌敏感,在pH為6~9的(de)範圍內(nèi),均(jun1)能進行正常的生理代謝,但生(shēng)物反硝化的*佳pH範(fàn)圍為6.5~8.0。
7、溫度
反硝化細菌對溫度變化雖不如硝化細菌那麽敏感,但反(fǎn)硝化效果(guǒ)也會隨溫度變化而變化。溫度越高,反硝(xiāo)化速率越高,在30~35℃時,反硝化速率增至(zhì)*大。當低於15℃時,反硝(xiāo)化速率將明顯降低,至5℃時,反硝化將趨於(yú)停止。因此,在冬季要保證脫氮效果,就必須增(zēng)大SRT,提高汙泥濃度或增(zēng)加投運池(chí)數。
4、總磷超標(biāo)
城市汙(wū)水處理廠除磷主要是(shì)依靠生物除磷,即(jí)在好氧段前增加(jiā)厭氧段,使聚磷菌交替處於(yú)厭氧和好氧狀態,實現磷酸鹽的釋放與吸收,並通過排放剩餘汙泥來(lái)達到除磷目的。在(zài)生(shēng)物除磷難以達標的條件下(xià),還可以(yǐ)考慮投加化學藥劑來輔助除磷。化學除磷主要是通過混凝、沉澱和過濾等(děng)方法(fǎ)使磷成為不溶性的固體沉澱物,從汙水(shuǐ)中分離出來。
導致生(shēng)物(wù)除磷(lín)出水總磷超標的原因涉及許多方麵,主要有:
1、汙泥負荷與汙泥齡
厭氧-好氧生物除磷工藝是一種高F/M低SRT係統。當F/M較(jiào)高,SRT較低時,剩餘汙(wū)泥排放量也就較多。因而(ér),在汙泥(ní)含磷量一定的條件下,除磷量(liàng)也就越多,除磷效果越好。
對於以(yǐ)除磷為主要目的生物係統,通常F/M為0.4~0.7kgBOD5/kgMLSS×d,SRT為3.5~7d。但是,SRT也不能太低,必須以保證BOD5的有效去除為前提。
2、BOD5/TP
要保證(zhèng)除磷效果,應控製進入厭氧區的汙水中BOD5/TP大於20。由於聚磷酸菌屬不動菌屬,其生理活動(dòng)較弱,隻能攝取有機物中(zhōng)極易分解的(de)部分。因此,進(jìn)水(shuǐ)中應保證BOD5的含量,確保聚磷酸菌(jun1)正常的生(shēng)理(lǐ)代謝。但許多城(chéng)市汙水處理廠實際進水存在碳源偏低,氮、磷等濃度(dù)較高等(děng)現象,導致(zhì)BOD5/TP值無法滿足生物除(chú)磷的需要,影響了生物除磷的效果。
3、溶解氧(yǎng)
厭氧區應保持嚴(yán)格厭氧狀態,即溶解氧低於0.2mg/L,此時聚磷菌才能進行磷的有效釋放,以(yǐ)保證後續處理效果。而好氧區(qū)的溶解氧需保持在2.0mg/L以上,聚磷菌才能有效吸磷(lín)。因此,對於(yú)厭氧區和好氧區溶解氧的控製(zhì)不當,將會(huì)極大(dà)影響生物除磷(lín)的效果。另外,有些汙水處理廠的進水為河道水,汙水(shuǐ)中溶解氧含量較高,若直接進入厭氧(yǎng)區,則不利於厭氧(yǎng)狀態的控製,影(yǐng)響了聚磷菌放(fàng)磷效果。
4、回(huí)流比
厭氧-好氧(yǎng)除磷係統的的回流比不宜太低,應保持足夠的回流比,盡快將二沉池內的汙泥排出,防止聚磷菌在二沉池內遇到厭氧環境發(fā)生磷的釋放。在保證快速排泥的前提下,應盡量降低回流比,以免縮短汙泥在(zài)厭氧區的實際停留(liú)時間,影響磷的釋放。
在厭氧-好氧除磷係統(tǒng)中,若汙泥沉降性能良(liáng)好(hǎo),則回流比(bǐ)在50~70%範(fàn)圍內,即可保證快速排泥。
5、水力停留時間
汙水在厭氧區的水力停留時間一般在1.5~2.0h的(de)範圍(wéi)內。停留時間(jiān)太短,一是不(bú)能保(bǎo)證磷的有效釋放,二是汙泥中的兼性酸化菌不能充分(fèn)地將汙水中的大分(fèn)子有機物分解成低級脂肪酸,以供聚磷菌攝(shè)取,從而也影(yǐng)響(xiǎng)了磷(lín)的釋放。
汙水在好氧區的停留時間一般在4~6h,這樣即可保證磷的充分吸收。
6、pH
低pH有利於磷的釋放,高pH有利於磷的(de)吸(xī)收,而除磷(lín)效果(guǒ)是磷釋放和吸收的綜合(hé)。因此(cǐ)在生物除(chú)磷係統(tǒng)中,宜將(jiāng)混合液的pH控製在6.5~8.0的範圍內。
由於對出水總磷指(zhǐ)標要求的不斷提高,除生物除磷外,化學(xué)除磷也得到越來越(yuè)多地應用。但化學除磷在提高除磷效果(guǒ)的同時,也會因(yīn)投加化學(xué)藥劑而使剩(shèng)餘汙泥量大大增加,進而增加汙泥處理量與泥餅處置量。
實際中應根據實驗來確定化學藥劑的投加點與投加量,並及時調整(zhěng),確保出水磷含量穩定達標,並盡可能降低藥耗(hào)。
5、懸(xuán)浮物超標
出水(shuǐ)中的懸浮物指標是否達標,主要取決於生物係統汙泥的質量是(shì)否良好(hǎo)、二沉池的沉澱效果以及汙(wū)水處理廠的工藝控製是(shì)否(fǒu)恰當。
造成二沉池出水懸浮物超標的原因有以下幾個方麵:
二沉(chén)池設計參數是否選擇恰當(dāng)是出水懸(xuán)浮固體指標會否超標的重要因素。許多城市汙(wū)水處理(lǐ)廠(chǎng)在設計(jì)之初,為節約建設成本,將水力停留時(shí)間大大縮短,並盡量提高其水力表麵負荷,造成運行(háng)時二沉池經(jīng)常出現翻泥現象(xiàng),致使出水懸浮固體超標。
另外,某些汙水處理(lǐ)廠由於實際工藝(yì)調整需要,需將生物池汙泥濃度控製在較高的水平時,也會造成二沉池固體表麵負荷過大,影響出水水質。因此,一般(bān)認為應對二(èr)沉池的(de)這幾個(gè)工藝參數的設置留有較大(dà)的餘地,以(yǐ)利於(yú)汙水處理廠(chǎng)工藝的控製與調整。
一(yī)般來說,影響沉(chén)澱池沉澱效(xiào)果的主要工藝參數為水力停留時間、水力表麵負荷和汙泥(ní)通量。
1、二沉池水力停留時間
汙水在二沉池(chí)的水力停留時間長短,是(shì)二沉池運(yùn)行的(de)重要參數。隻有(yǒu)足夠的停留時間,才能保證良好的絮凝效果,獲得較高(gāo)的沉澱效(xiào)率(lǜ)。因此,建議(yì)二沉(chén)池的水力停留時間設置在3~4h左右。
2、二沉池水力表麵負荷
對於一座沉澱池來說,當進水量一定時,它所能(néng)去除(chú)的顆粒的大小也是一定的。在所能去除的這些顆粒中,*小的那個顆粒的沉速正好等於這座沉澱池的水力表麵負荷(hé)。因此,水力表麵負荷越小(xiǎo),所能去除的顆粒就越多,沉(chén)澱效率就越高,出水懸浮物的指標就(jiù)越低(dī)。設計二沉(chén)池(chí)較小(xiǎo)的水力表麵負荷,有利於(yú)汙泥等懸浮固體的有效沉澱。一般建議二沉池的水力表(biǎo)麵負荷控製在(zài)0.6~1.2m3/m2×h。
3、二沉池固體表麵負荷
二沉池的固體表(biǎo)麵負荷的大小(xiǎo),也是影響二沉池沉澱效果的重要因素(sù)。二沉池的固體表麵負荷越小,汙泥在二沉池的(de)濃縮效果(guǒ)越好。反之,則(zé)汙(wū)泥在二沉池的濃縮效果越差。過大的固體表麵負荷會造成二沉池泥麵過(guò)高,許多汙泥絮體(tǐ)來不及沉澱就隨汙水流出,影響出水懸浮物指標。一般二沉池(chí)固體表麵負荷*大不宜超過150kgMLSS/m2×d。
4、活性汙泥(ní)質量
活性汙泥質量的(de)好壞是影響出水懸浮(fú)物是否超標的重要因素。高質量的活性汙泥主(zhǔ)要體現在四個方麵(miàn):良好的吸附性能(néng),較高的生物活性,良好的沉降性能以及良好的濃縮性能。
膠體狀態(tài)的汙染物*先(xiān)必須被吸附到活性汙(wū)泥絮(xù)體(tǐ)上,並進一步被吸附到細菌表麵附(fù)近才能被分解代謝(xiè),因(yīn)而吸附性能較差的活性汙泥去除膠態汙染物質的(de)能力也差(chà)。活性汙泥的(de)生物活性係指汙(wū)泥絮體(tǐ)內的微生物分解代謝有機汙染物的(de)能力,生物活(huó)性較差的活性汙(wū)泥去除有(yǒu)機汙染物的速度必然較慢。
隻有(yǒu)沉(chén)降性能良好的活性汙泥才能在二沉池得以(yǐ)有效(xiào)地泥水分離。反之,如果(guǒ)汙泥沉降性能惡化,分離效果必然降低,導致(zhì)二沉池出水渾濁,SS超標,嚴重時還可能導致活性汙泥的大量流失,使係統內(nèi)生物量(liàng)不足,繼而又影(yǐng)響對(duì)有機汙染物的分解代謝效果。隻有活性汙泥具有良好的濃縮性能(néng),才(cái)能在二沉(chén)池得到較(jiào)高的排泥濃度。反之,如果濃縮性能較差,排泥濃(nóng)度降低,就要保證足夠的回流(liú)汙泥量,提高回流比。但是,提(tí)高回流比會縮短汙水在曝氣池的實際(jì)停留時(shí)間,導(dǎo)致曝(pù)氣時(shí)間不足,影響處理(lǐ)效果。
5、進水SS/BOD5
生物(wù)係(xì)統活性汙泥中MLVSS比(bǐ)例與進水SS/BOD5有很大的關係(xì),當(dāng)進水SS/BOD5高時,生物係統活性汙泥中(zhōng)MLVSS比例則低,反之則高。根據運行經驗來看,當SS/BOD在1以下時(shí),MLVSS比例可以維持在50%以上,當(dāng)SS/BOD5在5以上時,VSS比例將會下降到20~30%。當活性(xìng)汙泥中MLVSS比例較低時,為了保證硝化效果係統就必須維持較高的泥齡,汙泥老化情況較明顯,導致出水SS超標。
6、有(yǒu)毒物質
入流汙(wū)水中含有強酸、強堿(jiǎn)或重金屬等有毒物質將會使活性(xìng)汙泥中毒,失去處理功效,嚴重的甚(shèn)至(zhì)發(fā)生汙泥解體,造成汙泥無法沉澱,出水懸浮物超標。解決活性汙泥中毒問題的(de)根本辦法就是加強對上遊汙染源的管理。
7、溫度(dù)
溫度對活性(xìng)汙泥工藝的影響是(shì)很廣(guǎng)泛的。*先,溫度會影響活性汙(wū)泥中微生物的活性(xìng),冬季溫度較低時,如不(bú)采取調控措施,處理效果(guǒ)會下降。其次,溫度會(huì)影響二沉池的的分離功能。如溫度的變化會使二沉池產生異重流,導致短流現象發生;溫度降低時,會使活性汙泥由(yóu)於黏度增大而(ér)降低(dī)沉降性能(néng)等。