出水不達標?我整理了全部影(yǐng)響因素!涉及COD、氨氮(dàn)、TN…
來源:科柏(bǎi)盛環保 發布時(shí)間:2022-09-08
在汙水處理過程中,會遇到各種各樣的汙水問題,比如(rú):COD、氨氮、TN、SS等(děng)出水指(zhǐ)標不達標(biāo),因生化處理的原理都是相同的,所以本文以(yǐ)生活汙水作為研究藍本的,來總結運營過程中會遇到(dào)出水不達標的問題!
一(yī)、有機物超標
傳統活性汙泥工藝的主要功效是去除城市汙水中的有機汙染物質,設計與運行良好的活性汙泥工藝,出水BOD5和SS均(jun1)可小於20mg/L。
影(yǐng)響有機物處理效(xiào)果的因(yīn)素主要有:
1、營(yíng)養物
一(yī)般城市汙水中的氮磷(lín)等營(yíng)養元素都(dōu)能夠(gòu)滿足微生(shēng)物需要,且(qiě)過剩很多。但工業廢(fèi)水所占比例較大時,應注意核算碳、氮、磷(lín)的比(bǐ)例是否滿足100:5:1。如果汙水中缺氮,通常(cháng)可投加(jiā)銨鹽。如果汙水中缺磷,通常可投加磷酸(suān)或磷酸鹽。
2、pH
城市汙水的pH值是呈中性,一般為6.5~7.5。pH值的微小降低可能是(shì)由於城市汙水輸送管道中的厭(yàn)氧發酵。雨(yǔ)季時較大的pH降低往(wǎng)往是城市酸雨造成的,這(zhè)種情況在合(hé)流製係統中尤為突出。pH的(de)突然大幅度變(biàn)化,不論是升(shēng)高還是降低,通(tōng)常都(dōu)是由工(gōng)業廢水的大量排入造成的。調節汙水(shuǐ)pH值,通常是投加氫氧化鈉或硫酸,但這將(jiāng)大大增加汙水處理成本。
3、油脂
當汙(wū)水中油類物質含量較高時(shí),會使曝氣設備的曝氣效率(lǜ)降低,如不增加曝氣量就會使處理效率降低,但增加曝氣(qì)量勢必增加汙水處理成本。另外,汙水中較高的油脂含量還(hái)會降低活(huó)性汙泥的沉降性(xìng)能,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(zhuāng)置。
4、溫度
溫(wēn)度對活性汙泥工藝的影響是很廣(guǎng)泛的。*先,溫度會影響活性汙泥中微生物的活性,在冬季(jì)溫度較低時,如不采(cǎi)取調控措施,處理效果會下降。其次,溫度會影響二沉池的分離性能(néng),例如溫(wēn)度變化會使沉澱池產(chǎn)生異重流,導(dǎo)致短(duǎn)流;溫(wēn)度降低會使活性汙泥由於粘度增大而降低沉降性能;溫度變化會影響曝氣係統的效(xiào)率,夏季(jì)溫度升高時,會由於(yú)溶解氧(yǎng)飽和濃度的降低,而使(shǐ)充氧困難(nán),導致曝氣效(xiào)率的下降,並會使空氣密度降低,若要保證供氣量不變,則必須增大供氣量。
二、氨氮超標
汙水中氨氮的去除主要是在(zài)傳統活(huó)性汙泥法工藝基礎上采用硝(xiāo)化工藝,即采(cǎi)用延時曝氣,降低係統負荷(hé)。
導致出水氨氮超標的原(yuán)因涉及許多方麵,主要有:
1、汙泥(ní)負荷與汙泥齡
生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(háng)得越充分,NH3-N向NO3--N轉化的效率就越高。與低負(fù)荷相對應,生物硝化係統(tǒng)的(de)SRT一般較長,因為(wéi)硝化細(xì)菌世代周期較長,若生物係統的汙泥(ní)停留時間過短,即SRT過短,汙(wū)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控製在多(duō)少,取決於溫度等因(yīn)素。對於以脫氮為主(zhǔ)要目的生(shēng)物係統,通(tōng)常SRT可取11~23d。
2、回流比
生物硝化係統的回(huí)流比一般較(jiào)傳統活(huó)性汙泥工藝大,主要是因(yīn)為生物硝化係統的活性汙(wū)泥混合液中已含有大量(liàng)的硝酸鹽(yán),若回(huí)流比太(tài)小,活(huó)性汙泥在(zài)二沉池的停留時間就較長,容(róng)易產生反硝化,導(dǎo)致汙泥上浮。通常回流比控製(zhì)在50~100%。
3、水力停留時間
生(shēng)物(wù)硝化曝氣池的水力停留(liú)時間也較活性汙泥工(gōng)藝長(zhǎng),至少應在8h以上。這主(zhǔ)要是因為硝(xiāo)化速率較有(yǒu)機汙染物的去除率低得(dé)多,因而需要更長的反應時間。
4、BOD5/TKN
TKN係(xì)指水中有機氮與氨氮之和,入流汙水中BOD5/TKN是影響硝(xiāo)化效果的一個重要因素。BOD5/TKN越大,活性汙泥中硝化細菌所占(zhàn)的比例(lì)越小,硝化速率就越(yuè)小(xiǎo),在同樣運(yùn)行條件下(xià)硝化效率就越低;反之,BOD5/TKN越小,硝化效率越高。很多城市汙水處理廠的運行實踐發現,BOD5/TKN值*佳(jiā)範圍(wéi)為2~3左右。
5、硝化速率
生物硝化係統一個專門(mén)的工藝參數是硝化速率(lǜ),係指(zhǐ)單位重量的活性汙泥每天轉化的氨氮量。硝化速率的大小取決於活性(xìng)汙泥中硝化細菌所占的比(bǐ)例,溫度等(děng)很多因素,典型(xíng)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動,且硝化細菌的攝氧速率較分解有機物的細菌低得(dé)多,如(rú)果不保持充足的氧量,硝化細菌將“爭奪”不到所需要的氧。因此,需保(bǎo)持生物池好氧區的溶解氧在2mg/L以上,特殊情況下(xià)溶解氧含量還(hái)需提高。
7、溫度
硝化細菌對溫度的變化(huà)也(yě)很敏感,當汙(wū)水溫度低於15℃時,硝化速率會明顯下降,當汙水溫(wēn)度低於5℃時,其生理活動會完(wán)全停止。因此,冬(dōng)季時汙水處理廠特別是北方(fāng)地區的汙水處理廠出水氨氮超標的(de)現象較為明顯。
8、pH
硝化細(xì)菌(jun1)對pH反應很敏感,在(zài)pH為8~9的範圍內,其生物活性*強,當pH<6.0或(huò)>9.6時,硝化菌的生物(wù)活性將受到(dào)抑製並趨於停止(zhǐ)。因此,應盡量控製(zhì)生物硝化係統的混合液pH大於7.0。
三(sān)、總氮超標(biāo)
汙水脫氮是在生物硝化工藝基礎上,增加生物反硝化工(gōng)藝,其中反硝化工藝是指汙水中(zhōng)的硝酸鹽(yán),在缺氧條件(jiàn)下,被微生物還原為氮氣(qì)的生化反應過程。
導致出水總氮超標的原因涉(shè)及許多方麵,主要有(yǒu):
1、汙泥負荷與汙(wū)泥齡
由於生物硝化是生物反硝化的前提,隻有良好的硝化(huà),才能獲得高效而穩定的的反硝化。因而(ér),脫氮(dàn)係統(tǒng)也必須采用低負荷或超低負荷,並采用高汙泥齡。
2、內外回流比
生物反硝化係統(tǒng)外回流比較單純生物硝(xiāo)化係統要小些,這主要是入流汙水(shuǐ)中氮絕(jué)大部分已被脫去,二沉池中NO3--N濃度不高。相(xiàng)對來說,二沉池由於反硝化導致汙泥(ní)上浮的危險(xiǎn)性已很小。另一方麵,反硝化係統汙泥沉速較快,在保(bǎo)證要求回流汙(wū)泥濃度的前(qián)提下,可以降低回流比,以便(biàn)延長(zhǎng)汙水在曝氣池內的停留時間。
運行良好的汙水處理廠,外回(huí)流比可控製在50%以下。而內回流比一般控(kòng)製在300~500%之間。
3、反(fǎn)硝化速率
反硝化速率係指單位活性(xìng)汙泥每天反硝化的硝酸(suān)鹽量。反硝化速率與溫度等(děng)因素有關,典型值為0.06~0.07gNO3--N/gMLVSS×d。
4、缺氧區溶解氧
對反(fǎn)硝(xiāo)化來說,希望(wàng)DO盡量(liàng)低,*好是零,這樣反硝化細菌(jun1)可以“全力”進(jìn)行反硝化,提高脫氮效率。但從汙水處理廠的實(shí)際運營情況(kuàng)來(lái)看,要把缺氧區(qū)的DO控製在0.5mg/L以(yǐ)下,還是(shì)有困(kùn)難的,因此也就影響了生物反硝化的(de)過(guò)程,進而影響出(chū)水總氮指標。
5、BOD5/TN
因為反硝化細菌是在(zài)分解有(yǒu)機物的過程中進行反硝化(huà)脫氮的,所以進入缺氧區的汙水(shuǐ)中必須有充足的有機物,才能保證反硝化的順利進行。由於目前許多(duō)汙水處(chù)理廠配套管網建設滯後,進廠BOD5低(dī)於(yú)設計值,而氮、磷等指標則相(xiàng)當於或高(gāo)於設計值,使(shǐ)得(dé)進(jìn)水碳源無法(fǎ)滿足反硝(xiāo)化對(duì)碳源的需求,也導致了出水總氮(dàn)超標(biāo)的情況時有發生。
6、pH
反硝化細菌對pH變化不如硝化細菌敏感,在pH為6~9的範圍內,均能進行正常的生理(lǐ)代謝,但生物反硝化(huà)的*佳pH範圍為6.5~8.0。
7、溫(wēn)度
反硝化細菌對溫度變化雖不如硝化細菌那麽敏感,但反硝化效果也會隨溫度變(biàn)化而變(biàn)化。溫(wēn)度越高,反(fǎn)硝化速率越(yuè)高,在30~35℃時(shí),反硝化速率增至*大。當低於15℃時,反硝化速(sù)率將明顯降低(dī),至5℃時(shí),反硝化將趨於停止。因此,在冬季要(yào)保證脫氮效果,就必須增大SRT,提(tí)高汙泥濃度或增加投運池數。
四、總磷超標
城市汙水(shuǐ)處理廠除磷主要是依靠生物除磷(lín),即在好氧段前增加厭氧段,使聚磷菌交替處(chù)於厭氧和好氧狀態,實現磷酸鹽的釋(shì)放與吸收,並通過排放(fàng)剩(shèng)餘汙泥來達到除磷目的(de)。在生物除磷難以達標的條件下,還(hái)可以考慮投加(jiā)化學藥(yào)劑來輔助除磷(lín)。化學除磷主(zhǔ)要是通(tōng)過混凝、沉澱和過濾等方法使磷成為不溶性(xìng)的(de)固體沉澱物,從(cóng)汙水(shuǐ)中分(fèn)離出來。
導致生物除(chú)磷出水總磷超標的原因涉及(jí)許多方麵,主要有:
1、汙(wū)泥負荷(hé)與汙泥齡
厭氧(yǎng)-好氧生物(wù)除磷工藝是(shì)一(yī)種高F/M低SRT係統。當F/M較高,SRT較低時,剩餘汙(wū)泥排放量也就較多。因而,在汙泥含磷量一定的條件下,除(chú)磷量也就(jiù)越多,除磷效果越好(hǎo)。
對於(yú)以除磷為主要目的生物(wù)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(dī),必須以保證BOD5的(de)有效去除為前提。
2、BOD5/TP
要(yào)保證除磷效果,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(shēng)理活動較弱,隻能攝取有機物中(zhōng)極易分解的部分。因此,進水中應保證BOD5的含量,確保聚磷酸菌正常的生理代(dài)謝。但許多城市汙水處理(lǐ)廠實際進水存在碳源偏低,氮、磷等濃度較高等現象,導致BOD5/TP值無法滿足生物除磷(lín)的需要,影響了生物除磷的效(xiào)果。
3、溶解氧(yǎng)
厭氧(yǎng)區應保(bǎo)持嚴格厭氧狀態,即溶解氧低於0.2mg/L,此時聚磷菌才能進行磷的有效釋放,以保證(zhèng)後續(xù)處理效果(guǒ)。而好氧區的溶解氧需保持在2.0mg/L以上,聚磷(lín)菌(jun1)才能有(yǒu)效吸磷(lín)。因此(cǐ),對於厭氧區和好氧區溶解氧的控製不當,將會極大影響生物除磷的效果。另外,有些汙水(shuǐ)處理廠的進水為河道水,汙水中溶(róng)解(jiě)氧含量較高,若直接進入厭氧區,則不利於厭氧狀態的控製,影(yǐng)響了聚磷(lín)菌(jun1)放磷效果(guǒ)。
4、回流比
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(jìn)快將二沉(chén)池內(nèi)的汙泥排出,防止聚磷菌在二沉池內遇到厭(yàn)氧環境發生磷的釋放。在保證快(kuài)速排泥的前提下,應盡量降低(dī)回流比,以免縮短汙泥在厭氧(yǎng)區的實際停留時間,影響磷的釋放。
在厭氧-好氧除磷係統中,若汙泥沉降性能良好,則回流比在(zài)50~70%範圍內,即可保證快速排泥。
5、水力停留時間
汙(wū)水在厭氧區的水力停留時間一般在1.5~2.0h的範圍內。停留時間太短,一是不能保證磷的有效釋放,二是汙泥中的兼性酸化菌不能(néng)充分地將汙水中的大分子有機物分解成低級脂肪酸,以供聚磷菌攝取,從而也影響了磷(lín)的釋(shì)放。
汙水在(zài)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有利於磷的吸收,而除磷效果是磷釋放(fàng)和(hé)吸收(shōu)的綜合。因此在生物除磷係統(tǒng)中,宜將混合液的(de)pH控製在6.5~8.0的範圍內。
由於對出水總磷指標要(yào)求的不斷提高,除生物除磷外,化學除磷也得到越來越多的應用。但化學除磷在提高除磷效果的同時,也(yě)會因投加化學(xué)藥劑而(ér)使剩餘汙泥量大大增加,進而增加汙泥處理量與(yǔ)泥(ní)餅(bǐng)處置量。
實(shí)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,確保出水磷含量穩定達標,並盡可能(néng)降低藥耗。
五、懸浮物超標
出水中的懸浮物指標是否達標,主要取決(jué)於生物係統汙(wū)泥的質量是(shì)否良好、二沉池的沉澱(diàn)效(xiào)果以及汙水處理廠的工藝控製是否恰當。造成二沉池出水懸浮物超標的原因有以下(xià)幾個方麵(miàn):二(èr)沉池設計參數是否選(xuǎn)擇恰當是出水(shuǐ)懸浮固體指標會否超標的重要因素。許多城(chéng)市汙水處理廠在設計之初,為節約建設成本(běn),將水力停留時間大大縮短,並盡量提高其水力表麵負荷,造成運(yùn)行(háng)時二沉池經常出現翻泥現象,致使出水懸浮固體超標。
另外(wài),某(mǒu)些汙水處理廠由於實際工藝調整需(xū)要,需將生物(wù)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(dà),影響出(chū)水水質。因(yīn)此,一般認為應對二沉池的這幾個工藝參數的設置留有較大的餘地,以利於汙水處理廠工藝的控製與調整。
一般來說,影響沉(chén)澱池沉澱(diàn)效(xiào)果的主要工藝參數為(wéi)水力停留時間、水力表麵(miàn)負荷和汙泥通量(liàng)。
1、二沉池(chí)水力停留時間
汙水在二沉池的水力(lì)停留時間長短,是二沉池運行的重要參數(shù)。隻有足夠的停留時間,才能保證良好的絮凝效果(guǒ),獲得較高的沉澱效率。因此,建議二沉池(chí)的水力停留(liú)時間設(shè)置(zhì)在3~4h左右。
2、二沉池水力表(biǎo)麵(miàn)負荷(hé)
對(duì)於一(yī)座沉澱池來(lái)說,當進水量一定時,它所能去除的顆粒的大小也是一定的。在所(suǒ)能去除的(de)這些顆粒中,*小的那個顆粒的沉速(sù)正好等於這座沉澱池的水力表麵負荷。因此,水力表麵負荷越小,所能去除的顆粒就越多,沉澱效率就越高,出(chū)水懸浮物的指標就越低。設計二沉池較小的(de)水力表麵負荷,有利(lì)於汙泥等懸浮固體的有效沉澱。一般建議二沉池的水力表麵負荷控(kòng)製(zhì)在0.6~1.2m3/m2×h。
3、二沉池固體(tǐ)表麵負荷
二沉池的固體表麵負荷的大小,也是影響二沉(chén)池沉澱效果的重要因素。二沉池的固體表麵負荷越小(xiǎo),汙泥在二沉池的濃縮效果越好。反之,則(zé)汙泥在二沉池的濃縮效果越(yuè)差。過大的固(gù)體表麵負荷會造成二沉池泥麵過高,許多汙泥絮體來不及沉澱就隨汙水流出,影響出水懸浮物指標。一般二沉池固體表麵負荷*大不宜超過150kgMLSS/m2×d。
4、活性汙泥質量
活性(xìng)汙泥質量的好壞是影響出水懸浮(fú)物是否(fǒu)超標的重要因素。高質量(liàng)的活性汙泥主要體現在四個方麵:良(liáng)好的吸(xī)附性能,較高的(de)生(shēng)物活性,良好的沉降性能以及良好的濃縮性能。
膠體狀態的汙染物*先必須被吸附到活性汙泥絮體上,並進一(yī)步被吸附到細菌表麵附近(jìn)才能被分(fèn)解代謝,因而吸附性能(néng)較差的活性汙泥去除膠態汙染(rǎn)物質的(de)能(néng)力也差。活性汙泥的生物活性係指汙泥絮(xù)體內的微生物分(fèn)解代謝有機汙染物的能力,生物活性(xìng)較差的活性(xìng)汙泥去除有機汙染物的速度必然較慢。
隻有(yǒu)沉降性能良好的活性汙泥才能在(zài)二沉池得以有效地泥水分離。反之,如果汙泥沉降(jiàng)性能(néng)惡化,分離效果必然(rán)降低,導致二沉池出水渾濁,SS超標,嚴重(chóng)時還可能導致活性汙泥的大量流失,使係統內生物量不足,繼(jì)而又影響對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,才能在二沉(chén)池得到較高的排泥濃度。反之,如果濃縮性能較差,排泥濃度降低(dī),就要保證足夠的回流汙泥量,提高回流比。但是,提高回流比會縮短(duǎn)汙水在曝氣池的實際停留時間(jiān),導致曝氣時間不足,影響處理效(xiào)果(guǒ)。
5、進水SS/BOD5
生物係統活性汙泥中MLVSS比例與進水SS/BOD5有(yǒu)很大的關(guān)係,當進水SS/BOD5高時,生物係統活性汙泥中MLVSS比例則(zé)低,反之則高。根據運行經驗(yàn)來看,當SS/BOD在1以下時,MLVSS比例可以維持在50%以上,當SS/BOD5在5以(yǐ)上時,VSS比例將會下降到20~30%。當活性汙泥中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(ní)齡,汙泥老化情況較明顯,導致出水SS超標。
6、有毒物質
入流汙水中含有強(qiáng)酸、強堿或重金屬等有毒物(wù)質將(jiāng)會使(shǐ)活(huó)性汙(wū)泥中(zhōng)毒,失去處理功效,嚴重(chóng)的甚至發生(shēng)汙泥解體,造成汙泥無法沉澱,出水懸浮物超標。解決活性(xìng)汙泥中毒問題(tí)的根本辦法就是加強(qiáng)對(duì)上遊汙染源的管理。
7、溫(wēn)度
溫度對活性汙泥工藝的影響是很廣泛的。*先,溫度會影響活性汙泥中微生物的活性,冬季溫度較低時,如不采取調控措施,處理效果會下降。其次,溫度會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,會使活性汙泥由於黏度增大(dà)而降低沉降性能等。