汙水處(chù)理廠調試運營中常見的工藝問題
來源:亚洲国产一区二区三区波多野结衣環保 發布時間:2022-02-14
(一(yī))有機物超標(biāo)
影(yǐng)響有機物處(chù)理效果的因素(sù)主要有(yǒu):
(1)營養(yǎng)物
一般城(chéng)市汙水中(zhōng)的氮磷等營養(yǎng)元素都能夠滿足微生物需要,且過剩很(hěn)多。但工業廢水(shuǐ)所占比例(lì)較大(dà)時,應注意核算碳、氮、磷的比例是(shì)否滿足100:5:1。如果(guǒ)汙水中缺氮,通常可投加銨鹽(yán)。如果汙水中缺磷,通常可投加磷酸或磷酸(suān)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(néng)是(shì)由(yóu)於城市(shì)汙水輸送管道中的厭氧(yǎng)發酵。雨季時較大的pH降低往往是城市酸雨造成的,這(zhè)種情況在合流製係統中尤為突出。pH的突然大幅度變化,不論是升高還(hái)是降低,通(tōng)常都是由工業廢水(shuǐ)的大量排入造成的。監測pH值,對有(yǒu)機物的去除起到至(zhì)關的作用。調節(jiē)汙水pH值,通常是投(tóu)加氫氧化鈉或硫酸,但這(zhè)將大大(dà)增加汙水處理成本。
(3)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(zhōng)微生物的活性,在冬季溫度較低時,如不采取調控措施,處理效果(guǒ)會下降。其次(cì),溫度會影響二沉池的分離(lí)性能,例如溫度變化會使沉澱池產生異重流,導致短流;溫度(dù)降低會使(shǐ)活性汙泥(ní)由於粘度增大而降低沉降性(xìng)能(néng);溫度變(biàn)化會影(yǐng)響曝氣係統的(de)效率,夏季溫度升高時,會由於溶解氧飽和濃度的降(jiàng)低,而使充氧困難(nán),導致曝氣效率的下降,並會使空氣密度降低(dī),若要保(bǎo)證供氣量不變,則必須增大供氣量。
(4)油脂
當(dāng)汙水(shuǐ)中油類(lèi)物質含量較高時,會使曝氣設備的曝氣效率降低(dī),如不增加曝氣(qì)量就會使處理效率降低,但增加曝氣量勢必(bì)增(zēng)加汙水處理成本(běn)。另外,汙水中較高的油脂含量還會降低活性汙泥的(de)沉降性能,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置(zhì)。
(二)總磷超標
城市汙水處理廠除磷主要是依靠生物除磷,現階段主要為在好氧段前增加厭氧段,使聚磷(lín)菌交替處於厭(yàn)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達到除磷目的。在生(shēng)物除磷(lín)難以達標的條件下,還可以考慮投加化學藥(yào)劑來(lái)輔助除磷。化學除磷主要是通過混凝、沉澱和過濾等方法使磷成為不(bú)溶性的固體沉澱物(wù),從汙(wū)水中分(fèn)離出來。
導致生物除磷出水總(zǒng)磷超(chāo)標的(de)原因涉及(jí)許(xǔ)多方麵,主要有:
(1)汙(wū)泥(ní)負荷與汙泥齡(líng)
厭氧-好(hǎo)氧生物除磷工藝是一種高(gāo)F/M低SRT係統(tǒng)。當F/M較高,SRT較低時,剩餘(yú)汙泥排放量也就較多。因而,在汙泥含磷量一定的條件下,除磷量也就越多,除磷效(xiào)果越好。
對於以除磷為主要目的生(shēng)物係統(tǒng),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(qū)的汙水(shuǐ)中BOD5/TP大於20。由於聚磷酸(suān)菌屬不動(dòng)菌屬,其生理活動較弱,隻能攝取有(yǒu)機物中極易分(fèn)解的部分。因此,進水(shuǐ)中(zhōng)應保證BOD5的含量,確保聚磷酸菌正常的(de)生理代謝。但許多城市(shì)汙水處理廠(chǎng)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的需要,影響了生物除(chú)磷的(de)效果。
(3)溶解氧
厭氧區應保(bǎo)持嚴格厭氧狀態,即溶解氧(yǎng)低於(yú)0.2mg/L,此時聚磷菌(jun1)才能進行磷的(de)有效(xiào)釋放(fàng),以保證後續處理效果。而好氧區的溶解氧需保持在(zài)2.0mg/L以上,聚(jù)磷菌(jun1)才能有效吸(xī)磷。因此,對於厭氧區和好氧區溶解氧(yǎng)的控製不當,將會極(jí)大影(yǐng)響生(shēng)物除磷的效果。另外,有些汙水處理廠的進(jìn)水為河道水,汙水中溶解氧含量較高,若直接進入厭(yàn)氧區(qū),則(zé)不利於厭氧狀態的控製,影響了聚磷菌放磷效果。
(4)回流比
厭氧-好氧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(pái)出,防止聚磷菌(jun1)在(zài)二沉(chén)池內遇到厭氧環境發生磷的釋放。在保證快速排泥(ní)的前(qián)提下,應盡量(liàng)降低(dī)回流比,以免縮短汙泥在厭氧區的實際停留時間,影(yǐng)響磷的(de)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50~70%範圍內,即可保證快速排泥。
(5)水力停留時間
汙水在厭(yàn)氧區(qū)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(èr)是汙泥中的兼性酸(suān)化菌不能充分(fèn)地將汙水(shuǐ)中的大分子有機物分解成低級脂肪酸,以供(gòng)聚磷菌攝取,從而也影響了磷的釋放。
汙水在(zài)好(hǎo)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(lín)的釋(shì)放,高pH有利於磷(lín)的吸收,而(ér)除磷效果是磷(lín)釋(shì)放和吸收(shōu)的綜合。因此在生物除磷係統(tǒng)中,宜將混合液的pH控製在6.5~8.0的範圍內。
由於對(duì)出水(shuǐ)總磷指(zhǐ)標要求的不斷提高,除生物除磷外,化學除磷也得到越來越多地應用。但化(huà)學除磷在提高除磷效果的同(tóng)時,也會因投加化學藥劑而使剩(shèng)餘汙泥量大大增加,進而增加汙泥處理量與泥餅處置量(liàng)。
實際案例中應該根(gēn)據實驗來確定化(huà)學藥劑(jì)的投加點與投加量,並及時調整確保達標,從而盡可能的減少(shǎo)藥耗量。
(三)氨氮超標
汙水中氨氮的去除主(zhǔ)要是在傳統活性(xìng)汙泥法工藝基礎上采用硝化工藝,即采用延時曝氣,降低係統負荷。 導致出水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(yuè)高。與低(dī)負荷相對應,生物硝(xiāo)化係統的SRT一般(bān)較長,因為(wéi)硝化細菌世代周期較長,若生物係統的汙泥停留時間過短,即SRT過短,汙泥濃度較低時,硝化細菌就培養不起來,也就得(dé)不到硝(xiāo)化效果。SRT控製(zhì)在多少,取決於(yú)溫度等因素。對於以脫氮為主要目的生物係統,通常SRT可取11~23d。
(2)回(huí)流比(bǐ)
生物硝化係統的(de)回流比一般(bān)較傳統活性汙泥工藝大,主要是因為生物(wù)硝(xiāo)化係統的活性汙泥混合液中已(yǐ)含有大量的硝酸鹽,若回流比太小,活性汙泥在(zài)二沉池的停留時間就較長,容易產生反硝化,導致汙泥上浮。通常回流比控製在50~100%。
(3)水力停留時間
生物硝化曝氣(qì)池的水力停留時間也較(jiào)活性汙泥工藝長,至少(shǎo)應在8h以上。這主要是因為硝化速率較有機汙染物的去除率低得多,因而需要更長的反應時間(jiān)。
(4)BOD5/TKN
TKN係指水中有機(jī)氮與氨氮(dàn)之和,入流(liú)汙水中BOD5/TKN是影響硝化效果的一個重要(yào)因素。BOD5/TKN越大,活性(xìng)汙泥中硝(xiāo)化細菌所占的比例(lì)越小,硝化速(sù)率就越小,在同樣運行條件下硝化效率就越低;反之,BOD5/TKN越小,硝(xiāo)化效率越高。很多城市汙水處理廠的運行實踐發現,BOD5/TKN值*佳範(fàn)圍(wéi)為2~3左右。
(5)硝化速率
生物硝化係統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每天轉化的氨氮量。硝化速率的大小取決於活性汙泥中硝(xiāo)化細菌(jun1)所占的比例,溫度等很多(duō)因素,典型值為0.02gNH3-N/gMLVSS×d。
(6)溶解(jiě)氧
硝(xiāo)化細菌為專性好氧菌,無(wú)氧時即停止生命活動,且硝化細菌(jun1)的攝氧速率較分解有機物(wù)的細菌低得多,如果不保持充足的氧量,硝化細菌將“爭奪”不(bú)到所需(xū)要的氧。因此(cǐ),需保(bǎo)持生物池好氧區的溶解氧在2mg/L以上,特殊情況下溶解氧含量還需提高。
(7)溫度
硝化細菌對溫度的(de)變化也很敏感,當汙水溫度(dù)低於15℃時,硝化(huà)速率會明顯下降,當(dāng)汙水溫度低於5℃時,其生理活動會(huì)完全停止。因此,冬季時汙水處理廠特別是(shì)北方地區的汙水處理廠出水氨氮超標的現象(xiàng)較為明顯。
(8)pH
硝化細菌(jun1)對pH反應很敏感,在pH為(wéi)8~9的範圍內,其生物活性*強,當pH<6.0或>9.6時,硝化菌的(de)生物活(huó)性將受(shòu)到抑製並趨於停止。因此,應盡量控製生物硝化係(xì)統的混合液pH大(dà)於7.0。
(四)總氮超標
汙水脫氮是在生物硝化工藝基礎(chǔ)上,增加生物反硝化工藝,其中(zhōng)反硝化工藝是指汙(wū)水中的硝酸鹽,在缺氧條件下,被微生物還原為(wéi)氮氣的生化反應過程。
導(dǎo)致出水總氮超標(biāo)的原(yuán)因涉及許多(duō)方麵,主要有:
(1)汙泥負荷與汙泥齡
由於生物硝化是生物反硝化的前提,隻有良好的硝化,才能(néng)獲得高(gāo)效而穩定的的反硝化。因而,脫氮係統也(yě)必須采用低負荷或超低負荷,並采(cǎi)用(yòng)高汙泥齡。
(2)內、外回流比
生物(wù)反硝化係統外回(huí)流比較單純生物硝化係統要小些,這主要是入流汙水中氮絕大部分已被(bèi)脫去,二(èr)沉池中NO3--N濃(nóng)度不高。相對來說,二沉池由於反硝化導致汙泥上浮的危險性已(yǐ)很小。另一方麵(miàn),反硝化係統汙泥(ní)沉速較快,在保證要求回流汙泥濃度的前提下,可以降低回流比(bǐ),以便延長汙水在曝氣池內(nèi)的停留時間。
運(yùn)行良好的汙水處理廠(chǎng),外回流比可控製在50%以下。而內回流比一般控製在300~500%之間。
(3)反硝(xiāo)化速(sù)率
反硝化速率係指單位活性汙(wū)泥每天反硝化的硝酸(suān)鹽量。反(fǎn)硝化速率與溫度等因素有關,典型值為0.06~0.07gNO3--N/gMLVSS×d。
(4)缺氧區溶解氧
對反硝化來(lái)說,希望DO盡量低,*好是零,這樣反硝化(huà)細(xì)菌可以“全力”進行反硝化(huà),提高(gāo)脫氮(dàn)效率。但從汙水處理廠的實(shí)際運營情況(kuàng)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反硝化的過程,進而影響出水總氮指標。
(5)BOD5/TKN
因為反硝化細菌是在分解有機物(wù)的過程中進行反硝(xiāo)化脫(tuō)氮的,所以進入缺(quē)氧區的汙水中必須有充足的有機物,才能保證反硝化的順利(lì)進行。由於目前許多汙水處理廠配套管網建設(shè)滯後(hòu),進廠BOD5低於設計值,而氮、磷等指標則相當(dāng)於或(huò)高於設計值,使(shǐ)得進水碳源無法滿足反硝化對碳源的需求,也導致了出水總(zǒng)氮超標的情況時有發生。
(6)pH
反硝化(huà)細菌對pH變化不如硝化細(xì)菌敏感,在pH為6~9的範圍內,均能進行正常的生理代謝,但生物反硝(xiāo)化的(de)*佳pH範圍為6.5~8.0。
(7)溫度
反硝化細菌對溫度變化雖不如硝化(huà)細菌那麽敏感,但反硝(xiāo)化效果也會隨溫度變化而變化。溫度越高,反硝化速率越高,在30~35℃時,反硝化速率增(zēng)至*大。當低於15℃時,反硝化速率將6明顯(xiǎn)降低,至(zhì)5℃時,反硝化將趨於停止。因此,在冬季要保(bǎo)證脫氮(dàn)效果,就必須增大SRT,提高汙泥濃度或增加投運池數。
(五)懸浮物超標
出水中的懸浮物指標是(shì)否達標,主要取決於生(shēng)物係統汙泥的質(zhì)量是否良好、二(èr)沉池的沉澱效果以及汙水處理廠(chǎng)的工藝控製是(shì)否恰當。
造成二沉池出水懸浮物超標的原(yuán)因有以下幾個(gè)方麵:
(1)二沉池(chí)工藝參數選擇
二沉池設計參數是否選擇恰當是出水懸浮固體(tǐ)指標會否超標的重要因素。許多城市汙水處理廠在設計之初,為節約建設成本,將水力停留時(shí)間大大縮短,並盡量(liàng)提高其水力表麵負荷,造(zào)成運行時(shí)二沉池經常出現翻泥現象,致(zhì)使(shǐ)出水懸浮固體超標。另外,某些汙水處理廠由於實際(jì)工藝調整需(xū)要,需(xū)將生物池(chí)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(fù)荷過大,影(yǐng)響出(chū)水水質。因此,一般認為應對(duì)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(de)控(kòng)製與(yǔ)調整。
一般來說,影響沉澱池沉澱效果的主要工藝(yì)參數為水力停留(liú)時間、水力表麵負荷和(hé)汙泥質量。
1、二沉池水(shuǐ)力停留時間
汙水在二沉池的水力停留時間長短,是(shì)二沉池運行的重要參數。隻有足夠的停留時間,才能保證(zhèng)良好的絮(xù)凝效果,獲(huò)得較高的沉澱效率。因(yīn)此,建(jiàn)議二沉池的水力停留時間設置在3~4h左右(yòu)。
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,它所能去除的顆粒的大(dà)小也是一定的。在(zài)所能去除的這些顆粒中(zhōng),*小的那個顆粒的沉速正(zhèng)好等於這座沉澱池的水(shuǐ)力表麵負荷。因此,水力表麵負荷越小(xiǎo),所能去除的顆粒就越多,沉澱效率就越(yuè)高,出水懸浮物的指標就越低。設計二沉池(chí)較小的水力表麵負荷,有(yǒu)利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製在0.6~1.2m3/m2×h。
3、二(èr)沉池固體表麵負荷
二沉池的(de)固體表麵負荷的大小,也是影響二沉(chén)池沉澱效果(guǒ)的重要因素(sù)。二(èr)沉池的固體表麵負荷越小(xiǎo),汙(wū)泥在(zài)二沉池的濃縮效果越(yuè)好。反之,則汙泥在二沉池的濃縮效果越差。過大的固體表麵負(fù)荷會造成二沉池泥麵過高,許(xǔ)多汙(wū)泥絮體來不及沉澱就隨汙水流出,影響(xiǎng)出水懸浮物指(zhǐ)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(huó)性汙泥質量的好壞是影(yǐng)響出水懸浮物是否超標的重要因素。高質(zhì)量的活性汙泥(ní)主要(yào)體現在四個方麵:良好的吸附性能,較高的(de)生物(wù)活性,良好的沉降性(xìng)能以及良(liáng)好的濃縮性能。
膠體狀態的汙(wū)染物*先必須被吸(xī)附到活性(xìng)汙泥絮體上(shàng),並進一步被吸附到細菌表麵附近才能被分解代謝,因而吸附性能較(jiào)差的活性汙泥去除膠態汙染物質的能力(lì)也差。活性汙泥的生(shēng)物活性係(xì)指汙泥絮體內的微生物分解代謝有機汙染物的能力,生物活性較(jiào)差的活性汙泥去除(chú)有機汙染物的速度必然較慢(màn)。隻(zhī)有沉降性能良好的活性汙泥才能在(zài)二沉(chén)池得以有效(xiào)地泥水分離。反之,如果汙泥沉降性能惡化,分(fèn)離效果必然降低,導(dǎo)致(zhì)二沉池出水渾濁,SS超標,嚴(yán)重時還可能導致活性汙泥的大量流失,使係統內(nèi)生物量不足,繼而又影響對有機汙染物的分解代(dài)謝效果。隻有活性汙泥具有良好(hǎo)的濃縮性能,才能在二沉池得到較高的排泥濃(nóng)度。反之,如果濃縮性能較差,排泥濃度(dù)降低,就要保證足夠的回流汙泥量,提高回流比。但是,提高回流比會縮短汙水在曝氣池的實際停留時間,導致曝氣時間(jiān)不足,影響處理效果。
(2)進水(shuǐ)SS/BOD5
生物係統活性汙泥中MLVSS比例與進水SS/BOD5有很大的關係,當進水SS/BOD5高時,生物係統(tǒng)活性汙泥中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,MLVSS比例(lì)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%。當活性汙泥中(zhōng)MLVSS比(bǐ)例較低時,為了保證硝化效果係統(tǒng)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。
(3)有毒物質(zhì)
入流汙水中含有強酸、強堿或重金屬等有毒物(wù)質將(jiāng)會使活性汙泥中毒,失去處理功效(xiào),嚴重的甚至發生汙(wū)泥解體,造(zào)成汙泥無法沉澱,出水懸浮(fú)物超標。解決活性汙泥中毒問題的根本辦法(fǎ)就是加強對上遊汙染源的管理。
(4)溫度
溫度對活(huó)性汙泥工藝的影響是很廣泛的。*先,溫(wēn)度會影響活性汙(wū)泥中微生物的活性(xìng),冬季溫度較低時(shí),如不采(cǎi)取調控措施(shī),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(chí)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(nián)度增大而降低沉降性能等。