汙水處理廠調試運營中常(cháng)見的工藝問題
來源:www91環保 發布(bù)時間:2022-02-14
(一)有機物超標
影響有機物處理效果的因(yīn)素(sù)主要有:
(1)營養物
一般城市汙水中的氮磷等營(yíng)養元素都能夠滿(mǎn)足微生物需要,且過剩很多。但工業廢(fèi)水所占比例較大時(shí),應(yīng)注意核算(suàn)碳(tàn)、氮(dàn)、磷的比例是(shì)否滿足100:5:1。如果汙水中缺氮,通常可投加銨鹽。如果(guǒ)汙水中缺磷,通常可投加磷酸或磷酸鹽。
(2)pH
城市汙水的pH值是呈中(zhōng)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氧發(fā)酵。雨季時較大的pH降低往往是城市酸雨造成的,這種情(qíng)況(kuàng)在合流製係統(tǒng)中尤為突出。pH的突然大幅(fú)度變化,不論(lùn)是升高還是降低,通常都是由工業廢(fèi)水的大量排入造成的。監測pH值,對有機物的去除(chú)起到至關的作用。調(diào)節汙(wū)水pH值,通常是投加氫氧(yǎng)化鈉或硫酸(suān),但(dàn)這將大大增加(jiā)汙水處理(lǐ)成本。
(3)溫度
溫度對活性汙泥工藝(yì)的(de)影響是很廣(guǎng)泛的。*先(xiān),溫度(dù)會(huì)影響活性汙泥中微生物的活性,在(zài)冬(dōng)季溫度較低時,如不采(cǎi)取調控措施,處理效果會下降。其次,溫度會影響二(èr)沉池的分離性能,例如溫度變(biàn)化會使沉澱池產生異重流,導致短流;溫度降低會使活(huó)性汙泥由於粘度增(zēng)大而降低沉降性(xìng)能;溫度變(biàn)化會(huì)影響曝氣係統的效率,夏(xià)季溫度升高時,會由於溶解(jiě)氧飽(bǎo)和濃(nóng)度的降低,而使充氧困(kùn)難,導(dǎo)致曝氣效率的下降,並會使空氣密度降低(dī),若要(yào)保證供(gòng)氣量不變,則(zé)必須增大供氣(qì)量。
(4)油脂
當汙水中油類物質含量較高時,會使曝氣(qì)設備的曝氣(qì)效率降低,如不增加曝氣量(liàng)就會使處理效率降低,但增加曝氣量勢必增加汙水處理成本。另外,汙水中較高的油脂含量(liàng)還(hái)會降低活性汙泥的沉降性能,嚴重時(shí)會成為汙(wū)泥膨脹的(de)原因,導致出水SS超標。對油類物質(zhì)含量較高的進水,需要(yào)在預處理段增加除油裝置。
(二(èr))總磷超標
城市汙水處理廠(chǎng)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(yàn)氧段(duàn),使聚磷(lín)菌交替處於厭氧和好氧狀態,實現磷酸鹽的釋放與吸收,並(bìng)通過排(pái)放剩餘汙泥(ní)來達(dá)到除磷目的。在生物除磷難以達標的條件下,還可以考(kǎo)慮投(tóu)加化(huà)學藥劑來輔助除磷。化學除磷主要是通(tōng)過混凝、沉澱和過(guò)濾(lǜ)等方法使磷成為不溶性的固體沉澱物,從汙水中分離出來。
導致生物除磷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較高,SRT較低時,剩餘汙泥排放量也就(jiù)較多。因而,在汙(wū)泥含磷量一定的條件(jiàn)下,除磷量也就越多,除磷(lín)效果越好。
對於以(yǐ)除(chú)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,必須以保證BOD5的有效去除為(wéi)前提。
(2)BOD5/TP
要保證除磷效果,應控製進(jìn)入厭氧(yǎng)區的汙水中(zhōng)BOD5/TP大(dà)於20。由於(yú)聚磷(lín)酸菌屬不動菌(jun1)屬(shǔ),其生理活動(dòng)較弱,隻能攝取有機物中極易分解的部分。因此,進(jìn)水中應保證BOD5的含量,確(què)保(bǎo)聚(jù)磷酸菌正常(cháng)的生理代謝。但許多城市汙水(shuǐ)處理廠實際進水存在碳源偏(piān)低,氮、磷(lín)等濃度較高等現象,導(dǎo)致BOD5/TP值無法滿(mǎn)足生物除磷的(de)需要,影響了生物除磷的效果。
(3)溶解氧
厭氧區應保持(chí)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,以保證後續處理(lǐ)效果。而好氧(yǎng)區的溶解氧(yǎng)需保持在2.0mg/L以上,聚磷菌才能有(yǒu)效吸磷。因此,對於厭氧區和好氧區溶解氧的控製不當,將(jiāng)會極大影響生物除磷的效果。另外,有些汙水處理廠(chǎng)的進水為河道水,汙(wū)水中溶解氧含量較高,若直接進入厭氧區,則不利於厭氧狀態的控製,影響了聚磷菌放(fàng)磷效果。
(4)回流比
厭氧-好氧除磷係(xì)統的的(de)回流比不宜太低(dī),應保持足(zú)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生(shēng)磷(lín)的釋放。在保證快速排泥(ní)的前提下,應(yīng)盡量降低回流比,以免(miǎn)縮短汙泥在厭氧區的實際停留時間,影響磷的釋放。
在厭氧-好氧除磷係統中,若汙泥沉降(jiàng)性能良好,則回流比在50~70%範圍內,即(jí)可保證快速排泥。
(5)水力停留時間
汙水在厭氧區的(de)水(shuǐ)力停留時間一般在1.5~2.0h的範圍內。停留時間(jiān)太短(duǎn),一是不能保證磷的(de)有效釋放,二是(shì)汙泥中的兼性酸化菌不能充分地將汙水(shuǐ)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(xiǎng)了磷的釋放。
汙水在好(hǎo)氧區(qū)的停留時間一般在4~6h,這樣即可保(bǎo)證磷的(de)充分(fèn)吸(xī)收。
(6)pH
低pH有利於磷的釋(shì)放,高pH有利於磷的吸收,而(ér)除磷效果是磷釋(shì)放和吸收的綜合。因此在生物除磷係統中,宜(yí)將混(hún)合液的pH控製在6.5~8.0的範圍內。
由於對出水總磷指標要求的不斷提(tí)高,除生物除(chú)磷外,化學除磷(lín)也得到越來越多地應(yīng)用。但化學除磷在提高除磷效(xiào)果的同時(shí),也會因投加化學藥劑而使剩餘(yú)汙泥量大大增加,進而增(zēng)加汙(wū)泥處理量與泥餅(bǐng)處置量(liàng)。
實際案例中應該根(gēn)據實驗來確定化學藥劑的投加(jiā)點與投加量,並及時調整確保達標,從而盡可能的減(jiǎn)少藥耗量。
(三)氨氮超(chāo)標
汙水中氨氮的去除主要是在傳統活性汙泥法(fǎ)工藝基(jī)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(duō)方麵,主要有:
(1)汙泥負荷與汙泥齡
生物(wù)硝(xiāo)化屬低(dī)負荷工藝,F/M一般在0.05~0.15kgBOD/kgMLVSS·d。負荷越低,硝化進行得(dé)越充分,NH3-N向NO3--N轉(zhuǎn)化的效率就越高。與低負荷相對應,生物硝化係統的SRT一般較長,因為硝化細菌世代周期較長(zhǎng),若生物係統的汙泥停留時間過短,即(jí)SRT過短,汙泥(ní)濃度較低時(shí),硝化細菌就培養不起(qǐ)來,也就得不到硝化效(xiào)果。SRT控製在(zài)多少,取決於溫度等因(yīn)素。對於以脫氮為主要目(mù)的生物係統,通常SRT可取11~23d。
(2)回流比
生物(wù)硝化係統的回流比一般較傳統活性汙泥(ní)工藝大,主要是因為生物硝化係統的活性汙泥混合液(yè)中已含有(yǒu)大量的(de)硝酸鹽,若回流比太(tài)小,活(huó)性汙泥(ní)在二沉池的停留時(shí)間就較長,容易產生反(fǎn)硝化(huà),導致汙泥上浮。通常回流比控(kòng)製在50~100%。
(3)水力停留時間
生物硝化曝氣池的水力停留時間也較活性汙泥工藝長,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(zhōng)有機氮(dàn)與氨氮之和,入流汙水中BOD5/TKN是影(yǐng)響硝化效果的一個重要因素。BOD5/TKN越大,活性(xìng)汙泥中硝化細菌所占的比例越小(xiǎo),硝化(huà)速率就越小,在同樣運行(háng)條件下硝化(huà)效率就越低;反之,BOD5/TKN越小(xiǎo),硝化效率(lǜ)越高。很多城市汙(wū)水處(chù)理廠的運行實踐發現(xiàn),BOD5/TKN值*佳(jiā)範圍為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(xiāo)化速率,係指單位重量(liàng)的活性汙泥每天轉化的氨氮量(liàng)。硝化速率的大小取決於活性汙泥中硝化細菌所占的比例,溫度等很多因素,典型值為0.02gNH3-N/gMLVSS×d。
(6)溶解氧
硝化細菌為專性好氧菌,無氧時即停(tíng)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(dī)得多(duō),如果不保持充足的氧(yǎng)量,硝化細菌將“爭奪”不到所(suǒ)需要的氧。因此,需保持生物池好氧區的溶解氧(yǎng)在2mg/L以上,特殊情況下(xià)溶(róng)解(jiě)氧(yǎng)含量還需提(tí)高。
(7)溫度
硝化細菌對溫度的變化也很敏感,當汙水(shuǐ)溫度低於15℃時,硝化速率會明顯下降,當汙水溫度低於5℃時,其生理活動會完全停止。因此,冬季時汙水處理廠特別是北方地區的汙水處理廠(chǎng)出水氨氮(dàn)超標的(de)現(xiàn)象較為明顯。
(8)pH
硝(xiāo)化細菌對pH反應很敏(mǐn)感,在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(de)生物(wù)活(huó)性將受到抑製(zhì)並趨於(yú)停止。因此,應盡量控製生物硝化係統的混合液pH大於7.0。
(四)總氮超標
汙水脫氮是在生物硝化工藝基(jī)礎上,增加生物反硝化工藝,其(qí)中反硝化(huà)工藝是指汙水中的硝(xiāo)酸鹽,在缺氧條件下,被微(wēi)生物還原(yuán)為氮氣的生化反應過程。
導致(zhì)出水總氮超標的原因涉及許(xǔ)多方麵,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(de)硝化,才能獲得(dé)高效而穩定的的反硝化。因(yīn)而,脫氮係統也必須(xū)采用低(dī)負荷或超低負荷,並采用高汙泥齡。
(2)內、外回流比
生物反硝化係統外(wài)回流比較單純生物硝化係統要小(xiǎo)些,這主要是入流汙水中氮絕大部分已被脫去,二沉池(chí)中NO3--N濃度不高。相對來說,二沉池由於反硝化(huà)導致汙泥上(shàng)浮的危險性已很小。另一方麵,反硝化係統汙泥沉速較快,在保證要求回流汙泥濃度的前提(tí)下,可以降低回(huí)流比,以(yǐ)便延長汙水在曝氣池內的停留時間。
運行良好的汙水處理廠,外回流(liú)比可(kě)控製在50%以下。而內回流比一般控製(zhì)在300~500%之間(jiān)。
(3)反(fǎn)硝化(huà)速率
反硝(xiāo)化速率係指單位活性汙泥(ní)每天反硝化的(de)硝酸鹽量。反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(yǎng)
對反硝化來說(shuō),希(xī)望DO盡量低,*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。但從汙水處理廠的實際運營情況來看,要把缺氧區的DO控製在(zài)0.5mg/L以下(xià),還是有困難的,因此也就影響了生物反硝化(huà)的過程,進(jìn)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的過(guò)程中進行反硝化脫(tuō)氮的,所以進入缺氧區的汙水中必須有充足的有機物,才(cái)能保證反硝化的順利進行。由(yóu)於目前許多汙水處理廠配(pèi)套(tào)管(guǎn)網建設滯後,進(jìn)廠BOD5低於設計值,而氮、磷等指標則相(xiàng)當(dāng)於或高於設計值,使得進水碳源無法滿(mǎn)足反硝化對碳源的需求,也導致了出(chū)水總氮超標的情況時有發生。
(6)pH
反硝化細菌對(duì)pH變化不如硝化細菌敏感,在pH為6~9的範圍內,均能(néng)進行正常的生理代謝,但生物反硝化的*佳pH範圍為6.5~8.0。
(7)溫度
反硝化細菌對溫度變化雖(suī)不如硝化細菌那麽敏感,但反硝化效果也會隨溫度變化而變化。溫度越高,反硝化速率越高(gāo),在30~35℃時,反硝(xiāo)化速率增至*大。當低於15℃時,反硝化速(sù)率將6明(míng)顯降低(dī),至5℃時,反硝化將趨於停止。因此,在冬季要保證(zhèng)脫氮效果,就必須增大SRT,提高汙(wū)泥濃度或(huò)增加(jiā)投運(yùn)池數。
(五)懸浮物超(chāo)標
出水中的懸浮物指(zhǐ)標是否達標,主要取決(jué)於生(shēng)物係統汙泥的質(zhì)量是否(fǒu)良(liáng)好、二沉池的沉澱效果以及汙(wū)水處理廠的工藝控製是否恰當。
造成二(èr)沉池出水懸浮物超標的原因有(yǒu)以下幾個方麵:
(1)二沉池工(gōng)藝參數選(xuǎn)擇
二沉池設計參數是否選擇恰當是出水懸浮固體指標會(huì)否超標的重要因素。許多城市汙水處理廠(chǎng)在設計之初,為節約建設成本,將水力停留時間大大縮短,並盡量提高(gāo)其水力表麵負荷,造成運(yùn)行時二沉池經常出現(xiàn)翻泥現象,致使(shǐ)出水懸浮固體超標。另外,某些汙水處理廠由於實際工藝調整需要,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(guò)大,影響出水水質。因此,一般認為應對(duì)二沉池的這幾(jǐ)個工藝參數的設置留有較大的(de)餘地,以利於汙水處理廠工藝的控製與調整。
一般來說,影響(xiǎng)沉澱池沉(chén)澱效果的主要工藝參數為水力停留時間、水力表(biǎo)麵負(fù)荷和汙泥質量。
1、二沉池水力(lì)停留時間(jiān)
汙(wū)水在二沉池的水力停留時間長短,是二(èr)沉池運行的重要參數。隻有足(zú)夠的(de)停留時間(jiān),才能保(bǎo)證良好的絮凝(níng)效果,獲(huò)得較高的沉澱效率(lǜ)。因此,建(jiàn)議二沉池的水力停留時間設置在3~4h左右。
2、二沉(chén)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小也是(shì)一定(dìng)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(lì)表麵負荷(hé)。因此,水力表麵負荷越小,所能去除(chú)的顆粒(lì)就(jiù)越多,沉澱效率就(jiù)越高,出水(shuǐ)懸浮物的指標就越低。設計二(èr)沉(chén)池較(jiào)小的水力表麵負(fù)荷,有利於汙泥等懸浮固體的有效沉澱。一般建議二沉池(chí)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(tǐ)表麵負荷的大小,也是(shì)影響(xiǎng)二沉池沉澱效果的(de)重要因素。二沉池的固體表麵負荷越小,汙泥在二沉池的濃縮效果越好。反之,則汙泥在二沉池的濃縮效果越差。過大的固(gù)體表麵(miàn)負荷會造成二沉池泥麵過高,許多(duō)汙泥絮(xù)體來不及沉澱就隨汙(wū)水流出,影響出水(shuǐ)懸浮物指標。一般二沉池固體(tǐ)表麵負荷*大不宜超過150kgMLSS/m2×d。
4、活性汙泥質量
活性汙(wū)泥質量的好壞是影(yǐng)響出水懸浮物是否超標的重要因素。高質量的活性汙泥主(zhǔ)要體現在四個方麵:良好的吸(xī)附性能,較高的(de)生物活性,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(bì)須被吸附到活性汙(wū)泥絮體上,並進一步(bù)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(wū)泥(ní)去除膠態汙(wū)染(rǎn)物質的能力(lì)也差(chà)。活性(xìng)汙泥的生物活性係指汙泥絮(xù)體內的微生物分解代(dài)謝有機汙染物的能力,生物活性較差的活性汙泥去除有機汙染物的速度必然較(jiào)慢。隻有沉降性能良好的活性汙泥才能在二沉池得以(yǐ)有效地泥水分離。反之,如果汙泥沉降性(xìng)能惡化,分離效果必(bì)然降(jiàng)低,導致二沉池出水渾濁,SS超標,嚴重時還可能導致活性汙泥的大量流失(shī),使係統內生物量不(bú)足,繼而又影(yǐng)響對(duì)有機汙染物的分解代(dài)謝效果。隻有活性汙泥具(jù)有良好的濃(nóng)縮性(xìng)能,才能(néng)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,就要保(bǎo)證足夠(gòu)的(de)回流汙泥量,提高回流比(bǐ)。但是,提高(gāo)回流比會縮(suō)短汙水在曝氣池的實際(jì)停留(liú)時間,導致曝氣時間不足,影(yǐng)響處理效果。
(2)進水SS/BOD5
生物係統活性汙泥中(zhōng)MLVSS比例與進水SS/BOD5有很大的關係,當進水SS/BOD5高時(shí),生物係統活性汙泥中(zhōng)MLVSS比例則低,反之(zhī)則高。根據運行經驗來看,當SS/BOD在1以(yǐ)下(xià)時,MLVSS比例可以維持在50%以上,當SS/BOD5在5以上(shàng)時,VSS比例將(jiāng)會下降到(dào)20~30%。當活性汙泥中MLVSS比(bǐ)例較低時,為了保證(zhèng)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(chū)水SS超標。
(3)有毒物質
入流汙水中含有強酸、強堿(jiǎn)或重金屬等有毒物質將會使活性汙泥中毒,失去處理功效,嚴重的甚至發生汙(wū)泥解體,造成汙泥(ní)無法沉澱,出(chū)水懸浮物超標。解決活性(xìng)汙泥中(zhōng)毒問題的根本辦法就是加強對上遊(yóu)汙染源的管理。
(4)溫度
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(qí)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(zhì)短流現象發生;溫度降低時,會使活(huó)性汙(wū)泥由(yóu)於黏度增大而降低沉(chén)降性(xìng)能等。