出水不達標?涉(shè)及COD、氨(ān)氮、TN……
來源:科柏盛環保 發布(bù)時間(jiān):2022-02-08
在汙水處理過程中,會(huì)遇到各種各樣的汙水問題,比如(rú):COD、氨氮、TN、SS等出水指標(biāo)不達標,因生化處理的原(yuán)理都(dōu)是相同的,所以本文以生活汙(wū)水作為(wéi)研究藍本的,來總結運(yùn)營過程中會(huì)遇到出(chū)水不達(dá)標的問題!
1、有機物超標
傳(chuán)統活性汙泥工(gōng)藝的主要功效是(shì)去(qù)除城市(shì)汙(wū)水中的有機(jī)汙染物質,設計與運(yùn)行良好(hǎo)的(de)活性汙泥工藝,出(chū)水BOD5和SS均可小於20mg/L。
影響有機物處理效果的因(yīn)素主要有:
1、營養物
一般城市汙水中的氮磷等營養元素都能(néng)夠滿足微生(shēng)物需要,且過(guò)剩很多(duō)。但工業廢水所占比例較大時,應(yīng)注意核算碳(tàn)、氮、磷的比例是否滿足100:5:1。如果汙水中缺氮,通(tōng)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(chéng)中性,一般為6.5~7.5。pH值的微(wēi)小降低可能是(shì)由於城市汙水輸(shū)送管道中的厭氧發酵。雨季時較大的pH降低往往是城市酸雨造(zào)成的(de),這種情況(kuàng)在合(hé)流製係統中尤為突出。pH的突然大幅度變化,不論是(shì)升高還是降低,通常都是(shì)由工業廢(fèi)水的大量排入造成的。調節汙水pH值,通常是投加氫氧化鈉或硫酸,但這(zhè)將大大增加汙水處理成本。
3、油脂
當汙水中油類物質含量較高(gāo)時,會使曝氣設備的曝氣效率降低,如(rú)不增加曝氣量就會使處理效率降低,但增加曝氣量(liàng)勢必增加汙水處理成本。另(lìng)外,汙水中較高的油(yóu)脂含量(liàng)還會降低活性汙泥的沉降性能,嚴重時會成為汙泥膨脹的原因,導致出水SS超標(biāo)。對油類物質含量較高的進(jìn)水,需要在預處理段(duàn)增(zēng)加除(chú)油裝(zhuāng)置。
4、溫(wēn)度
溫度對活性汙(wū)泥工藝的影響是很廣泛的(de)。*先,溫(wēn)度會影(yǐng)響(xiǎng)活性汙(wū)泥(ní)中微生物的活性,在冬季(jì)溫度較低時,如(rú)不采取調(diào)控措施,處理效果會下降。其次,溫度會影響二沉(chén)池的分離性能,例如溫度(dù)變化會使沉澱池產生異(yì)重(chóng)流,導(dǎo)致(zhì)短流;溫度降低會使活性汙泥由於粘度增大而降低沉降(jiàng)性能;溫度變化會影響曝氣係統(tǒng)的效率,夏季溫度升高(gāo)時,會由(yóu)於溶解氧飽和(hé)濃度的降低,而使充氧困難,導致曝(pù)氣效(xiào)率的下降,並會使空氣密度降(jiàng)低,若要保證供氣量不變,則必(bì)須增大供氣量。
2、氨氮超標
汙水中氨氮的去除主要是在傳統活性汙(wū)泥法工藝基礎上采用硝化工藝,即采用延(yán)時曝氣,降低(dī)係統負荷。
導致出水氨(ān)氮超標的原因涉(shè)及許多方麵,主要有:
1、汙泥負荷(hé)與汙泥齡
生物硝化(huà)屬低負荷工藝,F/M一(yī)般在0.05~0.15kgBOD/kgMLVSS·d。負荷越低(dī),硝化進行得越充分,NH3-N向NO3--N轉化的效(xiào)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,若生物係統的汙泥停留時間過短,即(jí)SRT過短,汙(wū)泥濃度較低(dī)時,硝化細(xì)菌就培養不起(qǐ)來,也就得不到硝化效果。SRT控製在多(duō)少,取決於溫度(dù)等因素。對於以脫(tuō)氮為主要目的生物係統,通常SRT可取11~23d。
2、回流比
生物硝化(huà)係統的回流(liú)比一般較傳(chuán)統活性汙泥工藝大,主要是因為生物硝化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(xiǎo),活性汙泥在二沉池的停留時間就較長,容易產生反硝化,導致(zhì)汙泥(ní)上浮。通常回流比控製在50~100%。
3、水力停留時間
生物硝化曝氣池的水力停留時間也(yě)較活性汙(wū)泥工(gōng)藝長(zhǎng),至少應在8h以上。這(zhè)主要(yào)是因為硝化速率較有機汙染物的去除率低得(dé)多,因而需要更長的反(fǎn)應時間。
4、BOD5/TKN
TKN係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(xiāo)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(dī);反之(zhī),BOD5/TKN越小,硝化效率越(yuè)高。很多城市汙水處理廠(chǎng)的運行實踐發現,BOD5/TKN值*佳(jiā)範圍為2~3左右。
5、硝化速率
生物(wù)硝化係統一個專門的工藝參數是硝化速率,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(xiǎo)取決於(yú)活性汙泥中硝化細菌所(suǒ)占的(de)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(shí)即停止生命活動,且硝化細菌的攝氧速率較分解有機物(wù)的細菌低得(dé)多,如果不保持充足的氧量,硝化細菌將“爭奪(duó)”不到所需(xū)要的氧。因此,需保持生物池好(hǎo)氧區的溶解氧在(zài)2mg/L以上,特殊情況(kuàng)下溶解(jiě)氧含量還需提高。
7、溫(wēn)度
硝化(huà)細菌對溫度的變化也很敏感,當汙水溫度低於15℃時,硝化速率會明顯下降(jiàng),當汙水溫度(dù)低(dī)於5℃時(shí),其生理活(huó)動(dòng)會完(wán)全停止。因(yīn)此,冬季時汙水處理廠特別是北方地(dì)區的(de)汙水處理廠出(chū)水氨氮超標的現象較為明顯。
8、pH
硝化細菌對pH反應很(hěn)敏感,在pH為8~9的範圍內,其(qí)生物活性*強,當pH<6.0或>9.6時,硝化菌的生物(wù)活性將受到抑製並趨於停止。因此,應盡量控(kòng)製生(shēng)物硝化係統(tǒng)的混合液pH大於7.0。
3、總(zǒng)氮超標
汙水脫氮是在生物硝化工藝基礎上,增加生物反硝化工藝(yì),其中(zhōng)反硝化工(gōng)藝是指汙水(shuǐ)中的硝酸鹽,在缺氧條件下(xià),被微(wēi)生(shēng)物(wù)還原為氮氣的生化反應過程。
導致(zhì)出水總氮超標的原因(yīn)涉及許多方麵,主要有:
1、汙泥負荷與汙泥(ní)齡(líng)
由於生物硝(xiāo)化是生物反硝化的前提,隻有良好的硝化,才能獲得高效而穩定的的(de)反硝化。因而,脫氮係統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(bǐ)
生物反硝化係統外回流比較(jiào)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分已被脫去,二沉池中NO3--N濃度(dù)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很小。另一方麵,反(fǎn)硝化係統汙泥沉速較(jiào)快,在保證(zhèng)要求回流汙泥濃(nóng)度的前提下,可以降低回流比,以便延長汙水在曝氣池內的停留時間。
運行良好的汙水(shuǐ)處理廠,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、反硝化速率
反硝化速率係指單(dān)位活性汙泥每天(tiān)反硝化的硝酸鹽量。反硝化速率與溫(wēn)度(dù)等因素有關,典型值為0.06~0.07gNO3--N/gMLVSS×d。
4、缺氧區溶解氧
對(duì)反硝化來說,希望DO盡量低,*好是零,這樣(yàng)反硝化細菌可以“全力”進行(háng)反硝化,提高(gāo)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(de)DO控製(zhì)在0.5mg/L以下,還是(shì)有困難的,因此也就影響了生物反硝(xiāo)化的過程,進而影響出水總氮指(zhǐ)標。
5、BOD5/TN
因為反(fǎn)硝化細菌是在分解有機物的過程中進行反硝化脫氮的,所以進入(rù)缺氧區的(de)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。由於(yú)目前許多汙水(shuǐ)處理廠(chǎng)配套管網建設滯後,進廠BOD5低於設計值,而氮、磷等指標則相(xiàng)當(dāng)於或高(gāo)於設計值,使得進水碳源無法滿足反硝化對碳源的需求,也導致(zhì)了出水總氮超標的情況時有發生。
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(de)範圍內(nèi),均能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(fǎn)硝化細菌對溫度變化雖不如硝化細菌那(nà)麽(me)敏感(gǎn),但反硝化(huà)效果也會隨溫度變(biàn)化(huà)而(ér)變化(huà)。溫度越高,反硝化速率(lǜ)越高,在30~35℃時(shí),反硝化速率增至*大。當低於15℃時,反硝化速率(lǜ)將明(míng)顯降低,至5℃時,反硝化將趨於停止。因此,在冬季要保證脫氮效果,就必須增大SRT,提(tí)高汙泥(ní)濃(nóng)度或增加投運池數(shù)。
4、總磷超標(biāo)
城市汙水處(chù)理廠除磷主(zhǔ)要是依靠生物除磷(lín),即在好氧段前增加厭(yàn)氧段,使聚磷菌交替(tì)處於厭氧和好(hǎo)氧狀態,實現磷酸(suān)鹽的釋放與吸收,並(bìng)通過排放剩餘汙泥(ní)來達到除磷目的。在生物除磷難以達標的條件下,還可以考慮投加化學藥劑來輔助除磷。化學除磷(lín)主(zhǔ)要是通過混(hún)凝、沉澱(diàn)和過濾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(chāo)標的原因涉及許多方麵,主要有:
1、汙泥負(fù)荷與汙泥齡
厭氧-好氧(yǎng)生物除磷工藝是(shì)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較多。因而,在汙泥含磷量一定的(de)條件下,除磷(lín)量也就越多,除磷效果(guǒ)越好。
對(duì)於以除磷為主要目的生(shēng)物係統,通常F/M為(wéi)0.4~0.7kgBOD5/kgMLSS×d,SRT為3.5~7d。但是,SRT也不能太(tài)低,必須以保證BOD5的有效去除為前提。
2、BOD5/TP
要保證除磷效果,應控(kòng)製進入厭氧區的汙水中BOD5/TP大於(yú)20。由於聚磷(lín)酸菌屬不動菌屬,其生理活動較弱(ruò),隻(zhī)能攝取有機物中(zhōng)極(jí)易(yì)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謝。但(dàn)許多城市汙水(shuǐ)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的需要,影響了生物除磷的效果。
3、溶解氧
厭氧區應保持(chí)嚴格(gé)厭氧狀態,即溶(róng)解氧低於0.2mg/L,此時聚磷菌才能進(jìn)行磷的有效釋(shì)放,以保證後續處理效果。而好氧區(qū)的(de)溶解氧需保持在2.0mg/L以上,聚磷菌才能(néng)有效吸磷。因此(cǐ),對於厭(yàn)氧區和好氧區溶解氧的控製不當,將會極大影(yǐng)響生物除磷的效果。另外,有些(xiē)汙水處理廠的進水為河道水,汙水中溶解氧含量(liàng)較高,若直接進入厭氧區,則不利於厭氧狀態的控製,影響了(le)聚磷菌放磷效果。
4、回流比
厭氧-好氧除磷係統(tǒng)的的回流比不(bú)宜太低,應保持足夠的回(huí)流比,盡快將(jiāng)二沉池內的汙泥排(pái)出,防止聚磷菌在二(èr)沉池內遇到厭氧環境發生磷的釋放。在保(bǎo)證快速排(pái)泥的前提下,應盡量降低回流比,以(yǐ)免(miǎn)縮短汙泥在厭氧區的實(shí)際停留時間,影響磷的釋放。
在厭氧-好氧除磷係(xì)統中,若汙泥沉降性能良(liáng)好,則(zé)回流比在50~70%範圍內,即可保證快速排泥。
5、水力停留時間
汙水在厭氧區的水力停留時間一般在1.5~2.0h的範圍(wéi)內。停留時間太短,一是不能保(bǎo)證磷的有效(xiào)釋放,二是汙泥中的兼性酸化菌不能充分地將汙水中的大分子(zǐ)有(yǒu)機物(wù)分解成低級脂肪酸,以供聚磷菌攝取(qǔ),從而也影響了磷的釋放。
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(yǒu)利於(yú)磷(lín)的釋放,高pH有利於磷的吸收,而除磷效果是磷釋放和吸收的綜合。因此在生物除磷係統中,宜將混合(hé)液的(de)pH控製在6.5~8.0的範圍內。
由於對出(chū)水總磷指標要(yào)求的不斷提高,除生物除磷外,化學除(chú)磷也得到越來越多地應用。但化學除磷在提高除磷(lín)效果的同時,也會因投(tóu)加化學藥劑(jì)而使剩餘汙泥量大大增加,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(jì)的投(tóu)加點與投加量,並及時(shí)調整,確保出水磷含量穩定達標,並盡可能降低藥耗。
5、懸浮物超標
出水中的懸浮物指標是否達(dá)標,主要取決於生物係統汙泥的質量是否良好、二沉池的沉澱效果以及汙水(shuǐ)處理廠的工藝(yì)控製是否恰當。
造成二沉(chén)池(chí)出水(shuǐ)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(zé)恰當是出水懸浮固體指標會否超標的重要因(yīn)素(sù)。許多(duō)城市汙水處理廠在設計之初,為節約建設成本,將水力停留時間大大縮短,並盡量(liàng)提高其水力表麵負荷,造成(chéng)運行時二沉池(chí)經常出現翻泥現象,致使出水懸(xuán)浮固體超標。
另外,某些汙水(shuǐ)處(chù)理(lǐ)廠由於實際工(gōng)藝調整需要(yào),需將生物池汙泥濃度控製在較高(gāo)的水平(píng)時(shí),也會造成二(èr)沉池固體表麵負荷過大,影響出水(shuǐ)水質(zhì)。因此(cǐ),一般認為應對二沉池的這幾個工藝參數(shù)的設置留有較(jiào)大的餘地,以利於汙水處理廠工藝的控製與調整。
一般來說,影響沉澱池沉澱效果的主要工藝參數為水力停留時間、水力表麵負荷(hé)和汙泥通量。
1、二沉池水力停留時間
汙(wū)水在二(èr)沉池的水力停留時間長短,是二沉池(chí)運(yùn)行的重要參數。隻有足(zú)夠的停留時間,才能保證良好的絮凝效果,獲得較高的(de)沉澱效率。因此,建議二沉池的水力(lì)停留時間設置在3~4h左右(yòu)。
2、二(èr)沉池水力表麵負荷
對於一(yī)座沉澱池來說,當進水量(liàng)一定時,它所能去除的顆粒的大小也是一定的(de)。在所能去除的這些顆粒中,*小的那(nà)個顆粒的沉速正好等於這座沉澱池的水力表麵負荷。因此,水力(lì)表麵負荷越小,所能去除的顆粒就越多,沉澱效率(lǜ)就越高,出水懸浮物的指標就越低。設計二沉池較小的水力表麵負荷,有利於汙泥等(děng)懸浮固體的有效沉澱。一般建議二沉池的水(shuǐ)力表麵負荷(hé)控製在0.6~1.2m3/m2×h。
3、二沉池固體表麵負荷(hé)
二沉池的固體(tǐ)表麵負荷(hé)的(de)大小,也是影響二沉池沉澱(diàn)效果的重要因素(sù)。二沉池的固體表(biǎo)麵負荷越小,汙泥(ní)在(zài)二沉池的濃縮效果越好。反之,則汙泥在二沉池的濃縮效果(guǒ)越(yuè)差(chà)。過大的固體表麵負荷會造成二(èr)沉池泥(ní)麵過高,許多(duō)汙泥絮(xù)體來不及沉澱就隨汙水(shuǐ)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(yí)超(chāo)過150kgMLSS/m2×d。
4、活性汙泥質量
活性汙泥質量的(de)好壞(huài)是影響(xiǎng)出水(shuǐ)懸浮物是否超標的重要因(yīn)素(sù)。高質量的活性汙泥主要體現在(zài)四個方麵:良(liáng)好的吸附性能,較高的生物(wù)活性,良好的(de)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(xìng)汙泥絮體上,並進一步被吸附到細菌表麵附近才能被(bèi)分解代謝,因而吸附性能較差的活性汙泥去除膠態汙染物質的能力也差。活(huó)性汙泥的生物活性係指汙泥絮體內的微生物分解代謝有機汙染物的(de)能力,生物活性較差的活性汙泥(ní)去除有機汙染物的速度必然較慢。
隻有沉降性能良好的活性汙泥才能在二沉(chén)池得以有效地泥水分(fèn)離。反(fǎn)之,如果汙(wū)泥沉降性能惡化,分離效果必然降低,導(dǎo)致二沉池出(chū)水(shuǐ)渾濁,SS超標,嚴重時還可能導致活性汙泥(ní)的大量流失,使係統內生物量不(bú)足,繼而又影響對有機汙染物的分解代謝效果。隻有活性汙泥(ní)具有(yǒu)良好的濃縮(suō)性能,才能在二沉池(chí)得到較高的排泥濃度。反之,如果濃縮性(xìng)能較差,排泥濃度降低,就要保證足夠的回流汙泥量,提高回流(liú)比。但是(shì),提高回流比會縮短汙水在曝氣池的實際(jì)停留時間,導致曝氣時間不足(zú),影(yǐng)響(xiǎng)處理效(xiào)果。
5、進水SS/BOD5
生物係統活性汙泥中MLVSS比例與進水SS/BOD5有很大的關(guān)係,當進水SS/BOD5高(gāo)時,生物係統(tǒng)活性(xìng)汙泥中MLVSS比例則低,反(fǎn)之則高(gāo)。根據運行(háng)經驗來看,當SS/BOD在1以下時,MLVSS比例可以維持在50%以上,當SS/BOD5在5以上時(shí),VSS比例將會下降到20~30%。當(dāng)活性汙泥中MLVSS比例較低時,為了保證硝化效果係(xì)統就必須維(wéi)持較(jiào)高的泥齡(líng),汙泥老化情況較明顯,導致出(chū)水SS超標。
6、有毒物質
入流汙水中含有強酸、強堿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(jiě)體,造成汙泥無(wú)法沉澱,出水懸浮物(wù)超標。解決活(huó)性汙泥中毒問題的根本辦法就是加強對上(shàng)遊汙染源的(de)管理。
7、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(huó)性汙泥中微生物的活性,冬季溫度較低時,如不(bú)采取調控措施,處理效果會下降。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(shí),會使活性汙泥由於黏度增大而(ér)降低沉降性能等(děng)。