出水不達標(biāo)?我整理了全部影響因素(sù)!涉及COD、氨氮、TN…
來源:科柏(bǎi)盛環保 發布時間(jiān):2022-09-08
在汙水處理過程(chéng)中(zhōng),會遇到各種各樣的汙水問題,比如:COD、氨氮、TN、SS等出水指標不達標,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本的(de),來總結運營過程中會遇(yù)到出水不達標的問題!
一、有機物超標
傳統活(huó)性汙泥工藝的主要功效是去除城市汙(wū)水中的(de)有機(jī)汙染物質,設計與運(yùn)行良好的活性汙(wū)泥工藝,出水BOD5和SS均可小於20mg/L。
影響有機物處理效果的因素主要有:
1、營養物
一般城市汙水中的(de)氮磷等營養元素都(dōu)能夠滿足微生物(wù)需要,且過剩很多。但工業廢水所占比例較大(dà)時,應注意核算碳(tàn)、氮、磷(lín)的比例是否(fǒu)滿足100:5:1。如果汙水中缺氮(dàn),通常(cháng)可投加銨鹽。如果汙水中缺磷(lín),通常可投加磷酸或磷酸鹽。
2、pH
城市汙水的pH值是呈中性,一般為6.5~7.5。pH值(zhí)的微小降(jiàng)低可能是(shì)由於城市汙水輸送管道中的厭氧發酵。雨季時較大的pH降低往往是城(chéng)市酸雨造成的,這種情況在合流製係統中尤為突出。pH的突然大幅度(dù)變化,不論(lùn)是升高還是降低,通常(cháng)都是由工業廢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(huò)硫酸,但這(zhè)將大大增加(jiā)汙水處理(lǐ)成本(běn)。
3、油脂
當(dāng)汙水中油類物質含(hán)量較高時,會(huì)使曝氣(qì)設備的曝氣效率降低,如不增加曝氣量就(jiù)會使處(chù)理效率降低,但增加曝氣量(liàng)勢必增加汙水處理成本。另外(wài),汙水(shuǐ)中較高(gāo)的油脂含量(liàng)還會降低活性汙泥的沉降(jiàng)性能,嚴重時會成為(wéi)汙(wū)泥膨脹(zhàng)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(duàn)增加除油裝置。
4、溫度
溫度對(duì)活性汙泥工藝的影響是很廣泛的。*先,溫度會影響活性汙(wū)泥(ní)中(zhōng)微生物的活性,在冬季溫度較低時,如不采取(qǔ)調控措施,處理效果(guǒ)會下降。其次,溫度會影響二沉池的分離性能,例如溫度變化會使沉澱池產生異重流,導致短流;溫度降低會(huì)使活性汙泥由於粘度增大(dà)而降低沉降(jiàng)性能;溫度變化(huà)會影響曝氣(qì)係統的效率,夏季(jì)溫度升高時,會由於溶解氧飽和(hé)濃度的降低,而使充氧(yǎng)困難(nán),導(dǎo)致曝氣效率的下降,並會使空氣密度降低,若要保證供氣(qì)量(liàng)不(bú)變,則必須增大供氣量。
二、氨氮(dàn)超(chāo)標
汙(wū)水中(zhōng)氨氮的去除主要是在傳統活性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(fù)荷。
導致出(chū)水氨氮超標的原(yuán)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(yī)般在(zài)0.05~0.15kgBOD/kgMLVSS·d。負荷越低,硝化進行得越(yuè)充分,NH3-N向NO3--N轉化的效率(lǜ)就越高(gāo)。與低負荷相對(duì)應,生物硝化係統(tǒng)的SRT一般較長,因(yīn)為硝(xiāo)化細菌世代周期較長,若生物(wù)係(xì)統(tǒng)的汙泥停留時間過短,即(jí)SRT過短,汙泥(ní)濃度較低時,硝化細菌就培養不(bú)起來,也就(jiù)得不到硝化效果。SRT控製在多少,取決於溫度(dù)等因素。對於以脫氮為(wéi)主要目的生物(wù)係統,通常SRT可取(qǔ)11~23d。
2、回流比(bǐ)
生物硝化係統的回流比一般較傳(chuán)統(tǒng)活性(xìng)汙泥工藝大,主要是因為生物硝化(huà)係(xì)統的活性汙泥混合液中已含有大量的硝酸(suān)鹽(yán),若回流比太小,活性(xìng)汙泥在二沉池(chí)的停留時(shí)間(jiān)就較長(zhǎng),容易產生反硝化,導致(zhì)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(qì)池的水力停(tíng)留時間(jiān)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(huà)速率較有機汙染(rǎn)物的去(qù)除率(lǜ)低得多,因(yīn)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,入流汙水中BOD5/TKN是影(yǐng)響硝化效果的一個重要因(yīn)素。BOD5/TKN越大,活性汙泥中硝化細菌所占的比例越小,硝化速率(lǜ)就越小,在同樣運行條(tiáo)件下硝化效(xiào)率就越低;反之,BOD5/TKN越小,硝化效率越高。很多城市(shì)汙水處理廠的運行實踐發現,BOD5/TKN值*佳範(fàn)圍為(wéi)2~3左右。
5、硝化速(sù)率
生物硝化係統一個專門的工(gōng)藝參(cān)數是硝化(huà)速率,係指單位重量的活性汙泥每(měi)天(tiān)轉化的氨氮量。硝化速率的大小取(qǔ)決於活性(xìng)汙泥中硝化細菌所占的比例,溫度等很多因(yīn)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(wú)氧時即停止生命活(huó)動,且硝化細菌的攝(shè)氧速率較分解有機(jī)物的細菌低得多,如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,需保持生物池好氧區的(de)溶解氧在2mg/L以上,特殊情況下溶解氧含(hán)量(liàng)還需提高。
7、溫度
硝化(huà)細菌對溫度(dù)的變化(huà)也很敏感,當(dāng)汙水溫度低於(yú)15℃時,硝(xiāo)化速率會明顯下降,當汙水溫度低於5℃時,其(qí)生(shēng)理活動會完全停止。因此,冬季時汙水處理廠特(tè)別是北方地區的汙水處理廠出水氨氮超標的現象較為明顯。
8、pH
硝化細菌對pH反應很敏(mǐn)感,在pH為8~9的範圍(wéi)內,其生物活性*強,當pH<6.0或>9.6時,硝化菌的生物活性將受到抑製並趨於停(tíng)止(zhǐ)。因此(cǐ),應盡量控製生物硝化係統的混合液pH大於(yú)7.0。
三、總氮超標
汙水脫氮是在生物硝(xiāo)化(huà)工藝基礎上,增加生(shēng)物反硝(xiāo)化工藝,其中(zhōng)反硝化工藝是指汙水中的硝酸鹽,在缺氧條件下,被(bèi)微(wēi)生物還原(yuán)為氮氣的生化反(fǎn)應(yīng)過程。
導致出水總(zǒng)氮超標的原因涉及(jí)許多方麵,主(zhǔ)要有:
1、汙泥負荷與汙泥齡
由於生物硝化是生物(wù)反硝化的前提,隻有良好的硝化,才能獲得高效而穩定的的反硝化。因而,脫氮係統也必須采用低負(fù)荷或超低負荷,並采用高汙泥齡(líng)。
2、內外回流比
生物反硝化係統外回流比較單純生物(wù)硝化係統要小些,這主要是入(rù)流汙水中氮絕大部分已被(bèi)脫去,二(èr)沉池中NO3--N濃度不高。相對來說,二沉池由於反硝化導致汙泥上浮的危險(xiǎn)性已(yǐ)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(nóng)度的前提下,可以降低回流比(bǐ),以便延長(zhǎng)汙(wū)水(shuǐ)在曝氣池內的停(tíng)留時間。
運行良好的汙水處理廠,外回流比可控製在50%以下。而內回流比一般控製(zhì)在300~500%之間。
3、反硝化(huà)速率
反硝化速率係指單位活性汙泥每天反硝(xiāo)化的硝酸鹽量。反硝化速率與(yǔ)溫度等(děng)因素有關,典型(xíng)值為0.06~0.07gNO3--N/gMLVSS×d。
4、缺氧區溶解氧
對反硝化來說(shuō),希望DO盡量低,*好是零,這(zhè)樣反硝化細菌可以“全力”進(jìn)行反硝化,提高(gāo)脫氮效率。但從汙(wū)水處理廠的實際運營情況來看,要把缺氧區的DO控製在0.5mg/L以下,還是有困難的,因(yīn)此也就影響了生物反硝化的過程,進而影(yǐng)響(xiǎng)出水總氮指標。
5、BOD5/TN
因(yīn)為反硝化細菌是在分解有機(jī)物的過(guò)程中進行反硝化脫氮的,所以進(jìn)入缺氧區的汙水中必須(xū)有充足的有機物,才能保證反硝化的順利進行。由於目前許多汙水處理廠配套(tào)管網(wǎng)建設滯後,進廠BOD5低於設(shè)計值,而氮、磷等指標則相當於或(huò)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(chāo)標的(de)情況時有發生。
6、pH
反硝化細(xì)菌(jun1)對pH變化不如硝化細菌敏感(gǎn),在pH為6~9的範圍內,均能進行正常的生理代謝,但(dàn)生物反硝化的*佳pH範(fàn)圍為(wéi)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,但反硝化效(xiào)果(guǒ)也會(huì)隨溫(wēn)度變化而(ér)變化(huà)。溫度越高,反硝化(huà)速率越(yuè)高,在30~35℃時,反硝化速率(lǜ)增至*大。當低於15℃時,反硝化速率將明(míng)顯降低,至(zhì)5℃時,反硝化將趨(qū)於停止。因此,在冬季要保證脫(tuō)氮效果,就必須增大(dà)SRT,提高(gāo)汙泥濃度或增加投運池數。
四、總磷超標
城市汙水處理廠除磷主要是依靠生物除磷,即在(zài)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(shí)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。在生物除磷難以達標的條件(jiàn)下,還可(kě)以考(kǎo)慮投(tóu)加化學藥劑來輔助除磷。化學除磷主要是(shì)通過混凝、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標的原因涉(shè)及許多方麵(miàn),主要有:
1、汙泥負荷(hé)與汙泥(ní)齡
厭氧-好氧生物除磷工藝是(shì)一(yī)種高F/M低SRT係統。當F/M較高,SRT較低時,剩餘汙泥排放量也就較多。因而(ér),在汙泥含(hán)磷量一定的條件下,除磷量也就(jiù)越多,除磷效果越好。
對於以除磷為主要(yào)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(xū)以保證BOD5的有效去除為前提。
2、BOD5/TP
要(yào)保(bǎo)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(lín)酸菌屬不動菌(jun1)屬,其生理活動較弱,隻能攝取有機物中極易分解的部分。因此,進水中應保(bǎo)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廠實際進水存在碳源偏低,氮、磷等濃(nóng)度(dù)較高等現象,導致(zhì)BOD5/TP值無法滿足生(shēng)物除磷的需要,影響了生物除(chú)磷的效果。
3、溶解氧
厭氧區(qū)應保持嚴格厭氧狀態(tài),即溶解氧低於0.2mg/L,此時(shí)聚磷菌才能進行磷的有效釋放,以保(bǎo)證後續處(chù)理效(xiào)果。而好氧區的(de)溶解氧(yǎng)需保(bǎo)持在2.0mg/L以上,聚(jù)磷菌才(cái)能有效吸磷。因此,對於厭氧區和好氧區溶解氧的控製(zhì)不當(dāng),將(jiāng)會極大影響(xiǎng)生物(wù)除磷(lín)的效果。另外,有(yǒu)些汙水處(chù)理廠的進水為河道水,汙水中溶解氧含量較高,若直接(jiē)進入(rù)厭氧區,則不利於厭氧狀態的控製,影響了聚磷菌放(fàng)磷效(xiào)果。
4、回流比
厭氧-好氧除磷係(xì)統的的回(huí)流比不宜(yí)太低,應保(bǎo)持(chí)足夠的回流比,盡快將二沉池(chí)內的汙泥排出,防止聚磷(lín)菌在二沉池內遇到(dào)厭氧環境發生磷的釋放。在保證快速排泥的前提下,應盡量降低回流比,以免縮短汙泥在厭(yàn)氧(yǎng)區的實際停(tíng)留時間,影響磷的釋放。
在厭氧-好氧(yǎng)除磷係(xì)統中,若汙泥沉降性能良好,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(yàn)氧區的水(shuǐ)力停留時間一般(bān)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(wū)泥中(zhōng)的兼性酸化菌不能充分地將汙水中的大分子有機物分解成低級脂肪(fáng)酸,以供聚磷菌(jun1)攝取(qǔ),從(cóng)而也影響了磷的(de)釋放。
汙水在好氧區的停留時間一般在4~6h,這樣即(jí)可保(bǎo)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)水總磷指標要求的不斷提高,除生物除磷外,化學除(chú)磷也得到越(yuè)來越多的應用。但化學除磷在提高除磷效果的同時,也(yě)會因投加化學藥劑而使(shǐ)剩餘汙泥量大大增加,進而增加汙泥處理量與泥餅(bǐng)處置量。
實際中(zhōng)應根據實驗來確定化(huà)學藥劑的投加點(diǎn)與投加量(liàng),並及時(shí)調整,確保出水磷含量穩定達標,並盡(jìn)可能降低藥耗。
五、懸(xuán)浮物超標
出水中的懸浮物指(zhǐ)標是否達標,主要取決於(yú)生物(wù)係統汙泥的質量是否良好、二沉池的沉澱效(xiào)果以及汙水處理廠的工藝控製是否恰當。造成(chéng)二沉池出(chū)水懸浮物超標的原因有以下幾個方麵:二沉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(shì)汙水(shuǐ)處理(lǐ)廠在設計之初,為節約建設成本,將水力停留時間大大縮短,並盡量提高其水(shuǐ)力表麵負荷(hé),造成(chéng)運行時二(èr)沉池經常出現翻(fān)泥現象,致使(shǐ)出水懸浮固體超標。
另(lìng)外,某(mǒu)些汙水處理廠由於實際工藝(yì)調(diào)整需要,需將生物池汙泥濃度控製在較(jiào)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(shuǐ)質(zhì)。因此,一般(bān)認為應對(duì)二沉池的(de)這幾個工藝參(cān)數(shù)的設置留有(yǒu)較大的餘地,以利於汙水處理廠工藝的控製與調整。
一般(bān)來說,影響沉澱池沉澱效果的主要工藝參數為水力(lì)停留時間、水力表麵負荷和汙泥通量。
1、二沉(chén)池水力停留時間
汙水在二沉池的水力停留時間(jiān)長短,是二沉池運行(háng)的重要參數。隻(zhī)有(yǒu)足夠(gòu)的停留時間(jiān),才能保證良好的絮凝效果,獲得較高(gāo)的沉澱效率(lǜ)。因(yīn)此(cǐ),建議二沉(chén)池(chí)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,它所能去除的顆粒的大小也(yě)是(shì)一定的。在所能去(qù)除的這些顆粒中,*小的那個顆(kē)粒的沉速正好等(děng)於這座沉澱池的水力表麵負荷。因此,水力表麵負荷越小(xiǎo),所能去除的顆粒就越多(duō),沉澱效率就越高,出(chū)水懸浮物的(de)指(zhǐ)標就(jiù)越低。設(shè)計二沉池較小的水力表(biǎo)麵負荷,有利於汙(wū)泥(ní)等(děng)懸浮固體的有(yǒu)效沉澱。一般建議二沉池的水(shuǐ)力表麵負荷控製在0.6~1.2m3/m2×h。
3、二沉池固體表麵(miàn)負荷
二沉(chén)池的固體表麵負荷的大小,也是影響二沉池(chí)沉澱效果的重要因素(sù)。二(èr)沉池的固體表麵負荷越小,汙(wū)泥在二沉池的濃縮效果越好(hǎo)。反之,則(zé)汙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高,許多汙泥絮體來不及沉澱就隨汙水流出,影(yǐng)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、活性汙泥質量(liàng)
活性汙泥質量的好壞是影響(xiǎng)出水懸浮(fú)物是否超標的重要因素。高質量的活性汙泥主要體現在(zài)四個方麵:良好的吸(xī)附性(xìng)能,較高的生物活性,良好(hǎo)的沉降性能以及良好的濃縮性能。
膠體狀態的汙(wū)染物*先(xiān)必須被吸附到活性汙泥(ní)絮體上,並(bìng)進一步被吸附到細菌表麵附近才能被分解代謝,因而(ér)吸附性能較差的活性汙泥去除膠態汙染物質的能(néng)力也差。活性汙泥的生物活性係(xì)指汙泥絮體內的微生物分解代(dài)謝有機汙(wū)染物的能力,生物活性(xìng)較差(chà)的活性汙泥去除有機汙染物的速度必然較慢。
隻有沉降(jiàng)性能良好的活性汙泥才能在二沉池得以有效地泥水分(fèn)離。反之,如果汙泥沉降性能惡化,分離(lí)效(xiào)果必然降低,導致二沉池出水渾濁,SS超標,嚴重時還可能(néng)導(dǎo)致活(huó)性汙泥的大量流失(shī),使係統內生物量(liàng)不足,繼而又影響對有機汙染物的分解代謝效(xiào)果。隻有活性汙泥具有良好的濃(nóng)縮(suō)性能,才能在二(èr)沉池得到較高的排(pái)泥濃度。反之,如果(guǒ)濃縮性能較差,排泥濃度降低,就要(yào)保證足夠的回流汙泥量,提高回流比。但(dàn)是,提高回流比會縮短汙水(shuǐ)在(zài)曝氣池的實際停留時間(jiān),導(dǎo)致曝氣時間不足,影響處理(lǐ)效果。
5、進水SS/BOD5
生物係統活性汙泥中MLVSS比(bǐ)例與進水SS/BOD5有很大的關係,當進水SS/BOD5高時,生物係統活(huó)性汙泥中MLVSS比例則低,反之則高(gāo)。根據運行經驗來看,當SS/BOD在1以下時,MLVSS比例可以維持在50%以上(shàng),當SS/BOD5在5以上時,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(xì)統就必須(xū)維持較高的泥齡,汙泥(ní)老化情況較明顯,導致出水SS超標。
6、有毒物(wù)質
入流汙(wū)水中含有強酸、強堿或重金屬等有毒(dú)物質將會使活性汙泥中毒,失去處理功效,嚴重的甚至發(fā)生汙泥解體,造成汙泥(ní)無法沉澱,出水懸浮物超標。解決活性汙泥中毒問題(tí)的根本辦法就是加強對上遊汙染源的管理。
7、溫度
溫度對活性汙泥工藝的影響是很(hěn)廣泛的。*先,溫度會影響活性汙泥中微生物的活性,冬季溫(wēn)度較低時(shí),如不采取調控措施,處理效果會(huì)下降。其次,溫度(dù)會影響二沉池(chí)的的分(fèn)離功能。如溫度的變化會使二沉池產生異(yì)重流,導致短流現象發生;溫度降低時,會(huì)使活(huó)性(xìng)汙泥由於黏度增大而降低沉降性能等。