你的出水(shuǐ)為(wéi)什麽不達標?一文了解5大原因
來源:人妻系列电影(shèng)環保 發布時間:2020-07-03
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等出水指標不達標(biāo),因生化處理的原理都(dōu)是相同的,所以(yǐ)本文以生活汙(wū)水(shuǐ)作為研究藍本的,來總結運營過程中會遇到出(chū)水不達標的問題!
1、有機物超標(biāo)
傳統活性汙(wū)泥工藝的主(zhǔ)要功效是去除城市汙水中(zhōng)的有機汙染物質,設計與(yǔ)運(yùn)行良好的活性(xìng)汙泥工藝,出水BOD5和SS均可小於20mg/L。
影(yǐng)響有機物處理(lǐ)效果的因素主要有:
營養物
一般城市汙水中的(de)氮磷等營養元素都能夠滿足微生物需要(yào),且過剩很多。但工業廢水(shuǐ)所占比例較大時,應注意核算碳、氮、磷的比例是否(fǒu)滿足100:5:1。如(rú)果汙水中缺氮,通常可投加銨(ǎn)鹽。如果(guǒ)汙水中缺磷,通常可投加磷酸或磷酸鹽(yán)。
pH
城市汙水的pH值是呈中性(xìng),一(yī)般(bān)為6.5~7.5。pH值的微小降低可能是由於城市汙水輸送(sòng)管道中(zhōng)的(de)厭氧發酵。雨季時較(jiào)大的pH降低往(wǎng)往是城市酸雨造成的,這種(zhǒng)情況在合流製係統中尤為突出。pH的突(tū)然大幅度(dù)變化,不論是升高還是降低,通常都是由(yóu)工業廢水的(de)大量排入造(zào)成的。調節汙水pH值,通常(cháng)是(shì)投加氫氧化(huà)鈉或硫酸,但這將大大增加汙水(shuǐ)處(chù)理成本。
油脂
當汙水中油類物質含量(liàng)較高時,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(liàng)勢必(bì)增加汙水處理成本。另外,汙水中較高的油(yóu)脂含量還會降低活性汙(wū)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。對油(yóu)類物質含量較高的進水,需要在預處理段增加除油裝置。
溫度
溫度(dù)對活性(xìng)汙(wū)泥工藝的影響是(shì)很(hěn)廣泛(fàn)的。*先(xiān),溫度會影響(xiǎng)活性汙泥(ní)中微(wēi)生物的活性,在冬季溫度較低時,如不采取調控措施,處理效果會下降。其次,溫度(dù)會影響二沉池的(de)分離性(xìng)能,例如溫度變化(huà)會使沉澱池產生異重(chóng)流,導致短流;溫度(dù)降低會使活性(xìng)汙泥由於粘度增大而降(jiàng)低沉(chén)降性能;溫度變化會影響曝(pù)氣係(xì)統的效(xiào)率,夏季溫度升(shēng)高時(shí),會由於溶解氧飽和濃度的降低,而使充氧困難,導致曝氣效率的下降,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。
2、氨氮超標
汙水中氨氮的去除主要是在(zài)傳統活性汙泥(ní)法工藝基礎上采用硝化工(gōng)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:
汙(wū)泥負荷與汙(wū)泥齡
生物硝(xiāo)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(xiàng)NO3--N轉化的效(xiào)率(lǜ)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(huà)細菌世代周期較長,若生物係統的(de)汙泥停留時間過短,即SRT過短,汙泥濃度較低時,硝化細菌(jun1)就培養不起來,也就得不到硝化效果。SRT控製在多少,取決於溫度等因素(sù)。對於以脫氮為(wéi)主要目(mù)的生物係統,通(tōng)常SRT可取11~23d。
回流(liú)比
生物硝化係統(tǒng)的回流比一般較傳統活性汙泥工藝大,主要是因為生物硝化係統的活性汙泥混合液(yè)中已含有大量的硝酸鹽,若(ruò)回(huí)流比太小,活性汙泥在二沉池(chí)的停留時間就較長,容易產生反硝化(huà),導致汙泥上浮。通常回流比控(kòng)製在50~100%。
水(shuǐ)力停(tíng)留時(shí)間
生物(wù)硝化曝氣池的水力停留時間也較(jiào)活性汙泥工(gōng)藝長,至少應在8h以上。這主要是(shì)因為硝化(huà)速率較有機汙染物的去除率低得多,因而需要更長的(de)反應時間。
BOD5/TKN
TKN係指水中有機氮與氨氮之和,入流汙水中BOD5/TKN是影響硝化效果的一個重要(yào)因素。BOD5/TKN越大,活(huó)性汙泥中硝化細菌(jun1)所占的(de)比例越小,硝化速率就越小,在同樣運行條(tiáo)件(jiàn)下(xià)硝化(huà)效率(lǜ)就越低;反之(zhī),BOD5/TKN越小,硝化效率越高。很多城市(shì)汙水處理廠的運行實(shí)踐發現,BOD5/TKN值*佳範圍(wéi)為2~3左右。
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(huó)性汙泥每(měi)天轉化的氨氮(dàn)量。硝化速(sù)率(lǜ)的大小(xiǎo)取決於活(huó)性汙泥中硝化細菌所占的比例,溫度等很多(duō)因素(sù),典型值為0.02gNH3-N/gMLVSS×d。
溶解氧
硝化細菌為專(zhuān)性(xìng)好氧菌,無氧時即停止生命活動,且硝化細菌的攝氧速率(lǜ)較分解有機物的細菌低得多,如果不保持充足的氧(yǎng)量,硝化細菌將“爭奪”不到所需要的氧。因此,需保持生物(wù)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。
溫度
硝化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(shuǐ)溫度低於5℃時,其生理活動會完全停止(zhǐ)。因此,冬季時汙水處理(lǐ)廠特別是北方地區(qū)的汙水處理廠出水氨氮(dàn)超標的現象較為明顯。
pH
硝化細菌對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(xiāo)化菌的生物活性將受到抑製並(bìng)趨於停止。因此,應盡量控製生(shēng)物硝化係統的混合液pH大於7.0。
3、總氮超標(biāo)
汙水(shuǐ)脫氮是(shì)在生物硝(xiāo)化工藝(yì)基礎上,增加生物反硝化工藝,其中(zhōng)反硝化工藝是指汙水中的硝酸鹽(yán),在缺氧條件下,被微生物還原為氮(dàn)氣的生化反應過程。
導致出水總氮超標的原因涉及許多方麵,主要有:
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,才能獲得高效而穩定的的反硝化。因而(ér),脫氮係統也必須采用低負荷或超(chāo)低(dī)負荷,並采用高(gāo)汙泥齡。
內外回流(liú)比
生物反硝化係統外回流(liú)比較單(dān)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脫(tuō)去,二沉池中NO3--N濃度不(bú)高。相(xiàng)對來說,二沉池由於反硝化導致(zhì)汙泥上浮的危險性已很小。另一方麵,反硝化係統汙泥沉速較快,在保(bǎo)證要求回流汙泥濃度的前提下,可(kě)以降低回流比,以便(biàn)延長汙水(shuǐ)在曝氣池內的停留(liú)時間。
運行良好(hǎo)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在300~500%之間。
反硝化(huà)速率
反(fǎn)硝化速(sù)率係指單位活性汙泥每(měi)天反硝化的硝酸鹽量。反硝化速率與溫度等因素有關,典型值(zhí)為0.06~0.07gNO3--N/gMLVSS×d。
缺氧區(qū)溶解氧
對反硝化(huà)來說(shuō),希望DO盡量低,*好是零,這樣反(fǎn)硝化細菌可以“全力”進(jìn)行反硝(xiāo)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(guò)程,進而(ér)影響出水(shuǐ)總氮指標。
BOD5/TN
因(yīn)為(wéi)反硝化(huà)細菌是在分解有機物的過程中進行反硝化脫氮(dàn)的,所以進入(rù)缺氧(yǎng)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(shuǐ)處(chù)理廠配套管網建設滯後,進廠BOD5低於設計值,而氮(dàn)、磷(lín)等指標(biāo)則相當於或高於設計值,使得進水碳源無(wú)法滿(mǎn)足反硝化對碳源的需求,也導致了出水總氮超標的情況時有(yǒu)發生。
pH
反硝化細菌對pH變化不(bú)如硝(xiāo)化細菌(jun1)敏感,在pH為6~9的範圍(wéi)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。
溫度
反硝化細菌(jun1)對溫度變化(huà)雖不如硝化細菌那麽敏感,但反硝化效果也(yě)會隨溫度變化而變化(huà)。溫度越高,反硝化速率越高,在30~35℃時,反硝化速率增至(zhì)*大。當低(dī)於15℃時,反(fǎn)硝化速率將(jiāng)明顯降低,至5℃時,反硝化將趨於停止。因此,在冬(dōng)季(jì)要保證脫氮(dàn)效果,就必須(xū)增大SRT,提高(gāo)汙泥濃度或增加(jiā)投運池數。
4、總磷超(chāo)標
城市汙水處理(lǐ)廠除磷主要是依靠生物除磷,即在好氧段前增加厭氧段,使(shǐ)聚磷菌交替處於厭氧和好氧狀態,實(shí)現磷酸鹽的釋放與吸收(shōu),並通過排放剩(shèng)餘(yú)汙泥來達到(dào)除(chú)磷目的。在生物除(chú)磷(lín)難以達標(biāo)的(de)條件下,還可以考慮投加化學藥劑來(lái)輔助除磷。化學除磷主要是通過混凝、沉(chén)澱(diàn)和過濾等方法使磷成為(wéi)不(bú)溶性的固體沉(chén)澱(diàn)物,從汙水(shuǐ)中分(fèn)離(lí)出(chū)來。
導致生物除磷出水總磷超標的原因(yīn)涉及許多方麵,主要有:
汙(wū)泥負荷與汙泥齡(líng)
厭(yàn)氧(yǎng)-好氧生物除(chú)磷工藝是一種高F/M低(dī)SRT係統。當(dāng)F/M較高,SRT較低時,剩餘汙泥排放量也就較多。因而,在汙泥(ní)含磷量一定的條(tiáo)件下,除磷量也就越多,除(chú)磷效果越好(hǎo)。
對於以除磷為主要目的生物係統,通(tōng)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(de)有效去(qù)除(chú)為前(qián)提。
BOD5/TP
要保證(zhèng)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(dòng)菌屬(shǔ),其生理活動較弱,隻能攝取有機物中極易分解的部分。因此(cǐ),進水(shuǐ)中應保證(zhèng)BOD5的含量,確保聚磷酸菌正常的生理代謝。但許多城市(shì)汙水處理廠實際進水存在(zài)碳源偏低,氮(dàn)、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。
溶解氧
厭氧區應保持嚴格厭氧狀態(tài),即溶解氧低於0.2mg/L,此時聚磷(lín)菌才能進行磷的有效釋放,以保證後續處理效(xiào)果。而好氧區的溶解氧需保持在2.0mg/L以上,聚磷(lín)菌(jun1)才能有效吸磷。因(yīn)此,對於厭氧區和好氧區溶(róng)解氧的控製不當,將會極大影響(xiǎng)生物(wù)除磷的(de)效(xiào)果。另外,有些汙(wū)水處理廠的進水為河道(dào)水,汙水中溶解氧含量較高,若直接進入厭氧區,則不(bú)利於厭氧狀態的控製,影響了聚磷菌放磷效果。
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(kuài)將二(èr)沉池內(nèi)的(de)汙泥排出,防止聚磷菌在二沉池內遇到厭氧環境發生磷的釋(shì)放。在保證快速排(pái)泥的前提下,應盡量降低回流比,以免縮(suō)短汙泥在(zài)厭(yàn)氧區的實際(jì)停留時間(jiān),影響磷的(de)釋放。
在厭氧-好氧除磷係統中,若汙泥沉(chén)降性能良好,則回流比在(zài)50~70%範圍內,即可保證(zhèng)快速排泥。
水力停留時間
汙水在厭氧區的(de)水力停留時間一般在1.5~2.0h的範圍內。停留時間太(tài)短,一是不能保證磷的有效(xiào)釋放(fàng),二是汙泥中(zhōng)的兼性酸(suān)化菌不能充分地將汙水中的大分子有(yǒu)機物分解成低級脂肪酸,以供聚磷(lín)菌攝取,從而也影響了磷的釋放。
汙水在好氧區的停留時(shí)間一般在4~6h,這樣即可保證磷(lín)的充分吸收。
pH
低pH有利於磷的釋放,高pH有利於(yú)磷的吸收,而(ér)除磷效果是磷(lín)釋放和吸收的綜合。因此(cǐ)在生物除磷係統中,宜將混合液的pH控製在6.5~8.0的範圍內。
由於對出水總磷指標要求的(de)不斷提高,除生(shēng)物除磷外,化學除磷也得到越來越多地應用。但化學除磷在提高除磷效果的同時,也會因投加化學藥劑(jì)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。
實際中應根(gēn)據實(shí)驗來確(què)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,並盡可能降低藥耗。
5、懸浮物超標
出(chū)水中的懸浮物指標是否(fǒu)達標(biāo),主要取決於生物係統汙泥的(de)質量是否良好、二沉池的沉(chén)澱效果以及汙(wū)水處理廠(chǎng)的工藝控製是否恰當。
造成二沉池出水懸浮物超標的(de)原因有以下幾個方麵:
二沉池設(shè)計參數是否選擇恰(qià)當(dāng)是(shì)出水懸浮固體指標會否超標的重要因素。許多城市汙水處(chù)理廠在設計之初(chū),為節約建設成本,將水力停留時間(jiān)大大縮短,並盡(jìn)量提(tí)高其水(shuǐ)力表麵負荷,造成運行(háng)時二沉池經(jīng)常出現翻泥現(xiàn)象,致使(shǐ)出(chū)水懸(xuán)浮固體超標。
另(lìng)外,某些汙水處理廠由(yóu)於(yú)實際工藝調整需要,需將生物池汙泥濃度控(kòng)製在較高的水平時,也會造成二沉池固體表(biǎo)麵負荷過大,影響出水水質(zhì)。因(yīn)此,一般認為(wéi)應對二沉池的這(zhè)幾個工藝參數(shù)的設置留有較大的餘地,以利於(yú)汙水處(chù)理廠工藝的控製與調整。
一(yī)般來說,影響沉澱池沉澱效果(guǒ)的主要工藝(yì)參數為水力停留時間、水力表(biǎo)麵負荷和汙泥通量。
二沉池水力停留時間
汙水在二沉池的水力停留時間長短,是二沉池運(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,獲得較高的沉澱效率。因此,建議二沉池的水(shuǐ)力停留時間設置在(zài)3~4h左右。
二沉池(chí)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一(yī)定的。在(zài)所能去除的(de)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表麵負荷。因此,水(shuǐ)力表麵負荷越小,所能去除的顆粒就越多,沉澱效率就越高,出水懸浮物的指標就越(yuè)低。設計二沉池較小的水力表麵負荷,有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。
二沉池固體表麵負荷
二沉池的固體(tǐ)表麵負荷的大小,也(yě)是(shì)影響(xiǎng)二沉池沉澱(diàn)效果的重要因素。二沉池的固體表麵負荷越(yuè)小,汙泥在二(èr)沉池的濃縮(suō)效果越好。反之,則汙泥在(zài)二沉池的濃縮(suō)效果越差。過大的固體表麵負荷會造成二(èr)沉池泥麵過高,許多汙泥絮體來不(bú)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(fù)荷*大(dà)不宜超過150kgMLSS/m2×d。
活性汙泥質量
活性汙泥質量的好(hǎo)壞是(shì)影(yǐng)響出(chū)水懸浮物是否超標的重要因素。高質量的(de)活性汙泥(ní)主要體現在四個方麵:良好(hǎo)的吸附性能,較高的生物活性,良好的沉降(jiàng)性能以及良好的濃縮性能(néng)。
膠(jiāo)體狀態的汙染物*先(xiān)必須被吸附到(dào)活(huó)性汙泥絮體上,並進一(yī)步被吸附到細(xì)菌表麵附近才能被分解代謝,因而吸附性能較差的活性汙泥(ní)去除(chú)膠態汙染物質的能力也差。活性汙泥的生物活性係指汙泥絮體內的(de)微生(shēng)物分解代謝有機汙染物的能力,生物活性較(jiào)差的活性汙泥去除有機汙染物的速度必然較慢。
隻有沉降(jiàng)性能良好的(de)活性汙泥才能在(zài)二沉池得(dé)以有效地泥水分離。反之(zhī),如果汙泥沉降性能惡化,分離效果必然降低(dī),導致(zhì)二沉池出水(shuǐ)渾濁(zhuó),SS超標,嚴重時還可能導致活性汙泥(ní)的大量(liàng)流失,使係統內生物量不足,繼而又影響對有機汙染物的分解代謝效果。隻有活性汙泥具有良好(hǎo)的濃縮性能,才能在(zài)二(èr)沉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,就要保證足夠的回流汙(wū)泥(ní)量,提高回流(liú)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(pù)氣時間不足,影響(xiǎng)處理效果。
進水SS/BOD5
生物係統活性汙泥中MLVSS比例與進水SS/BOD5有很大的關係,當進水SS/BOD5高時,生(shēng)物係統活性汙泥中MLVSS比例則低(dī),反之則高。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,VSS比例(lì)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(xiào)果係統就必須維持較高的泥齡,汙泥老化情況(kuàng)較明顯,導致出(chū)水SS超標。
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(yán)重的(de)甚至發生汙泥解體,造成汙泥無法沉澱,出水懸浮物超標。解(jiě)決活性汙泥中(zhōng)毒問題的根本辦法就(jiù)是加(jiā)強對上遊汙染源的管理。
溫度
溫度對活性汙泥工藝的影響(xiǎng)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(qǔ)調控措施,處(chù)理效果會下降。其次(cì),溫度會影響二沉(chén)池的的分離功能。如溫度的(de)變化會使二沉池產生異重流,導致短流現(xiàn)象發生;溫度(dù)降低時,會使活(huó)性汙泥由於黏度增(zēng)大而降低沉降性能等。