出水不達標?我整理了全部影響因素!涉及COD、氨氮、TN…
來源(yuán):人妻系列电影環保 發布時間:2022-09-08
在(zài)汙水處理過程中,會遇到各(gè)種各樣的(de)汙水問題,比如:COD、氨氮、TN、SS等出(chū)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,來總結運(yùn)營過程中會遇到出水不達標的問題!
一、有機物超標
傳統(tǒng)活性汙泥(ní)工藝(yì)的主要功效是去除城市汙水中的有機汙(wū)染物(wù)質,設計與運行良好的活性汙泥工藝,出水BOD5和SS均可小於20mg/L。
影(yǐng)響有(yǒu)機物處理效果的因素主要有:
1、營養物
一般城市汙水中的氮磷等營養元素都能(néng)夠滿足微生物需要,且過(guò)剩很多。但工業廢水所占比例較大時,應注意核算(suàn)碳、氮、磷的比例是否滿(mǎn)足100:5:1。如果汙水中缺氮,通常可投加銨鹽。如果(guǒ)汙水(shuǐ)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值的微小降低可能是由於城市汙水輸送管道中的厭氧發酵。雨季時較大(dà)的pH降低往往是城市酸雨造成的,這種情況在(zài)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,通常都(dōu)是由工業廢水的大量排入造成的。調節汙(wū)水pH值,通常是投加氫氧化鈉或(huò)硫酸(suān),但這將(jiāng)大大增加汙(wū)水處(chù)理成(chéng)本。
3、油脂
當汙水中油類物質含量較高時,會使曝(pù)氣設備(bèi)的曝(pù)氣效率降低,如不增加曝氣量就會(huì)使處理效(xiào)率降低,但增加(jiā)曝氣量勢必增加(jiā)汙水處理成本。另(lìng)外,汙水(shuǐ)中較高的油脂含量還會降低(dī)活性汙泥的沉降性能(néng),嚴重時(shí)會(huì)成為汙泥(ní)膨脹的原因,導致出水SS超標。對油類物質含量較高(gāo)的進水,需要(yào)在預處理段增加除油裝置。
4、溫度
溫度對活性汙泥工(gōng)藝的影響是很廣(guǎng)泛的。*先,溫度會(huì)影響活性汙泥中微生物的活性(xìng),在(zài)冬季溫度較低時,如不采取調控措施(shī),處理效果會(huì)下降。其次(cì),溫度會影響二沉池的分離性能,例如(rú)溫度(dù)變化會使沉(chén)澱(diàn)池產生異重流,導致短流;溫度降低會使活性汙泥由於粘度增大而降低沉降性能(néng);溫度變化會影響曝氣(qì)係統的(de)效率,夏季溫(wēn)度升高時,會由於溶解氧飽和濃度的(de)降(jiàng)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(liàng)不變,則必須增大供(gòng)氣量。
二、氨氮超(chāo)標
汙水中氨氮的去除主要(yào)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(jiàng)低係統負荷。
導致出水氨氮超標(biāo)的原因涉及許多(duō)方麵,主要有:
1、汙泥負荷與汙泥齡
生物硝化(huà)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(chōng)分,NH3-N向NO3--N轉化的效率就越高(gāo)。與低負荷相對應,生物硝化(huà)係統的(de)SRT一(yī)般較長,因為硝(xiāo)化細菌世代周期較長,若生物係(xì)統的(de)汙泥停留(liú)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,也就得不到硝化效果(guǒ)。SRT控製在多(duō)少,取決於溫度等因素。對於以脫氮為主要目的生物係統,通常SRT可取11~23d。
2、回流比
生物硝化係統的(de)回流比一般較傳統活性汙泥工藝大,主要是因為生物硝(xiāo)化係統的活性汙泥混合液中已含有(yǒu)大量的硝酸鹽(yán),若回(huí)流比太小,活性汙泥在二沉池的停留時間就較長,容易產生反硝化,導致汙泥(ní)上浮。通常(cháng)回(huí)流比(bǐ)控製在(zài)50~100%。
3、水力停留時間
生物硝化曝氣池的水(shuǐ)力停留時間也較活性汙泥工藝長,至(zhì)少應在8h以上。這主要是因為(wéi)硝化速率較有機汙染(rǎn)物的去除率低得多,因而需要更(gèng)長的反應時間。
4、BOD5/TKN
TKN係指水中有機氮與氨氮之和,入(rù)流汙水(shuǐ)中BOD5/TKN是影(yǐng)響硝化效果的一個重要因素。BOD5/TKN越大,活性汙(wū)泥中(zhōng)硝化細菌所占的(de)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;反之,BOD5/TKN越小,硝化效率越高(gāo)。很多城市汙水處理廠的運行實踐發現,BOD5/TKN值*佳範圍為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化速率(lǜ),係指單位重量的活性(xìng)汙泥每天(tiān)轉化的氨氮量。硝化速率的大小取決於活性汙泥中硝化細(xì)菌所占的比例,溫度等很多因素,典型值為(wéi)0.02gNH3-N/gMLVSS×d。
6、溶解氧
硝化細菌為專性好氧菌,無氧時即停止生命活動,且硝化細菌(jun1)的攝氧速率(lǜ)較分解(jiě)有機物的細(xì)菌低得多,如果不保持充足的氧量,硝化細菌將“爭奪”不到(dào)所需要的氧。因此,需保(bǎo)持(chí)生物池好氧區的溶(róng)解氧在2mg/L以上(shàng),特殊情(qíng)況下溶解氧含(hán)量(liàng)還需提高。
7、溫(wēn)度
硝化細菌對(duì)溫度的變化也很(hěn)敏感,當汙水溫度(dù)低於15℃時,硝(xiāo)化速率(lǜ)會(huì)明顯下降,當汙水溫度低於(yú)5℃時,其生(shēng)理活動會完全停止。因此(cǐ),冬季時汙水處理廠特別是北(běi)方地區的汙水處理廠出水氨氮超(chāo)標的現象較為明顯。
8、pH
硝化細菌對pH反應很敏感,在pH為8~9的範圍內,其生物活性(xìng)*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止。因此,應盡量控製生物硝化係統的混合液pH大(dà)於7.0。
三、總氮超(chāo)標
汙水脫氮是(shì)在生物硝化工藝基礎上,增加生物反硝化工藝,其中反硝化工藝是指汙水中的硝酸(suān)鹽,在缺氧條件下,被微生物還原為氮氣的(de)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:
1、汙泥負荷與汙泥齡
由於生物硝化是生(shēng)物反硝化的前(qián)提,隻有良好(hǎo)的硝化,才能(néng)獲得高效而穩定(dìng)的(de)的反硝化。因而,脫氮(dàn)係統也必須采用低負(fù)荷或超低負荷,並采用高(gāo)汙泥齡。
2、內外(wài)回流比
生物反硝化係統外回流比較單純生物硝化(huà)係統(tǒng)要(yào)小些,這(zhè)主要是(shì)入流汙水中氮絕大部分已被(bèi)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(de)危險性已很(hěn)小。另一方麵,反硝化係統汙泥(ní)沉速較快,在保證要求回流汙泥(ní)濃度的前提下,可以降低回流比,以便延長汙水在曝氣池內(nèi)的(de)停留時間。
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)位活性汙泥每天反硝(xiāo)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。
4、缺氧區溶(róng)解氧
對反硝化來說,希望DO盡量低,*好是零,這樣(yàng)反硝化細菌可以“全力”進行反硝化,提高脫氮效(xiào)率。但從汙水處理廠的實際運營情況來看(kàn),要(yào)把(bǎ)缺氧區的DO控製在0.5mg/L以下,還是有困難的,因此也(yě)就影響了生物反(fǎn)硝(xiāo)化的過程,進而(ér)影響出(chū)水總氮指標。
5、BOD5/TN
因為反硝化細菌是在分解有機物的過程中進行反硝化脫氮的,所以進入缺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(háng)。由於目前許多汙水處(chù)理廠配套(tào)管網建設滯後,進廠BOD5低於設計值,而(ér)氮、磷等指標則相當於或高於設計值,使得進(jìn)水碳源無法滿足反(fǎn)硝化對碳源的需求,也導致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的範圍(wéi)內,均能進行正常的生理代謝,但生物反硝化的*佳pH範圍(wéi)為6.5~8.0。
7、溫度(dù)
反(fǎn)硝化(huà)細菌對溫度變(biàn)化雖(suī)不如硝化細菌那麽敏感,但反硝化效果也(yě)會隨溫(wēn)度變化而變化。溫度(dù)越高,反硝化速(sù)率越高,在30~35℃時,反硝化(huà)速率(lǜ)增至*大。當低於(yú)15℃時,反硝(xiāo)化速率將(jiāng)明顯(xiǎn)降低,至(zhì)5℃時,反硝化將趨於停止。因此,在冬(dōng)季(jì)要保證脫氮效果,就必須增大SRT,提高汙泥濃度或增加投運池數。
四、總磷(lín)超標
城市汙水處理廠除磷主要是依靠生物除磷,即在好氧段前增加厭氧段,使聚磷菌交替處於(yú)厭氧和好氧狀態,實現磷酸鹽的釋放與吸收,並通過排放剩餘汙(wū)泥來達到(dào)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(fǔ)助除磷。化(huà)學除磷主要是通過混凝、沉澱和過濾等(děng)方法使磷成為不溶性的(de)固體沉澱物,從汙水中分離出來。
導致生物除磷出水總(zǒng)磷(lín)超標的原因涉及許多(duō)方麵,主要有:
1、汙泥負荷與汙泥齡
厭(yàn)氧-好氧生物(wù)除磷工藝是一種(zhǒng)高F/M低SRT係統。當(dāng)F/M較高,SRT較低時(shí),剩餘汙泥排放量也(yě)就較多。因而,在汙泥含磷量一定的條件下,除磷量也就越多,除磷效果越好。
對於以除磷為主要目的生物係統(tǒng),通常F/M為0.4~0.7kgBOD5/kgMLSS×d,SRT為3.5~7d。但是,SRT也不能(néng)太低(dī),必須以保證BOD5的有效去除(chú)為前提。
2、BOD5/TP
要保證除磷效果,應控製進入厭氧區的汙水中BOD5/TP大於(yú)20。由於聚磷酸菌屬不動菌屬,其生(shēng)理活動較弱,隻能攝取有機物中極(jí)易分解的部分。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。但許多城市汙水處理廠(chǎng)實際進水存在碳源偏低,氮(dàn)、磷等濃度較高等現象,導致(zhì)BOD5/TP值無法滿足(zú)生(shēng)物除磷(lín)的需要,影響(xiǎng)了生物(wù)除(chú)磷的效(xiào)果。
3、溶解氧(yǎng)
厭氧區應保持嚴格厭氧狀態,即溶解氧低於0.2mg/L,此時聚磷菌才能進行磷的有效釋放,以保證後續處理效果。而好氧區的溶解氧需保持在2.0mg/L以(yǐ)上,聚(jù)磷(lín)菌才(cái)能(néng)有效吸磷。因此,對於厭氧區和好(hǎo)氧區(qū)溶解氧(yǎng)的控製不當,將會極大影響生物除磷的效果。另外,有些汙水處理廠的進水為河道水,汙水中溶解氧含量較高,若(ruò)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出,防止聚磷菌在二沉池(chí)內遇到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(yǐ)免縮短汙泥在厭氧區的實際停留(liú)時間,影響磷的釋放。
在厭氧-好氧除磷係統中(zhōng),若汙泥沉降性能良好,則回流比(bǐ)在50~70%範圍內,即可保證快速排泥(ní)。
5、水力停(tíng)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(liú)時間太短,一是不(bú)能保證磷的有效釋放,二(èr)是汙泥中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酸,以供聚磷菌攝取,從而(ér)也(yě)影響了(le)磷的釋放。
汙(wū)水在好氧(yǎng)區(qū)的停留時間一般在4~6h,這樣即可保證磷的充分吸(xī)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(xī)收的綜合。因此在生物除磷係統中,宜將混合液的pH控製在6.5~8.0的(de)範圍(wéi)內。
由於對出水總磷指標要求的不斷提高,除(chú)生物除磷外(wài),化學除磷也得到越來越多(duō)的應用。但化學除磷在提高除磷效果的(de)同時,也會因投加化學(xué)藥劑而使剩餘汙泥量大大增(zēng)加,進而(ér)增加汙泥(ní)處理量與泥餅處置(zhì)量。
實(shí)際中應(yīng)根據實(shí)驗來確定化學藥劑的投加點與投加量,並及(jí)時調整,確保出水磷含量穩定達標,並盡可能降低藥耗。
五、懸浮物超(chāo)標
出水中(zhōng)的懸浮物(wù)指標是否達標,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(yǐ)及汙水處理(lǐ)廠的工藝控製是否恰當。造成二沉池出(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(qià)當是出(chū)水懸浮固體指標(biāo)會否超標的重要因素(sù)。許多城市汙水處理(lǐ)廠在設(shè)計之初,為節(jiē)約建設成本,將水(shuǐ)力停(tíng)留時間大大縮短,並盡量提(tí)高其水力(lì)表麵(miàn)負荷,造成運行時二沉池經常出現翻泥現象,致使出水懸(xuán)浮(fú)固體(tǐ)超標。
另外,某些汙水處理廠(chǎng)由於實際工藝調(diào)整需要,需將生物池汙泥濃度控製在較高的水平時(shí),也會造成二沉池固體表(biǎo)麵負荷過大(dà),影(yǐng)響出水(shuǐ)水質。因此,一般認為應對二沉池的這幾個工藝(yì)參數的(de)設置留有較大的餘地,以利於汙水處理廠工藝的控製與調整(zhěng)。
一(yī)般來說,影響沉澱池沉澱效果的(de)主要工藝參(cān)數為(wéi)水力停留時間、水力表麵負荷和汙泥通量。
1、二沉池水力停留時間(jiān)
汙水在(zài)二沉池的水力(lì)停留時間長短,是二沉(chén)池運行(háng)的重要參數。隻有(yǒu)足夠的停留時間,才能保證良好的絮凝效果,獲得較高的沉澱效率。因此,建(jiàn)議(yì)二(èr)沉池的水力停留時間設置在3~4h左右。
2、二沉(chén)池(chí)水力表麵(miàn)負荷
對(duì)於一座沉澱池來說,當進水(shuǐ)量一定時,它所能(néng)去除的顆粒(lì)的大小(xiǎo)也是一定(dìng)的。在所能去除的這些(xiē)顆粒中,*小的那(nà)個顆粒的沉速(sù)正好等於這座沉澱池(chí)的水力表(biǎo)麵負荷。因(yīn)此,水力表麵負荷越小,所(suǒ)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低。設計二(èr)沉(chén)池較小的水力表麵負荷,有利於汙泥等懸浮固體的有(yǒu)效(xiào)沉澱。一般建議(yì)二沉池的(de)水力(lì)表麵負(fù)荷控製在0.6~1.2m3/m2×h。
3、二沉池固體表麵負荷
二沉池的固體表麵負荷的大小,也是影響二沉池沉(chén)澱效果的重要因素。二沉池的(de)固體表麵負荷越小,汙泥在二沉池的濃縮效果(guǒ)越好。反之,則汙(wū)泥在二沉池(chí)的濃縮效果(guǒ)越差。過大的固(gù)體表麵負荷會造成二沉池泥麵過高,許多汙泥絮體來(lái)不及沉澱就隨汙水流出,影響出(chū)水懸浮物指標。一般二沉池固體表麵負荷*大不宜超過150kgMLSS/m2×d。
4、活(huó)性汙泥質量
活性汙泥質量的好壞是影響出水懸浮物(wù)是否超標(biāo)的重要因(yīn)素。高質量的活性(xìng)汙泥主要(yào)體現在四個方麵:良(liáng)好的吸附性能(néng),較高的生物活(huó)性,良好的沉降性能以(yǐ)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汙泥絮體上,並進(jìn)一步被吸附到細菌表麵附近才能被分解代謝(xiè),因而吸附性能較差(chà)的活性汙泥去除膠態(tài)汙染物質的能力也差。活性汙泥的生物活性係指(zhǐ)汙泥絮體(tǐ)內的微(wēi)生物(wù)分解代謝有(yǒu)機汙染物的能力,生物活性較差的活(huó)性汙(wū)泥去除有機汙(wū)染物的速度必然較慢。
隻有(yǒu)沉降性能良好的活性汙泥才能在二沉池(chí)得以有效地泥水分離。反之,如果汙泥沉降性能惡化(huà),分離效果必然降低,導致二沉池出水渾濁,SS超標,嚴重時還(hái)可能導致活性汙(wū)泥(ní)的(de)大量流失,使(shǐ)係統內生(shēng)物量不足,繼而又(yòu)影響對有機汙染(rǎn)物的分解代謝效果。隻(zhī)有(yǒu)活性汙泥具有良好的濃縮性能,才能在二沉池得到(dào)較高的排泥濃(nóng)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泥量,提高回流比。但是,提高(gāo)回流比(bǐ)會縮短汙水在曝氣池的實際停留(liú)時間,導致曝氣時間不足,影響處理效果。
5、進水SS/BOD5
生物係統活性(xìng)汙泥中MLVSS比例與進水SS/BOD5有很大的關係(xì),當進水SS/BOD5高時,生物係統活性汙泥中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(shí),MLVSS比例(lì)可以維持在50%以上(shàng),當(dāng)SS/BOD5在(zài)5以上時,VSS比例將會下降到20~30%。當(dāng)活(huó)性汙(wū)泥中MLVSS比例較低時,為了保證硝化效果係統就必須維持較(jiào)高的泥齡,汙泥老(lǎo)化情況較明顯,導致出水SS超(chāo)標。
6、有毒物質(zhì)
入流(liú)汙水中含有強酸、強堿(jiǎn)或重金屬等有毒物質將(jiāng)會使活性汙泥中毒,失去處理功效,嚴重的甚至發生汙泥解體,造成汙泥無法沉澱,出水懸浮物超標。解(jiě)決活性汙泥中毒問題的根本辦法就是加強對上遊汙染源(yuán)的管(guǎn)理。
7、溫度
溫度對活(huó)性汙泥工藝的影響是很廣(guǎng)泛的。*先,溫度(dù)會影響活性汙泥中微生物的活性,冬季溫度(dù)較低時(shí),如(rú)不采取調控措施,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(wēn)度的變化會使二沉池產生異重流,導(dǎo)致短流現(xiàn)象發生;溫(wēn)度降低時,會使活性汙泥由於黏度增大而降低沉降性能等。