出水不達標?我整理了(le)全部影響因素!涉及COD、氨氮、TN…
來(lái)源:www91環保 發布時間:2022-09-08
在汙水處理過程中,會遇到各種各樣的汙水問題,比如:COD、氨氮、TN、SS等(děng)出(chū)水指標不達標,因生化處理的原理都是相同的(de),所以本文以生活汙水作(zuò)為研究藍本的,來總結運營過(guò)程中會遇到出水不達標的問題!
一、有機物超標(biāo)
傳統活(huó)性汙泥工藝的主要功效是(shì)去(qù)除城市汙水中的有(yǒu)機汙(wū)染物質,設計與運(yùn)行良好的活性汙泥工藝,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(yǒu):
1、營養(yǎng)物
一般(bān)城市汙水中的氮磷(lín)等營養元素都能夠滿足微生物需要,且過剩(shèng)很多。但工業廢(fèi)水所占比例較大時,應(yīng)注意核算碳、氮、磷(lín)的比例是否(fǒu)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(zhōng)缺磷,通常可投加磷酸或磷酸(suān)鹽。
2、pH
城市汙水的pH值是呈中性,一般為(wéi)6.5~7.5。pH值的微(wēi)小降(jiàng)低(dī)可能是由於城市(shì)汙水輸送管道中的(de)厭氧發酵。雨季時較大的pH降低往往是城市酸雨造成的,這種情況在合流製係統中尤為突出。pH的突然大幅度變化,不論是升高還是降低,通常都是由工業廢水的大量排入造成的。調節汙水pH值,通常(cháng)是投加氫氧化鈉或硫酸,但這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(jiào)高時,會使曝氣設備的曝氣效率降低,如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(shuǐ)處理成(chéng)本。另外,汙水中較高的油脂含量還會降低活性汙泥的沉降性能(néng),嚴重時會成為汙泥膨脹的原因,導致出水SS超標。對油類物質含量較高的進水,需要在預(yù)處理段增加除油裝置。
4、溫度(dù)
溫度(dù)對活性汙泥工藝的影響是很廣泛(fàn)的。*先(xiān),溫度會影響(xiǎng)活性汙泥中微生物的活性,在冬季溫度較低時,如不采取(qǔ)調控措施,處理效果會下降。其次,溫度會影響(xiǎng)二沉池(chí)的分(fèn)離性能,例如溫度變化會使沉澱池產生(shēng)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;溫度變化會影響曝氣係統的效率,夏季溫(wēn)度升高(gāo)時,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(huì)使空氣密度降低,若要保證供氣量不變,則必須增大供(gòng)氣量。
二、氨氮超標(biāo)
汙水中氨氮(dàn)的去除主要是在傳統活性(xìng)汙泥(ní)法工藝基礎上采用硝化工藝,即采用延(yán)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:
1、汙泥負(fù)荷與汙泥齡
生物硝化屬(shǔ)低(dī)負荷工藝,F/M一般在0.05~0.15kgBOD/kgMLVSS·d。負荷越低,硝化進行得越充分,NH3-N向NO3--N轉化的(de)效(xiào)率就越高。與(yǔ)低負荷相對應,生物硝化係統的SRT一般較長,因(yīn)為硝化細菌世代(dài)周期較長,若生物係統的汙泥停留時間(jiān)過短(duǎn),即SRT過短,汙泥濃度較低時,硝化細菌就(jiù)培養不(bú)起來,也就得不到硝化效果。SRT控製(zhì)在多少,取決於溫度等因素。對於以(yǐ)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(huà)係統的活(huó)性汙泥混合液中已含(hán)有大量的硝酸(suān)鹽,若回流比太小,活性汙泥在二沉池的(de)停留時間就較長,容易(yì)產生反硝化,導致汙泥(ní)上浮。通常(cháng)回流比控製(zhì)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(zài)8h以上。這主要是因為硝化速率較(jiào)有機汙染物的去除率(lǜ)低(dī)得多(duō),因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(hé),入流汙水中BOD5/TKN是(shì)影響硝化效果的(de)一個重要因(yīn)素(sù)。BOD5/TKN越大,活性汙泥中硝化細菌所占的比例(lì)越小,硝化速率(lǜ)就越小,在同樣運行條件下硝化效率就越低;反之,BOD5/TKN越小,硝化效率越(yuè)高。很多城市汙水處理廠的運行實踐(jiàn)發現,BOD5/TKN值*佳範圍為2~3左右。
5、硝化速率
生物(wù)硝化係統(tǒng)一個(gè)專門的工藝參數是硝化速率(lǜ),係指單位重量的活性汙泥每天轉化的氨氮(dàn)量。硝化速率的大(dà)小取決(jué)於活性汙(wū)泥中硝化細菌所占的比例,溫度(dù)等很多因素,典(diǎn)型值(zhí)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的細菌低得(dé)多,如果不保持充足的氧量,硝化細菌將(jiāng)“爭(zhēng)奪”不到所需要的氧。因此,需保持生物池好氧(yǎng)區的溶解氧在2mg/L以上,特殊情況下溶解氧含量還需提高。
7、溫度
硝化細菌對溫度(dù)的變化也很敏感,當汙水溫度低於15℃時,硝化(huà)速率會明顯下(xià)降,當汙水溫(wēn)度低(dī)於5℃時,其生理活動(dòng)會完全停止。因此(cǐ),冬季(jì)時汙水處(chù)理廠特別是北方地區的汙水處理(lǐ)廠出水氨氮超標的現象較為明顯。
8、pH
硝化細菌(jun1)對pH反應很敏感,在pH為8~9的範(fàn)圍內,其生(shēng)物活性*強,當pH<6.0或>9.6時,硝化菌的生物活性將(jiāng)受到抑製並趨於停止。因此,應盡量控製生物硝化係統(tǒng)的混合液pH大於(yú)7.0。
三、總氮超標(biāo)
汙(wū)水脫氮是在生物硝化工藝基礎上,增(zēng)加生物反硝化工藝,其中反硝化工藝是(shì)指汙水中的硝酸鹽,在缺氧條件(jiàn)下,被微生物(wù)還原為氮氣的生化反應過程。
導致出水(shuǐ)總氮超標的原因涉及許多方麵(miàn),主要有:
1、汙泥負荷(hé)與汙泥齡(líng)
由於生物硝化(huà)是生物反硝化的前提,隻有良好的硝化,才能(néng)獲得高效而穩定的的反硝(xiāo)化。因而,脫氮係統也必須采用低負荷或超低負(fù)荷,並采用高汙泥齡。
2、內外回流比
生物(wù)反硝化係統外回流比較單純生物硝化係統要小些(xiē),這主要是入(rù)流汙水(shuǐ)中氮絕大部分(fèn)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(fú)的危(wēi)險性已很小。另一方麵,反硝化係統汙(wū)泥沉速較快,在保證要求回流汙泥濃度的前提下,可以(yǐ)降低回流比,以便延長(zhǎng)汙(wū)水在曝(pù)氣池內的停留時間。
運行良(liáng)好(hǎo)的汙水處理廠,外回流比可控製在50%以下。而內(nèi)回流比一般控製在300~500%之間。
3、反硝化速率
反硝化速率係指單位活性汙泥每天反硝化的硝酸(suān)鹽(yán)量。反硝(xiāo)化速率與溫度等因素有關,典型值為0.06~0.07gNO3--N/gMLVSS×d。
4、缺(quē)氧區溶解氧
對反硝(xiāo)化來說,希望DO盡量低,*好是零(líng),這樣反硝化細菌可以“全力”進行反硝化,提高脫氮效率。但從汙水處理廠(chǎng)的實際運營情況來看(kàn),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程,進而影響出水總氮指標。
5、BOD5/TN
因為反硝化細菌是(shì)在分解有機物的過(guò)程中進(jìn)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進行(háng)。由於目前許多汙水處理廠配套管網建設滯(zhì)後,進廠BOD5低於設計值,而氮、磷等指標則相當於或高於設計值,使得進(jìn)水碳源無法滿足反硝化對(duì)碳(tàn)源的需求,也導致了出水總(zǒng)氮超標的情況時有發生。
6、pH
反硝化細菌對pH變化不如硝(xiāo)化細(xì)菌敏感,在pH為(wéi)6~9的範圍內,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(duì)溫度(dù)變化雖不如硝化細菌那麽敏感,但反硝化(huà)效果也會隨溫度變化而(ér)變(biàn)化(huà)。溫度越高,反硝化速率越高(gāo),在30~35℃時,反硝化速率增至*大。當低於15℃時,反硝化速率將明顯降低,至5℃時,反硝化將(jiāng)趨於停止(zhǐ)。因此,在冬季要(yào)保證脫氮效(xiào)果,就必須增(zēng)大SRT,提高汙泥濃度(dù)或增(zēng)加投運池數。
四(sì)、總磷超標
城市汙水處理廠除磷主要是依靠(kào)生物(wù)除磷,即在好(hǎo)氧段前增加(jiā)厭氧(yǎng)段,使聚磷菌交替處於厭氧和好氧狀態,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。化學除磷主要是通過混凝、沉澱和過濾等方法使磷成為不溶性的(de)固體沉澱物,從汙水中分(fèn)離出來。
導致生物除磷(lín)出水總磷超標的原(yuán)因(yīn)涉及許多方麵,主要有:
1、汙泥負荷(hé)與汙泥齡
厭氧-好氧生物除磷工藝(yì)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較多。因而(ér),在汙泥含磷量(liàng)一定的條件下,除磷量也就越多,除磷(lín)效果越好(hǎo)。
對於以除磷為主要目的生物係統,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的有效去除為前提。
2、BOD5/TP
要保證除磷效果,應控製進入(rù)厭氧區的汙水中BOD5/TP大(dà)於20。由於聚磷酸菌屬不動菌屬,其生理活動(dòng)較弱,隻能攝取有機(jī)物中極易分解的(de)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)許多城市汙水處理廠實際進水存在(zài)碳源(yuán)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(chú)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(xù)處理效果。而好氧區的(de)溶解氧需保持在2.0mg/L以上,聚磷菌才能有效吸磷。因(yīn)此,對於厭氧區和好氧(yǎng)區溶解氧的控製不當,將會極大影響生(shēng)物(wù)除(chú)磷的效果。另(lìng)外,有些汙水處理廠的進(jìn)水為河(hé)道水,汙水中(zhōng)溶解(jiě)氧含量較高,若直接進入(rù)厭氧(yǎng)區,則不利於厭氧狀態的控製,影響了聚磷菌放磷效果(guǒ)。
4、回流比
厭氧(yǎng)-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(èr)沉池內的汙泥排(pái)出,防止聚磷菌在二沉池內遇到厭氧環境發生磷的釋放。在保證快速(sù)排泥(ní)的前提下(xià),應盡量降低回流(liú)比,以免縮短汙泥(ní)在(zài)厭氧(yǎng)區的實際停留時間,影響磷的釋放(fàng)。
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,即可保證快速排(pái)泥。
5、水力停留時間
汙水(shuǐ)在厭氧區的水力停(tíng)留時間一般在1.5~2.0h的範圍內。停留時間太短,一是不能保證磷(lín)的有效(xiào)釋放,二是汙泥中的兼性酸化菌(jun1)不能充分(fèn)地將汙水中的大分子有機物分解成低級脂(zhī)肪酸,以供(gòng)聚磷菌攝取,從而也影響了磷的釋放(fàng)。
汙水在(zài)好氧區的停留時間一(yī)般在4~6h,這樣即可保證磷的充分吸收。
6、pH
低(dī)pH有利於磷的(de)釋放,高pH有(yǒu)利於磷的吸收,而除磷效果是磷釋放和吸收的綜合。因此在(zài)生物(wù)除磷係統中(zhōng),宜將混合液的pH控製在6.5~8.0的範圍內。
由於(yú)對出水總磷指標要求的不斷提高,除生物除磷外,化學除磷也得到越(yuè)來越多的應用。但化學除磷在提高除磷效果的同時,也會因投加化學藥劑而使剩餘汙泥量大大增加,進而增加汙泥處理(lǐ)量與泥(ní)餅處置量。
實際中應根據(jù)實驗來確定化學藥劑的投加(jiā)點與投加量,並及時調(diào)整,確保(bǎo)出水磷含量穩定達標,並盡可能降低藥耗。
五、懸浮物超標
出水中的懸浮物(wù)指標是否達標,主(zhǔ)要取決於生物係(xì)統汙泥的質量是否良好、二沉池(chí)的沉澱效果以及汙水處理廠的工藝控製是否恰當。造成二沉(chén)池出(chū)水懸浮物超標的原因(yīn)有以下幾個方(fāng)麵:二(èr)沉池設計參數(shù)是否選擇恰當是出水懸浮固體指標會否超標的重要因素。許多(duō)城(chéng)市汙水處理廠在設計之初,為節約建設(shè)成本,將水力停留時間大(dà)大(dà)縮(suō)短,並盡量提高其水力表麵負荷,造成運行時二沉(chén)池經常出現翻泥現象,致(zhì)使(shǐ)出(chū)水懸浮(fú)固體超標。
另外,某些汙水處理廠由(yóu)於實際工(gōng)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(chén)池固體表麵負荷過大,影響出水水質。因此,一(yī)般認為應對二沉池的這幾個工(gōng)藝參數(shù)的設置留有較大的餘地,以利於汙水處理廠工藝的控(kòng)製與調整。
一般來(lái)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(biǎo)麵負荷和汙泥通(tōng)量。
1、二沉池水力停留時間
汙水在二沉池的水力停留時(shí)間長短,是二沉池運行的重要參數。隻有足夠的(de)停留(liú)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(zuò)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定(dìng)的。在所(suǒ)能去除的這些顆粒(lì)中,*小(xiǎo)的那個顆粒的沉速正好等於(yú)這座沉(chén)澱池的(de)水力表麵負(fù)荷。因此,水力(lì)表(biǎo)麵負(fù)荷越小,所能去除的顆粒(lì)就越多,沉澱效率就越高,出水懸浮物的(de)指標就(jiù)越(yuè)低。設計二沉池較小的(de)水力表麵負荷,有利於汙泥等懸浮固體的有效沉澱。一般建(jiàn)議二沉池的(de)水力表麵(miàn)負荷(hé)控製在0.6~1.2m3/m2×h。
3、二沉池固體表麵(miàn)負荷
二沉池的固(gù)體表麵負荷(hé)的(de)大(dà)小,也是影響二沉池沉澱(diàn)效果的重要因素。二沉(chén)池的固體表麵負荷越小,汙泥在二沉(chén)池的濃(nóng)縮效果越好。反之,則汙泥在二沉(chén)池的濃縮效果越差。過大的固體表麵負荷會(huì)造成二(èr)沉(chén)池泥麵過高,許多汙泥絮體來不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(tǐ)表麵負荷*大不宜超過150kgMLSS/m2×d。
4、活性汙泥質量
活性汙泥質(zhì)量的好壞是(shì)影(yǐng)響(xiǎng)出(chū)水懸浮物是否超標的重要因素。高質量(liàng)的活性汙泥主要體現在四個方麵:良好的吸附性能,較高的生物活性,良好的沉降性能(néng)以及良好的濃縮性能。
膠體狀態的汙染物*先必須(xū)被吸(xī)附(fù)到活性汙(wū)泥絮(xù)體上,並進一步被吸(xī)附到細菌表麵(miàn)附近才能被分解代謝,因而吸附性能較差的(de)活性汙泥去除膠態汙染物質的(de)能力也差。活(huó)性汙泥的生物活性係指汙泥絮(xù)體內的微生物分解代謝有機汙染物的能力,生物活性較差(chà)的活性汙泥去除(chú)有機汙染物的速度必然(rán)較慢。
隻有沉降性能良好的活性汙泥才能在二沉池得以有效地泥水(shuǐ)分離(lí)。反之,如果汙泥沉降性能惡化,分離效果(guǒ)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(zhì)活性汙泥的(de)大量流失,使(shǐ)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(yǒu)活性汙泥具(jù)有良好的濃縮性能,才能在二沉池得到較高的(de)排泥濃度。反之,如果濃縮性能較差,排泥(ní)濃度降低,就(jiù)要保證足夠的(de)回流汙泥量(liàng),提高回流比。但是,提高(gāo)回流比會縮短汙水在曝氣池的實際停留時間,導致曝氣時間不足,影(yǐng)響處理效果。
5、進水SS/BOD5
生物係統活性(xìng)汙泥中(zhōng)MLVSS比例與進水SS/BOD5有(yǒu)很大的關係,當進水(shuǐ)SS/BOD5高(gāo)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比例可以維持在50%以(yǐ)上,當SS/BOD5在5以上(shàng)時,VSS比例將會下降到20~30%。當活性汙泥中MLVSS比例較低時,為(wéi)了保證硝化效果係統就(jiù)必須維持較高的(de)泥齡,汙(wū)泥老化情況(kuàng)較明顯,導致出(chū)水SS超標。
6、有毒物質
入流汙水中含有強(qiáng)酸、強堿或重金屬等有毒物質將會使活性汙泥中(zhōng)毒,失去(qù)處理功效,嚴重的甚至發生汙泥解體,造(zào)成汙(wū)泥無法沉澱,出水懸浮物超標。解決活性汙泥中毒問題的根本辦法就是加(jiā)強對上遊汙染源的管理。
7、溫度(dù)
溫度對活性(xìng)汙泥工藝的影響是很廣泛的。*先,溫度(dù)會影響活性汙泥中微生物的(de)活性,冬季溫度較低時(shí),如不采取調控措施,處理效果會下降。其次,溫度會影響二沉池的的分離(lí)功能。如(rú)溫度的變化(huà)會使二沉池產生異重流,導致短流現象發生;溫度降低時,會使活性汙泥由於黏度增大而降低沉降性能等。