出水不達標?我整理了全部影響因素!涉及COD、氨氮、TN…
來源:www.17c.com91嫩草環保 發布時間:2022-09-08
在汙水處理過程(chéng)中,會遇到(dào)各種各(gè)樣的汙水問(wèn)題,比如:COD、氨氮、TN、SS等(děng)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(lán)本的,來總結運營(yíng)過程中會遇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水(shuǐ)中的有機汙染物質,設計與運行良(liáng)好的活(huó)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(sù)主要有:
1、營養物
一般城市汙(wū)水中的(de)氮(dàn)磷等營養元素都能夠(gòu)滿足微(wēi)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(yì)核算碳、氮、磷的比例是否滿足100:5:1。如果汙水中缺氮,通常可(kě)投加銨鹽。如(rú)果汙水中缺磷,通常可投加磷酸或磷酸鹽。
2、pH
城市汙水的pH值是呈中性,一般為6.5~7.5。pH值(zhí)的微小降低可(kě)能是由於城市汙水輸送管道中的厭氧發(fā)酵。雨季時較大的pH降低往往是城(chéng)市酸雨造成(chéng)的,這種情況在合流(liú)製係統中(zhōng)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(fèi)水的大量排入造成的。調節汙(wū)水pH值,通常是投加(jiā)氫氧化鈉或(huò)硫(liú)酸,但這將大大增加汙水處理成本。
3、油脂
當汙(wū)水中(zhōng)油類物(wù)質含量較(jiào)高時,會使曝氣設備的曝氣效(xiào)率降低,如不增加曝氣量就(jiù)會使處理效率降(jiàng)低,但增加曝氣量勢必增加汙水處理成本。另外,汙水中較(jiào)高的油脂含量還會降低活性汙泥的(de)沉降性能,嚴重時會成為汙泥膨脹的原因,導致出水SS超標。對油類物質含量較高的進水,需要在預處理段增加除油裝置。
4、溫度
溫度對活性汙泥工藝的(de)影響是(shì)很廣泛的(de)。*先,溫度會影響活性汙泥中(zhōng)微生物的活性,在冬季溫度較低(dī)時,如不采取調控措施,處理效果會下降。其次,溫度會影(yǐng)響二沉池的分離性能,例如溫度變(biàn)化會使沉澱池(chí)產生異重流,導致短流;溫度降低會使活性汙泥由於(yú)粘度增大而(ér)降低沉降性能;溫度變化會影響曝氣係統的效率,夏季溫度升高時,會由於溶解氧(yǎng)飽和濃(nóng)度的降低,而(ér)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(bǎo)證供氣量不變,則必須增大供氣量。
二(èr)、氨氮超標
汙水中氨氮的去除主要是(shì)在傳統活性汙(wū)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(dǎo)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(huà)屬低負荷工藝,F/M一(yī)般(bān)在0.05~0.15kgBOD/kgMLVSS·d。負荷越低,硝化進行得(dé)越充(chōng)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(huà)細菌世代周期較長(zhǎng),若(ruò)生物係統的汙泥停留時間過短,即SRT過短,汙(wū)泥濃度較低(dī)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(dù)等因素。對於以脫氮為主要目的生物係統,通(tōng)常SRT可取11~23d。
2、回(huí)流比
生物硝化係統的(de)回流比(bǐ)一般較傳統活性汙泥工藝大,主要是因為(wéi)生物硝化係統的活性汙泥混合液中已含有大量的硝酸(suān)鹽,若(ruò)回流比太小,活性汙泥在二沉池的停留(liú)時間就較長,容易產生反硝化,導致汙泥上浮。通常回流比(bǐ)控製在50~100%。
3、水力停留時間
生物硝化曝氣池的水(shuǐ)力停留時(shí)間也較活性汙泥工(gōng)藝長,至少應在8h以上。這主(zhǔ)要是因為硝化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(jiān)。
4、BOD5/TKN
TKN係指水(shuǐ)中有機氮與氨氮之和,入流汙水(shuǐ)中BOD5/TKN是影響硝化效果的一個重要因素(sù)。BOD5/TKN越大,活性汙(wū)泥中硝化細菌所占的比例越(yuè)小,硝(xiāo)化速率就越小,在(zài)同樣運行條(tiáo)件下硝化效率就越低;反之,BOD5/TKN越(yuè)小,硝(xiāo)化效率越高。很多城市汙水處理廠的運行實踐發現,BOD5/TKN值*佳(jiā)範(fàn)圍(wéi)為2~3左右。
5、硝化速率
生物硝化(huà)係統一個專門的(de)工藝(yì)參(cān)數是硝化速率,係指單位重量的活性汙泥每天轉化的氨氮量。硝化速率的大小取決(jué)於(yú)活性汙泥中硝化細菌所占的比例,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(jun1),無氧時即停(tíng)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(yīn)此,需保持生物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。
7、溫度
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(xiāo)化速率會明顯下(xià)降,當汙(wū)水溫度(dù)低於5℃時,其生理活動會完全停止。因此(cǐ),冬(dōng)季時汙水處理廠特別是北方(fāng)地區的汙水處(chù)理廠出水氨氮超標的現象較為明顯。
8、pH
硝化細菌對pH反應很敏感,在pH為8~9的範圍內,其生物活性(xìng)*強,當pH<6.0或(huò)>9.6時,硝化菌(jun1)的生物活性將受(shòu)到抑製(zhì)並趨(qū)於(yú)停止(zhǐ)。因此,應(yīng)盡量控製(zhì)生(shēng)物硝化係統(tǒng)的(de)混合液pH大於7.0。
三、總氮超標
汙水(shuǐ)脫氮是在生物硝化工藝基礎上,增加生物反硝化(huà)工藝,其中反硝化工藝是指汙水中的硝(xiāo)酸鹽,在缺(quē)氧條件下,被微生物還原為氮氣的生化反應過程。
導致出水總氮超標的原因(yīn)涉及許多方麵,主要有:
1、汙(wū)泥負荷與汙(wū)泥齡
由於(yú)生物硝化是(shì)生物反硝化的前提,隻有良好的硝化(huà),才能獲得高效(xiào)而穩定的的反(fǎn)硝化。因而,脫氮係統也必須采用低負荷或超低負(fù)荷,並(bìng)采用(yòng)高汙泥齡。
2、內外回流比
生物反硝化係統外回流比較單純生物硝化係(xì)統要小些,這主(zhǔ)要是入流汙水中氮絕大部分已被脫去,二沉池中NO3--N濃度不高。相對來說,二沉池由於反(fǎn)硝化導致汙泥上浮的危險性已(yǐ)很(hěn)小。另一方(fāng)麵,反硝化係統汙泥沉速較快,在保證要求回流汙泥濃度的(de)前提下,可(kě)以降低回流比,以便延長汙水在曝氣池內的停留(liú)時間。
運行(háng)良好(hǎo)的汙水處理廠,外回流比可控製在50%以下。而內回流(liú)比一般控製在300~500%之間。
3、反硝化速率
反硝化(huà)速率係指(zhǐ)單位活性汙泥(ní)每天(tiān)反硝化的硝酸鹽量。反硝化速率與溫度等因素有關,典型值為0.06~0.07gNO3--N/gMLVSS×d。
4、缺氧區溶解氧
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(quán)力”進行反(fǎn)硝化,提高脫氮效率。但從汙水處理廠的實際運營情(qíng)況來看,要把缺(quē)氧區的DO控製在0.5mg/L以下,還是有困難的(de),因此也就影(yǐng)響了生物(wù)反硝化的過程,進而影響出水總氮指標。
5、BOD5/TN
因為反硝化(huà)細菌是(shì)在分(fèn)解有機物的過程中進行(háng)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(jī)物,才能保證反硝化的順利(lì)進行。由於(yú)目(mù)前許多汙水處理(lǐ)廠配套管網建設滯後,進廠BOD5低於設計值,而氮(dàn)、磷等指標則相當於或高於設計值(zhí),使得進水碳源無法滿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發生。
6、pH
反硝化細菌對pH變化(huà)不如硝(xiāo)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(de)*佳pH範圍為(wéi)6.5~8.0。
7、溫度
反硝化細菌對溫度(dù)變化雖(suī)不如硝化(huà)細菌那麽敏(mǐn)感,但(dàn)反硝化效果也(yě)會隨溫度變化而變化。溫度越高,反硝化(huà)速率越高(gāo),在30~35℃時,反硝化速率(lǜ)增(zēng)至*大。當低於15℃時,反(fǎn)硝化速率將明顯降低,至(zhì)5℃時,反硝化(huà)將趨於停止。因此,在冬季要保證脫氮效果,就必須(xū)增大SRT,提高汙(wū)泥濃度或增加(jiā)投運池數。
四、總磷超標
城市汙水處理廠(chǎng)除磷主要是依靠(kào)生物除磷,即(jí)在好氧段前增加厭氧段,使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,並通過排放剩餘汙泥來(lái)達到除(chú)磷目的(de)。在生物除磷難以達標的(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(níng)、沉澱和過濾等方法使磷成為不溶性(xìng)的固體沉澱物(wù),從汙水中分離出來。
導致生物除(chú)磷出水總磷超標的原因涉及(jí)許多方麵,主要有:
1、汙泥負荷與汙泥齡
厭氧-好(hǎo)氧(yǎng)生(shēng)物除磷工藝(yì)是(shì)一種高F/M低SRT係(xì)統。當F/M較高,SRT較(jiào)低時,剩餘汙泥排放量也(yě)就較多(duō)。因而,在汙泥含磷量一定的條件下,除磷量也就越多(duō),除磷效果越好。
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(bú)能太低,必須以保證(zhèng)BOD5的有效(xiào)去除為(wéi)前提。
2、BOD5/TP
要保證除磷(lín)效果,應控製進入厭氧區的汙水中BOD5/TP大於20。由於聚磷酸(suān)菌屬不動菌屬,其生理活動較弱,隻能攝取有機物中極易(yì)分解的(de)部分。因此,進(jìn)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,影響了生物除磷的效果。
3、溶解氧
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(jun1)才能進行磷的有效釋放,以保證(zhèng)後續處理效果。而(ér)好氧區的溶解氧需保(bǎo)持在2.0mg/L以上,聚磷菌才能有效吸磷。因此,對於(yú)厭氧區和好氧區溶解氧的(de)控製不當,將會極大影響生物除磷的效果(guǒ)。另外,有些汙水處理廠的進水為河道水,汙水中溶(róng)解氧含量(liàng)較高,若直接進入厭氧區,則不利於厭氧(yǎng)狀態的控製,影響了聚磷菌放磷效(xiào)果。
4、回流比
厭氧-好氧除磷係統(tǒng)的的回流比(bǐ)不(bú)宜太低(dī),應保持足(zú)夠的回流比(bǐ),盡快將二沉池內的汙泥排出,防止聚磷菌在二沉池內遇到厭氧環境發生磷的釋放。在保證快速排泥的前提(tí)下,應盡量(liàng)降低回流比,以免縮短汙泥在厭氧區的實際停留時間,影響磷的釋放。
在厭氧-好氧除磷係統中,若汙泥沉降性能良好(hǎo),則回流比在50~70%範(fàn)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(de)範圍內。停留時間太(tài)短,一是不能保(bǎo)證磷的(de)有效釋放,二是汙(wū)泥中的兼性酸化菌不能充分地將汙水中(zhōng)的大分子有機物分解成低級脂肪酸,以供聚磷菌攝取,從而也(yě)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(de)充分吸收。
6、pH
低pH有利於磷(lín)的(de)釋放,高pH有利於磷的吸(xī)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,宜將混合液的pH控製在(zài)6.5~8.0的範圍內。
由於(yú)對出水(shuǐ)總磷指標要求的不斷提高(gāo),除生物除磷外,化學除磷也得到越來越多的應用。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(liàng)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的投加點與投加量,並及時調(diào)整,確保出水磷含量穩定達標,並盡可能(néng)降低藥耗。
五、懸(xuán)浮物(wù)超標
出(chū)水中的懸浮物指標是否達標,主要(yào)取決於(yú)生物係統汙泥的質量是否良好、二沉池(chí)的沉澱效果以及汙水(shuǐ)處理廠的工藝控製是否(fǒu)恰當。造(zào)成二沉池出(chū)水懸浮物超標的(de)原因有以下幾個方麵:二(èr)沉池設計參數是否(fǒu)選(xuǎn)擇恰當是出水懸浮固體指標會否(fǒu)超標(biāo)的重要因素。許多城市汙(wū)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(duǎn),並盡量提高其水力表麵負荷,造成運行時(shí)二沉池經(jīng)常出現翻泥現象,致(zhì)使出水懸(xuán)浮固(gù)體超標。
另外,某些汙水處(chù)理廠(chǎng)由於實際工藝調整需要,需將生物池汙泥濃(nóng)度控製在較高的水平時,也(yě)會造成二沉池固體表麵負荷過大,影響出水水質。因此,一般認為應對二(èr)沉池的(de)這幾個工藝參數的(de)設置留有(yǒu)較大的餘地,以利於汙水處理廠工(gōng)藝的控製與(yǔ)調整。
一(yī)般來說,影響沉(chén)澱池沉澱效果的主(zhǔ)要工藝參數為水力停留時間、水力表麵負荷和汙泥通量。
1、二沉池水力停(tíng)留時間
汙水在二沉池的水力停留時間長短,是二沉池運行的重要參(cān)數。隻有足夠的停留時間,才能保(bǎo)證良好(hǎo)的絮凝效果,獲得較高的沉澱效(xiào)率。因(yīn)此,建議二沉(chén)池的水力(lì)停留時間設置在3~4h左右。
2、二沉池水力表麵負(fù)荷
對於一座沉澱池來說,當進水(shuǐ)量一定時,它(tā)所能去除的顆粒的大小也是一定的。在所能去除的這些顆(kē)粒(lì)中,*小的(de)那個顆粒的沉速正好等於這(zhè)座沉澱池的水力表麵負荷。因此,水力表麵負荷越小,所能去除的顆粒就越多,沉澱效(xiào)率就越高,出(chū)水懸浮物(wù)的指標就越低。設計二沉池較小(xiǎo)的水力表麵負荷,有利於(yú)汙(wū)泥等懸浮固體的有(yǒu)效(xiào)沉澱。一(yī)般建議(yì)二沉池的水力表麵負荷控製在0.6~1.2m3/m2×h。
3、二沉(chén)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(chí)沉澱效果的重要因素。二沉池的固體表麵負荷越小,汙泥在二沉池的濃縮效果越好。反(fǎn)之,則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(chí)泥麵過高,許多(duō)汙泥絮體來不及沉澱就隨汙水流出,影響出水懸浮物指標。一般二沉池固體表麵負荷*大不宜超過150kgMLSS/m2×d。
4、活性(xìng)汙(wū)泥質量
活性汙(wū)泥質(zhì)量的好壞是影響出水懸浮物(wù)是否超(chāo)標的重要因素。高質量的活性汙泥主要體(tǐ)現在四個方麵:良好的吸附性能,較高的生物活性,良(liáng)好的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(bèi)吸附到活性汙泥絮體上,並進一步被吸附到細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去(qù)除膠態汙染物質的(de)能力(lì)也差。活性汙泥的生物(wù)活性係指汙泥(ní)絮(xù)體內的(de)微生物分解(jiě)代謝有機(jī)汙染物的能力,生(shēng)物活性較差的活性汙泥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池得以有效地泥(ní)水分離。反之,如果汙泥(ní)沉降性能惡化,分(fèn)離(lí)效果必然降低,導致二沉池出水渾濁,SS超(chāo)標,嚴重時還可能導致(zhì)活性汙泥的大量流失,使係統內生物量不足(zú),繼而又影響對有機汙染物(wù)的分解代謝效果。隻有活(huó)性汙泥具有(yǒu)良好的濃縮性能,才能在二(èr)沉池得到較高的(de)排泥濃度。反之,如果濃(nóng)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,提高回流比會縮短汙水在曝(pù)氣池的實際停留時間,導致曝氣時間不足,影響處理效果。
5、進水(shuǐ)SS/BOD5
生物係統活性汙泥中MLVSS比例與進(jìn)水SS/BOD5有很大(dà)的關係,當進水SS/BOD5高時,生物係統活性汙泥中MLVSS比例(lì)則低,反之則高。根據運行經驗來看(kàn),當(dāng)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比例將會(huì)下降到20~30%。當活性汙泥中MLVSS比例較(jiào)低時,為了保證硝化效果係統就必須維持較高的泥齡,汙泥老化情況較明顯,導致出水SS超標。
6、有毒(dú)物質
入流汙(wū)水中含有強酸(suān)、強堿或重金屬等有毒物質將會使活(huó)性汙泥中毒,失去處理功效,嚴重的甚至發生汙泥解體,造(zào)成汙泥無法沉澱,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強對上遊汙染源的管理。
7、溫度
溫度對活性汙泥工藝的(de)影響是很廣泛的。*先,溫度會影響活性汙泥中微生物的活性,冬(dōng)季溫度較低時,如不采取調控措施,處理效果(guǒ)會下降。其次,溫(wēn)度會影響二沉池的的分離(lí)功能。如溫度的變化會使二沉池產生(shēng)異重流(liú),導致短流現象發生(shēng);溫度降低時,會使活性汙(wū)泥由於(yú)黏度增大而降低沉降性能等。