你的出水為什麽不達標?一文了解5大(dà)原(yuán)因
來源:科柏(bǎi)盛環(huán)保 發布時間:2020-07-03
在汙水處理過程中,會遇到(dào)各種各(gè)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(lǐ)都是相同的,所以本文以生活(huó)汙水作為研(yán)究藍本的,來總(zǒng)結運營過程中(zhōng)會遇到出(chū)水不達標的問題!
1、有機(jī)物(wù)超標
傳統活性汙泥工藝的主要功效是去除城市汙水中的有機汙染(rǎn)物質,設計(jì)與運行良好的活性汙泥工藝(yì),出(chū)水BOD5和(hé)SS均可小於20mg/L。
影響有(yǒu)機物處理效果(guǒ)的因素主(zhǔ)要有:
營養物
一般(bān)城市汙(wū)水中的氮磷等(děng)營養元(yuán)素都能夠滿足微生物需要(yào),且過剩很(hěn)多。但工業廢水所(suǒ)占比例較大時,應注意核算碳、氮、磷的比例是否滿足100:5:1。如果汙水中缺氮,通常可投(tóu)加銨鹽。如果汙(wū)水(shuǐ)中(zhōng)缺磷,通常(cháng)可投加磷酸或磷酸鹽。
pH
城市汙(wū)水的pH值是呈(chéng)中性,一般為6.5~7.5。pH值的微小(xiǎo)降低可能是由(yóu)於城市汙水輸送管道中的厭氧發酵。雨季時較大的pH降低往往是城市酸雨造成的,這種情況在合流製係統中尤為(wéi)突出。pH的突然大幅度變(biàn)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(wū)水pH值,通常是投加氫氧化鈉(nà)或硫酸,但這(zhè)將大大增加汙水(shuǐ)處理成本。
油脂(zhī)
當汙水中油類物質含(hán)量(liàng)較高時,會使曝氣設備的(de)曝氣效率降低,如不(bú)增加曝氣量就會使處理效率降低,但增加曝氣量勢(shì)必增加汙水處理成(chéng)本。另外,汙水中較高的油脂含量還會降低活(huó)性汙泥的沉降性能,嚴重時會成為汙泥膨脹的原因,導致出水SS超標。對油類物質含量較高的進水,需要在預處理段增加除(chú)油裝置。
溫度
溫度對活性汙泥(ní)工藝的影響是很廣泛的。*先,溫度會影響活性汙泥(ní)中微生物的活性(xìng),在冬季溫度較低時,如不采(cǎi)取調控(kòng)措(cuò)施,處理效果會下降。其次,溫度會影響二沉池的分離性能,例如溫度變化會使(shǐ)沉澱池產生異重流(liú),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(jiàng)性能;溫度變化會影響曝氣(qì)係統的效率,夏季溫度(dù)升高時(shí),會由於溶解氧飽和濃度(dù)的(de)降低,而使充氧困難,導致曝氣(qì)效率(lǜ)的下降,並會使(shǐ)空(kōng)氣密度降低,若要保證(zhèng)供氣量不(bú)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傳統(tǒng)活性汙泥法工藝(yì)基礎上采用硝化工藝,即(jí)采用延時曝氣(qì),降低(dī)係(xì)統負荷。
導致出水氨(ān)氮超標的原因涉及(jí)許多方麵,主要有:
汙泥負荷與汙(wū)泥齡
生物硝化屬低負荷工藝,F/M一般在0.05~0.15kgBOD/kgMLVSS·d。負荷(hé)越低,硝化進行(háng)得越充分,NH3-N向NO3--N轉化的效率就越高。與低負荷相對應(yīng),生物硝化係統的SRT一般(bān)較長,因為硝(xiāo)化細菌世代周期較長,若生物係(xì)統的汙泥停(tíng)留時間過短,即SRT過短,汙泥濃度較低(dī)時(shí),硝化細菌就培養不起(qǐ)來(lái),也就得不(bú)到硝化效果。SRT控製在多少,取決於溫度等因(yīn)素。對(duì)於以脫氮(dàn)為主(zhǔ)要目的生物係統(tǒng),通常SRT可取11~23d。
回流比
生物硝化係統的回流比一般較傳統活性(xìng)汙泥工藝大,主要是因為生物硝化係統的活性汙泥混合液中已含有大量的硝酸鹽,若回(huí)流比太小,活性汙泥在二沉池的停(tíng)留時間就較長,容(róng)易產生反硝化,導致汙泥上浮。通常回流比控製在50~100%。
水力(lì)停(tíng)留(liú)時間
生物硝化曝氣池的水力停留時間也較活性汙泥工藝(yì)長,至少(shǎo)應在(zài)8h以(yǐ)上。這主要(yào)是因為硝(xiāo)化(huà)速率較有機汙染(rǎn)物的去除率低得多,因而需要更長的反應時間。
BOD5/TKN
TKN係指水(shuǐ)中有機氮與氨(ān)氮之和,入流汙水中(zhōng)BOD5/TKN是影(yǐng)響硝化效(xiào)果的一個重要因素。BOD5/TKN越大,活(huó)性汙泥(ní)中硝(xiāo)化細菌所占的比例越小,硝化速率(lǜ)就越小,在同樣運行條件下硝化效(xiào)率就越低;反之,BOD5/TKN越小,硝化效率越高。很多城市汙水處理廠的運行實踐發現,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(xiāo)化速率,係指單位重量的活性汙泥每天轉化的氨氮量(liàng)。硝化速率(lǜ)的大小取決於活性(xìng)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。
溶解氧
硝化細菌為專性好氧(yǎng)菌,無氧時即停止生命活動,且硝化細菌的(de)攝氧(yǎng)速率較分解有機物的細菌(jun1)低得多,如果不保持充(chōng)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(hǎo)氧區的溶解氧在2mg/L以上,特殊情況(kuàng)下溶解氧(yǎng)含量還需提高。
溫度
硝化細(xì)菌對(duì)溫度的變化(huà)也很敏感,當汙水溫度低(dī)於15℃時,硝化速率會明顯下降,當汙水溫度低於5℃時,其生理活動會完全停(tíng)止。因此,冬季時汙水處理廠特別是北方地區的汙水處理廠出(chū)水氨氮超標(biāo)的現象較為明顯。
pH
硝化細菌對pH反應很敏(mǐn)感,在pH為(wéi)8~9的(de)範圍內,其生物活(huó)性*強,當(dāng)pH<6.0或>9.6時,硝化菌的生物活性將受到抑製並趨於(yú)停止。因此,應盡量控製生物硝化係統的混合液pH大於7.0。
3、總氮超標
汙水脫(tuō)氮是在生物硝化工藝基礎上,增加生物(wù)反硝(xiāo)化工(gōng)藝,其中反硝化工藝是指汙水中的硝酸鹽,在(zài)缺氧條件下(xià),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涉及許多方麵,主要有:
汙(wū)泥負荷與汙泥齡
由於生物硝化是生物反硝化的前提,隻(zhī)有良好的硝化,才能獲得高(gāo)效而穩定的的反硝化。因而,脫氮係統也(yě)必須采(cǎi)用(yòng)低(dī)負荷或超低負(fù)荷,並采用高汙泥齡。
內外回流比
生(shēng)物反硝化係統外回流比(bǐ)較單純(chún)生物硝化係統要小些,這主要是(shì)入流汙水(shuǐ)中氮絕大部分已被脫去,二沉池中NO3--N濃度不高。相對(duì)來說,二(èr)沉池由於反硝化導致汙泥上浮的危險性已很小。另一方麵,反硝(xiāo)化係統汙泥沉速較快,在保證要求(qiú)回流汙泥濃度的前提下,可以降低回流比,以便延長汙水在曝氣池(chí)內的停留時(shí)間。
運行良好的汙水處理廠,外回流比可控製(zhì)在50%以下。而內回流比一般(bān)控製在300~500%之間。
反硝(xiāo)化速率
反硝化速率係指單位活(huó)性汙(wū)泥每天反(fǎn)硝化的(de)硝酸鹽量。反硝化速率與溫度(dù)等因素有關,典型值為0.06~0.07gNO3--N/gMLVSS×d。
缺氧區溶(róng)解(jiě)氧(yǎng)
對(duì)反硝化來說,希望(wàng)DO盡量低,*好是零,這樣反硝(xiāo)化細菌可以“全力”進行反硝化,提高脫氮效率(lǜ)。但從汙水處理廠的實際運營情況來(lái)看,要把缺氧區的(de)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(wù)反硝化的過程,進而影響出水總氮指標。
BOD5/TN
因為反硝(xiāo)化細菌是(shì)在分解有(yǒu)機物的過程中進行反硝化(huà)脫氮的,所(suǒ)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(shùn)利進行。由於目前許多汙水處理廠配套管(guǎn)網建設滯後,進廠BOD5低於設(shè)計值,而氮(dàn)、磷等指標(biāo)則相當(dāng)於或高於(yú)設計值,使得進水碳源無法滿足反硝化對(duì)碳源的(de)需求(qiú),也導致了(le)出水總氮超標的情況時有發生。
pH
反硝化細菌對pH變化不如硝化細菌敏感,在pH為6~9的範圍內,均能(néng)進行(háng)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(xì)菌對溫度變化雖不如硝化細(xì)菌那麽敏感,但反硝化效果也會隨溫度變(biàn)化而變化。溫(wēn)度越(yuè)高(gāo),反硝化速率越高,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,反硝化將趨(qū)於停止。因此,在冬季要保(bǎo)證脫氮效(xiào)果,就必(bì)須增大SRT,提高汙泥濃度或增加投(tóu)運池數(shù)。
4、總磷超標
城市汙水處理廠除磷主(zhǔ)要是依靠生物除磷(lín),即在好氧段前增加厭氧段,使聚磷菌交替處於厭(yàn)氧和好氧狀態,實現磷酸鹽的釋放與吸收,並通過排放剩(shèng)餘汙泥來達到除磷目的。在生物(wù)除磷難以達(dá)標的條件下,還可以(yǐ)考慮投加化學藥劑來輔助除磷。化學(xué)除磷主要是通過混(hún)凝、沉澱和過濾等方法使(shǐ)磷成為不溶性的固體沉澱物,從汙水中(zhōng)分(fèn)離出來。
導(dǎo)致(zhì)生物除磷出水總磷超(chāo)標的原因涉及許多方麵,主要有(yǒu):
汙泥負(fù)荷與汙泥齡
厭氧-好氧生物除磷工藝是一種高F/M低SRT係統。當(dāng)F/M較(jiào)高,SRT較低時,剩餘汙泥排放量也就較多。因而,在汙泥含磷(lín)量一定的條件下(xià),除磷量也就越多,除磷效果越好。
對於以除磷為主(zhǔ)要目的生(shēng)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(néng)太低,必須以保證BOD5的有效去除為前提。
BOD5/TP
要保證除磷效果,應控製進(jìn)入(rù)厭氧區的汙水中BOD5/TP大於20。由於聚磷酸菌屬不動菌屬,其生理活動較弱(ruò),隻能攝取有機物中極易分解的部分。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。但許多城市汙水處理廠(chǎng)實際(jì)進水存在碳源偏低(dī),氮、磷等濃度較高等現象,導(dǎo)致BOD5/TP值無法滿足(zú)生物除磷的需要,影響了生物(wù)除磷的效果。
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(lín)菌才能進行磷(lín)的有效釋放,以保證後續處理(lǐ)效果。而(ér)好氧區的溶解氧需保持在2.0mg/L以上,聚磷菌才能有效吸磷。因此,對於厭氧區和好氧區溶解氧的控製不當,將會極大影響生物除磷的效果。另(lìng)外,有些汙水處理廠的進水為河道水,汙水中溶(róng)解氧含量較高,若直接進入厭氧區(qū),則不(bú)利於厭(yàn)氧狀態(tài)的控製,影響了(le)聚磷菌放磷效果。
回流比(bǐ)
厭(yàn)氧-好氧除(chú)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(chén)池內的汙泥排出,防止聚(jù)磷(lín)菌在二沉池內遇到厭氧環境發生磷的釋放。在保證快(kuài)速排泥的前提下,應盡量降低回流比,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(jiàng)性(xìng)能良好,則(zé)回流比在50~70%範圍內(nèi),即可保證(zhèng)快(kuài)速排泥。
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的範圍(wéi)內。停留時間太短,一是不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)也影響(xiǎng)了(le)磷的釋放。
汙水在好氧區的(de)停留時間一般在4~6h,這樣即可(kě)保證磷的(de)充分吸(xī)收。
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(lín)釋放和(hé)吸(xī)收的綜合。因此在生物除磷(lín)係統中,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(zhǐ)標要求的不斷提高,除生物除磷外,化學除(chú)磷也得到(dào)越來越多地應(yīng)用。但化學除磷在提高除磷效果的同時,也會因投加化學(xué)藥劑而(ér)使(shǐ)剩餘(yú)汙泥量大大(dà)增(zēng)加(jiā),進而增加汙泥處理量與泥餅處置量(liàng)。
實際中應根據實驗來確定化(huà)學藥劑的投加點與投加量,並及(jí)時調整,確保出水磷含(hán)量穩定達標,並盡(jìn)可能降低藥耗。
5、懸浮物超標
出水中的懸浮物指標是否(fǒu)達標,主要取決於生物(wù)係(xì)統汙泥的質量(liàng)是否(fǒu)良好、二沉池的沉澱(diàn)效果以(yǐ)及汙水處理廠的工藝控製是否恰當。
造成二沉池出水懸浮物超標的原因有以下幾個方麵:
二(èr)沉池設(shè)計參數是否選(xuǎn)擇恰當是出水懸浮固體指標(biāo)會否超標的重要因素。許多城市汙水處(chù)理廠在設(shè)計之初,為節約建設成本,將水力停留(liú)時間大大縮短,並盡量提高其水力表麵負荷,造成運行時二沉池經常出現翻泥現象,致使出水懸浮固體超標。
另外,某些汙水處理廠由於實際(jì)工藝調整需要,需將生物池汙泥濃度控(kòng)製在較高的水平(píng)時,也會造成二沉池固體表麵負荷過大,影響出水水質(zhì)。因此,一般認為應對二沉池的這幾個工藝參數的設置留(liú)有較大的餘地,以利於汙水處理廠工藝的控製與調整。
一般來說,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(lì)表麵負荷和汙泥通量。
二沉池水力停留時間
汙水在二沉池的水力(lì)停留時間長短,是二沉池運行的重要參數。隻有足夠的(de)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(yīn)此,建議二沉池的水力停留時間設置(zhì)在3~4h左右。
二沉池水力表麵負荷
對於一座沉澱(diàn)池來(lái)說(shuō),當進水(shuǐ)量一定時,它所能去除(chú)的顆粒的大小也是一定的。在(zài)所能去除的這些(xiē)顆粒中,*小的那(nà)個顆粒的沉速正好等於這(zhè)座沉(chén)澱池的水力表麵負荷。因此,水力表麵(miàn)負荷越小(xiǎo),所能去除的(de)顆粒就越多,沉澱效(xiào)率就越高,出水懸浮物的指標就越低。設計二(èr)沉池較小的水力表麵負荷,有利於汙泥等懸浮固體的(de)有效沉澱。一般(bān)建議二(èr)沉池的水力(lì)表麵負(fù)荷(hé)控製在0.6~1.2m3/m2×h。
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(xiǎng)二沉池沉澱效果的重要(yào)因(yīn)素。二沉池的固體表麵負荷越(yuè)小,汙泥在二沉池的濃縮(suō)效果越好。反之,則汙泥在二沉池的濃縮效果越差。過大的固體表麵負荷會(huì)造成二沉池泥麵過高,許多汙泥絮體來不(bú)及(jí)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。
活性汙泥(ní)質量
活性汙泥質量(liàng)的好壞是影響出水懸浮物是否超標的重要因素。高質量的活性汙泥主要(yào)體現在四個方麵:良好(hǎo)的吸(xī)附(fù)性能,較高的(de)生物活(huó)性,良好的沉降性能以及良好的濃縮性能。
膠體狀態的汙染(rǎn)物(wù)*先必須被吸附到活性汙泥絮體上,並進一步被吸附到細菌表麵附(fù)近才能被分解代謝,因而吸附性能較差的活性汙泥去除(chú)膠態汙染物質的能力也差。活性汙泥的(de)生物活性係(xì)指汙泥絮體(tǐ)內(nèi)的(de)微生物分解代謝有機汙染(rǎn)物的能力,生物活性(xìng)較差的活(huó)性汙泥去除有機汙染物的速度必(bì)然較慢(màn)。
隻有沉降性(xìng)能良好的活性(xìng)汙泥才能在二沉池得以有效地泥水分離。反(fǎn)之(zhī),如果汙泥(ní)沉降性能惡(è)化,分離(lí)效果必然降低,導致二沉池出水渾濁,SS超標,嚴重時還可能導致活性汙泥的大量流失,使係統內(nèi)生物量不足,繼而又影響對(duì)有機汙染物(wù)的分解代(dài)謝效果。隻有活性(xìng)汙泥具(jù)有(yǒu)良好的濃縮(suō)性能,才能在二沉池得到較高的排泥濃度。反(fǎn)之,如果濃縮性能(néng)較差(chà),排泥濃度降低,就要保證足夠(gòu)的回流汙(wū)泥量,提高回流比。但是,提高回流比會縮短汙水在曝氣池的實際停留時間,導致曝氣時間不足,影響處理效果。
進水SS/BOD5
生物係統活性汙泥中MLVSS比例(lì)與(yǔ)進(jìn)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(gēn)據運行經驗來(lái)看,當(dāng)SS/BOD在1以下時,MLVSS比例(lì)可以維持在50%以上,當SS/BOD5在5以上時(shí),VSS比例將會下降到20~30%。當(dāng)活(huó)性汙泥中MLVSS比例較低時,為了保證硝化效果(guǒ)係統就必須維持較高的(de)泥齡,汙泥老化情況(kuàng)較明(míng)顯,導致出水(shuǐ)SS超標。
有毒(dú)物質
入(rù)流汙(wū)水中(zhōng)含有強酸、強堿或重金屬等有毒物質將會使活性汙泥中(zhōng)毒(dú),失去(qù)處理功效,嚴重的甚至發生汙泥解體,造成汙泥無(wú)法沉(chén)澱,出水懸浮(fú)物超標。解決活性汙泥中毒(dú)問題的根(gēn)本辦法就是加強對上(shàng)遊汙染源的(de)管理。
溫度
溫度對(duì)活性汙泥工藝的影響是很廣泛(fàn)的。*先,溫度會影響活性汙泥中微生物的活性,冬季溫度(dù)較低(dī)時,如不采取調控措施,處理(lǐ)效果會下降。其次,溫度(dù)會影響二(èr)沉池的的分離功能。如溫度的變化(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(huì)使活性汙泥由於黏度增大而降(jiàng)低沉降性能等。