在污水處理過程中,會(huì)遇到各種各樣的污水問題。例如:COD、氨氮、SS等指標(biāo)不達(dá)標(biāo),污泥膨脹、浮泥和活性微生物死亡等,因?yàn)槲鬯幚淼脑矶际窍嗤模晕鬯幚硌芯繌拈_始基本上是以生活污水作為研究藍(lán)本的,以下我們以生活污水的為目標(biāo)來總結(jié)運(yùn)營(yíng)過程中會(huì)遇到的問題。
進(jìn)水水量與水質(zhì)
進(jìn)水水量
在我國(guó),城市污水處理廠進(jìn)水水量不足的現(xiàn)象普遍存在,這種吃不飽的原因既有通常被提到的污水收集管網(wǎng)建設(shè)滯后問題,也有設(shè)計(jì)能力超前的問題。這兩方面原因?qū)е略S多地方的污水處理廠已經(jīng)建成幾年仍不能滿負(fù)荷運(yùn)行,有些污水處理廠甚至只能抽取廠區(qū)周邊的河水進(jìn)行處理,使得污水處理工藝控制增加了難度,也增加了工程投資的成本,造成資產(chǎn)的閑置與浪費(fèi),無謂地過多消耗本來就已非常緊張的污水處理資金。
相反,有的污水處理廠存在長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài),例如某污水處理廠一期工程規(guī)模為40萬m3/d,二期工程規(guī)模為24萬m3/d,但由于資金短缺而使二期工程建設(shè)滯后,一期實(shí)際處理量已達(dá)到52萬m3/d,處理出水水質(zhì)有所下降。為此,合理確定污水處理廠建設(shè)規(guī)模與分期,高效使用治污資金,以及盡量提高污水收集率,是實(shí)現(xiàn)污水減排的前提。
進(jìn)水水質(zhì)
污水收集管網(wǎng)不配套,雨污合流制管網(wǎng)較普遍,管網(wǎng)管理不到位,致使進(jìn)入城市污水處理廠的進(jìn)水中雨水、河道水和工業(yè)廢水的比例較大。
以下進(jìn)水水質(zhì)情況均不利于污水處理廠的正常運(yùn)行:
1.進(jìn)水中BOD、COD含量比設(shè)計(jì)值低,而氮、磷等指標(biāo)則等于或高于設(shè)計(jì)值,從而增加污水脫氮除磷處理達(dá)標(biāo)排放的難度;
2.工業(yè)廢水中的夾帶油污或有毒物質(zhì)對(duì)城市污水處理廠的生物系統(tǒng)造成巨大影響,在情況下這些油污或有毒物質(zhì)會(huì)使整個(gè)生物系統(tǒng)癱瘓,微生物菌種死亡,整個(gè)污水處理廠不得不重新培養(yǎng)活性污泥;
3.進(jìn)水水質(zhì)偏高,供氧與污泥脫水設(shè)備規(guī)格不能滿足污水與污泥處理要求。其中垃圾滲濾液引入給城市污水處理廠運(yùn)行所造成的影響需要給予足夠重視。
對(duì)于污水收集與污水處理能力不協(xié)調(diào)的問題,需要有關(guān)主管部門將城市排水管網(wǎng)和污水處理廠建設(shè)納入城市建設(shè)近、遠(yuǎn)期總體規(guī)劃,保證污水收集系統(tǒng)與污水處理廠同步或先行建設(shè)。同時(shí)做好新建污水處理廠服務(wù)范圍內(nèi)污水水質(zhì)調(diào)查,以合理確定設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)。
出水水質(zhì)
我國(guó)近年建設(shè)的城市污水處理廠基本要求達(dá)到國(guó)家GB18918-2002中的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn),在一些地區(qū)還有要求達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。即使是原有已建項(xiàng)目,也在逐漸進(jìn)行升級(jí)改造,以提高污水減排效果。
根據(jù)規(guī)定的污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)要求,各城市污水處理廠采用適合于本地進(jìn)水水質(zhì)等客觀條件的污水處理工藝技術(shù),并加強(qiáng)運(yùn)營(yíng)管理。然而,在污水處理廠的實(shí)際運(yùn)行管理過程中,仍會(huì)遇到一些來自不同方面的問題而導(dǎo)致處理出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)。
1.有機(jī)物超標(biāo)
傳統(tǒng)活性污泥工藝的主要功效是去除城市污水中含有的有機(jī)污染物質(zhì),設(shè)計(jì)與運(yùn)行良好的活性污泥工藝,出水BOD5和SS均可小于20mg/L。
影響有機(jī)物處理效果的因素主要有:
1.營(yíng)養(yǎng)物
一般城市污水中的氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素都能夠滿足微生物需要,且過剩很多。但工業(yè)廢水所占比例較大時(shí),應(yīng)注意核算碳、氮、磷的比例是否滿足100:5:1。如果污水中缺氮,通常可投加銨鹽。如果污水中缺磷,通常可投加磷酸或磷酸鹽。
2.pH
城市污水的pH值是呈中性,一般為6.5~7.5。pH值的微小降低可能是由于城市污水輸送管道中的厭氧發(fā)酵。雨季時(shí)較大的pH降低往往是城市酸雨造成的,這種情況在合流制系統(tǒng)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(yè)廢水的大量排入造成的。調(diào)節(jié)污水pH值,通常來說是投加氫氧化鈉或硫酸,但這將大大增加污水處理成本。
3.油脂
當(dāng)污水中油類物質(zhì)含量較高時(shí),會(huì)使曝氣設(shè)備的曝氣效率降低,如不增加曝氣量就會(huì)使處理效率降低,但增加曝氣量勢(shì)必增加污水處理成本。另外,污水中較高的油脂含量還會(huì)降低活性污泥的沉降性能,嚴(yán)重時(shí)會(huì)成為污泥膨脹的原因,導(dǎo)致出水SS超標(biāo)。對(duì)油類物質(zhì)含量較高的進(jìn)水,需要在預(yù)處理段增加除油裝置。
4.溫度
溫度對(duì)活性污泥工藝的影響是很廣泛的。首先,溫度會(huì)影響活性污泥中微生物的活性,在冬季溫度較低時(shí),如不采取調(diào)控措施,處理效果會(huì)下降。其次,溫度會(huì)影響二沉池的分離性能,例如溫度變化會(huì)使沉淀池產(chǎn)生異重流,導(dǎo)致短流;溫度降低會(huì)使活性污泥由于粘度增大而降低沉降性能;溫度變化會(huì)影響曝氣系統(tǒng)的效率,夏季溫度升高時(shí),會(huì)由于溶解氧飽和濃度的降低,而使充氧困難,導(dǎo)致曝氣效率的下降,并會(huì)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(biāo)
污水中氨氮的去除主要是在傳統(tǒng)活性污泥法工藝基礎(chǔ)上采用硝化工藝,即采用延時(shí)曝氣,降低系統(tǒng)負(fù)荷。
導(dǎo)致出水氨氮超標(biāo)的原因涉及許多方面,主要有:
1.污泥負(fù)荷與污泥齡
生物硝化屬低負(fù)荷工藝,F(xiàn)/M一般在0.05~0.15kgBOD/kgMLVSS˙d。負(fù)荷越低,硝化進(jìn)行得越充分,NH3-N向NO3--N轉(zhuǎn)化的效率就越高。與低負(fù)荷相對(duì)應(yīng),生物硝化系統(tǒng)的SRT一般較長(zhǎng),因?yàn)橄趸?xì)菌世代周期較長(zhǎng),若生物系統(tǒng)的污泥停留時(shí)間過短,即SRT過短,污泥濃度較低時(shí),硝化細(xì)菌就培養(yǎng)不起來,也就得不到硝化效果。SRT控制在多少,取決于溫度等因素。對(duì)于以脫氮為主要目的生物系統(tǒng),通常SRT可取11~23d。
2.回流比
生物硝化系統(tǒng)的回流比一般較傳統(tǒng)活性污泥工藝大,主要是因?yàn)樯锵趸到y(tǒng)的活性污泥混合液中已含有大量的硝酸鹽,若回流比太小,活性污泥在二沉池的停留時(shí)間就較長(zhǎng),容易產(chǎn)生反硝化,導(dǎo)致污泥上浮。通常回流比控制在50~100%。
3.水力停留時(shí)間
生物硝化曝氣池的水力停留時(shí)間也較活性污泥工藝長(zhǎng),至少應(yīng)在8h以上。這主要是因?yàn)橄趸俾瘦^有機(jī)污染物的去除率低得多,因而需要更長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間。
4.BOD5/TKN
TKN系指水中有機(jī)氮與氨氮之和,入流污水中BOD5/TKN是影響硝化效果的一個(gè)重要因素。BOD5/TKN越大,活性污泥中硝化細(xì)菌所占的比例越小,硝化速率就越小,在同樣運(yùn)行條件下硝化效率就越低;反之,BOD5/TKN越小,硝化效率越高。很多城市污水處理廠的運(yùn)行實(shí)踐發(fā)現(xiàn),BOD5/TKN值最佳范圍為2~3左右。
5.硝化速率
生物硝化系統(tǒng)一個(gè)專門的工藝參數(shù)是硝化速率,系指單位重量的活性污泥每天轉(zhuǎn)化的氨氮量。硝化速率的大小取決于活性污泥中硝化細(xì)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(xì)菌為專性好氧菌,無氧時(shí)即停止生命活動(dòng),且硝化細(xì)菌的攝氧速率較分解有機(jī)物的細(xì)菌低得多,如果不保持充足的氧量,硝化細(xì)菌將“爭(zhēng)奪”不到所需要的氧。因此,需保持生物池好氧區(qū)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(xì)菌對(duì)溫度的變化也很敏感,當(dāng)污水溫度低于15℃時(shí),硝化速率會(huì)明顯下降,當(dāng)污水溫度低于5℃時(shí),其生理活動(dòng)會(huì)停止。因此,冬季時(shí)污水處理廠特別是北方地區(qū)的污水處理廠出水氨氮超標(biāo)的現(xiàn)象較為明顯。
8.pH
硝化細(xì)菌對(duì)pH反應(yīng)很敏感,在pH為8~9的范圍內(nèi),其生物活性強(qiáng),當(dāng)pH<6.0或>9.6時(shí),硝化菌的生物活性將受到抑制并趨于停止。因此,應(yīng)盡量控制生物硝化系統(tǒng)的混合液pH大于7.0。
3.總氮超標(biāo)
污水脫氮是在生物硝化工藝基礎(chǔ)上,增加生物反硝化工藝,其中反硝化工藝是指污水中的硝酸鹽,在缺氧條件下,被微生物還原為氮?dú)獾纳磻?yīng)過程。