常見汙水處理問題分析和解決方案:
一、進水水量與水質
(一)進水水量
在我國,城市汙水處置廠進水水量缺乏的景象普遍存在,這種吃不飽的緣由既有通常被提到的汙水搜集管網建立滯後成績,也有設計才能超前的成績。這兩方麵緣由招致許多中央的汙水處置廠曾經建成幾年仍不能滿負荷運轉,有些汙水處置廠甚至隻能抽取廠區周邊的河水停止處置,使得汙水處置工藝控製添加了難度,也添加了工程投資的本錢,形成資產的閑置與糜費,無謂地過多耗費原本就已十分緊張的汙水處置資金。
相反,有的汙水處置廠存在臨時超負荷運轉形態,例如某汙水處置廠一期工程規模爲40萬m3/d,二期工程規模爲24萬m3/d,但由於資金充足而使二期工程建立滯後,一期實踐處置量已到達52萬m3/d,處置出水水質有所下降。爲此,合理確定汙水處置廠建立規模與分期,高效運用治汙資金,以及盡量進步汙水搜集率,是完成汙水減排的前提。
(二)進水水質
由於城市汙水搜集管網不配套,雨汙合流製管網較普遍,管網管理不到位,致使進入城市汙水處置廠的進水中雨水、河道水和工業廢水的比例較大。
以下進水水質狀況均不利於汙水處置廠的正常運轉:
(1)進水中BOD、COD含量比設計值低,而氮、磷等目標則等於或高於設計值,從而添加汙水脫氮除磷處置達標排放的難度;
(2)工業廢水中的夾帶油汙或有毒物質對城市汙水處置廠的生物零碎形成宏大影響,在極端狀況下這些油汙或有毒物質會使整個生物零碎癱瘓,微生物菌種死亡,整個汙水處置廠不得不重新培育活性汙泥;
(3)進水水質偏高,供氧與汙泥脫水設備規格不能滿足汙水與汙泥處置要求。其中渣滓滲濾液引入給城市汙水處置廠運轉所形成的影響需求給予足夠注重。
關於汙水搜集與汙水處置才能不協調成績,需求有關主管部門將城市排水管網和汙水處置廠建立歸入城市建立近、遠期總體規劃,保證汙水搜集零碎與汙水處置廠同步或先行建立。同時做好新建汙水處置廠效勞範圍內汙水水質調查,以合理確定設計進水水質。

二、出水水質
我國近年建立的城市汙水處置廠根本要求到達國度GB18918-2002中的一級B規範,在一些地域還有要求到達一級A規範。即便是原有已建項目,也在逐步停止晉級改造,以進步汙水減排效果。
依據規則的汙水處置排放規範要求,各城市汙水處置廠采用合適於本地進水水質等客觀條件的汙水處置工藝技術,並增強運營管理。但是,在汙水處置廠的實踐運轉管理進程中,仍會遇到一些來自不同方麵的成績而招致處置出水水質不達標。
1、無機物超標
傳統活性汙泥工藝的次要成效是去除城市汙水中的無機淨化物質,設計與運轉良好的活性汙泥工藝,出水BOD5和SS均可小於20mg/L。
影響無機物處置效果的要素次要有:
(1)養分物
普通城市汙水中的氮磷等養分元素都可以滿足微生物需求,且過剩很多。但工業廢水所占比例較大時,應留意核算碳、氮、磷的比例能否滿足100:5:1。假如汙水中缺氮,通常可投加銨鹽。假如汙水中缺磷,通常可投加磷酸或磷酸鹽。
(2)pH
城市汙水的pH值是呈中性,普通爲6.5~7.5。pH值的巨大降低能夠是由於城市汙水保送管道中的厭氧發酵。旱季時較大的pH降低往往是城市酸雨形成的,這種狀況在合流製零碎中尤爲突出。pH的忽然大幅度變化,不管是降低還是降低,通常都是由工業廢水的少量排入形成的。調理汙水pH值,通常是投加氫氧化鈉或硫酸,但這將大大添加汙水處置本錢。
(3)油脂
當汙水中油類物質含量較高時,會使曝氣設備的曝氣效率降低,如不添加曝氣量就會使處置效率降低,但添加曝氣量勢必添加汙水處置本錢。另外,汙水中較高的油脂含量還會降低活性汙泥的沉降功能,嚴重時會成爲汙泥收縮的緣由,招致出水SS超標。對油類物質含量較高的進水,需求在預處置段添加除油安裝。
(4)溫度
溫度對活性汙泥工藝的影響是很普遍的。首先,溫度會影響活性汙泥中微生物的活性,在夏季溫度較低時,如不采取調控措施,處置效果會下降。其次,溫度會影響二沉池的別離功能,例如溫度變化會使沉澱池發生異重流,招致短流;溫度降低會使活性汙泥由於粘度增大而降消沉降功能;溫度變化會影響曝氣零碎的效率,冬季溫度降低時,會由於溶解氧飽和濃度的降低,而使充氧困難,招致曝氣效率的下降,並會使空氣密度降低,若要保證供氣量不變,則必需增大供氣量。
2、氨氮超標
汙水中氨氮的去除次要是在傳統活性汙泥法工藝根底上采用硝化工藝,即采用延時曝氣,降低零碎負荷。
招致出水氨氮超標的緣由觸及許多方麵,次要有:
(1)汙泥負荷與汙泥齡
生物硝化屬低負荷工藝,F/M普通在0.05~0.15kgBOD/kgMLVSS˙d。負荷越低,硝化停止得越充沛,NH3-N向NO3--N轉化的效率就越高。與低負荷絕對應,生物硝化零碎的SRT普通較長,由於硝化細菌世代周期較長,若生物零碎的汙泥停留工夫過短,即SRT過短,汙泥濃度較低時,硝化細菌就培育不起來,也就得不到硝化效果。SRT控製在多少,取決於溫度等要素。關於以脫氮爲次要目的生物零碎,通常SRT可取11~23d。
(2)回流比
生物硝化零碎的回流比普通較傳統活性汙泥工藝大,次要是由於生物硝化零碎的活性汙泥混合液中已含有少量的硝酸鹽,若回流比太小,活性汙泥在二沉池的停留工夫就較長,容易發生反硝化,招致汙泥上浮。通常回流比控製在50~100%。
(3)水力停留工夫
生物硝化曝氣池的水力停留工夫也較活性汙泥工藝長,至多應在8h以上。這次要是由於硝化速率較無機淨化物的去除率低得多,因此需求更長的反響工夫。
(4)BOD5/TKN
TKN係指水中無機氮與氨氮之和,入流汙水中BOD5/TKN是影響硝化效果的一個重要要素。BOD5/TKN越大,活性汙泥中硝化細菌所占的比例越小,硝化速率就越小,在異樣運轉條件下硝化效率就越低;反之,BOD5/TKN越小,硝化效率越高。很多城市汙水處置廠的運轉理論發現,BOD5/TKN值最佳範圍爲2~3左右。
(5)硝化速率
生物硝化零碎一個專門的工藝參數是硝化速率,係指單位分量的活性汙泥每天轉化的氨氮量。硝化速率的大小取決於活性汙泥中硝化細菌所占的比例,溫度等很多要素,典型值爲0.02gNH3-N/gMLVSS×d。
(6)溶解氧
硝化細菌爲專性好氧菌,無氧時即中止生命活動,且硝化細菌的攝氧速率較分解無機物的細菌低得多,假如不堅持充足的氧量,硝化細菌將“搶奪”不到所需求的氧。因而,需堅持生物池好氧區的溶解氧在2mg/L以上,特殊狀況下溶解氧含量還需進步。
(7)溫度
硝化細菌對溫度的變化也很敏感,當汙水溫度低於15℃時,硝化速率會分明下降,當汙水溫度低於5℃時,其生理活動會完全中止。因而,夏季時汙水處置廠特別是南方地域的汙水處置廠出水氨氮超標的景象較爲分明。
(8)pH
硝化細菌對pH反響很敏感,在pH爲8~9的範圍內,其生物活性最強,當pH<6.0或>9.6時,硝化菌的生物活性將遭到抑製並趨於中止。因而,應盡量控製生物硝化零碎的混合液pH大於7.0。
3、總氮超標
汙水脫氮是在生物硝化工藝根底上,添加生物反硝化工藝,其中反硝化工藝是指汙水中的硝酸鹽,在缺氧條件下,被微生物複原爲氮氣的生化反響進程。
招致出水總氮超標的緣由觸及許多方麵,次要有:
(1)汙泥負荷與汙泥齡
由於生物硝化是生物反硝化的前提,隻要良好的硝化,才幹取得高效而波動的的反硝化。因此,脫氮零碎也必需采用低負荷或超低負荷,並采用高汙泥齡。
(2)內、外回流比
生物反硝化零碎外回流比擬單純生物硝化零碎要小些,這次要是入流汙水中氮絕大局部已被脫去,二沉池中NO3--N濃度不高。比較而言,二沉池由於反硝化招致汙泥上浮的風險性已很小。另一方麵,反硝化零碎汙泥沉速較快,在保證要求回流汙泥濃度的前提下,可以降低回流比,以便延伸汙水在曝氣池內的停留工夫。
運轉良好的汙水處置廠,外回流比可控製在50%以下。而內回流比普通控製在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鹽量。反硝化速率與溫度等要素有關,典型值爲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,最好是零,這樣反硝化細菌可以“全力”停止反硝化,進步脫氮效率。但從汙水處置廠的實踐運營狀況來看,要把缺氧區的DO控製在0.5mg/L以下,還是有困難的,因而也就影響了生物反硝化的進程,進而影響出水總氮目標。
(5)BOD5/TKN
由於反硝化細菌是在分解無機物的進程中停止反硝化脫氮的,所以進入缺氧區的汙水中必需有充足的無機物,才幹保證反硝化的順利停止。由於目前許多汙水處置廠配套管網建立滯後,進廠BOD5低於設計值,而氮、磷等目標則相當於或高於設計值,使得進水碳源無法滿足反硝化對碳源的需求,也招致了出水總氮超標的狀況時有發作。
(6)pH
反硝化細菌對pH變化不如硝化細菌敏感,在pH爲6~9的範圍內,均能停止正常的生理代謝,但生物反硝化的最佳pH範圍爲6.5~8.0。
(7)溫度
反硝化細菌對溫度變化雖不如硝化細菌那麼敏感,但反硝化效果也會隨溫度變化而變化。溫度越高,反硝化速率越高,在30~35℃時,反硝化速率增至最大。當低於15℃時,反硝化速率將分明降低,至5℃時,反硝化將趨於中止。因而,在夏季要保證脫氮效果,就必需增大SRT,進步汙泥濃度或添加投運池數。
4、總磷超標
城市汙水處置廠除磷次要是依托生物除磷,即在好氧段前添加厭氧段,使聚磷菌交替處於厭氧和好氧形態,完成磷酸鹽的釋放與吸收,並經過排放剩餘汙泥來到達除磷目的。在生物除磷難以達標的條件下,還可以思索投加化學藥劑來輔佐除磷。化學除磷次要是經過混凝、沉澱和過濾等辦法使磷成爲不溶性的固體沉澱物,從汙水中別離出來。
招致生物除磷出水總磷超標的緣由觸及許多方麵,次要有:
(1)汙泥負荷與汙泥齡
厭氧-好氧生物除磷工藝是一種高F/M低SRT零碎。當F/M較高,SRT較低時,剩餘汙泥排放量也就較多。因此,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。
關於以除磷爲次要目的生物零碎,通常F/M爲0.4~0.7kgBOD5/kgMLSS×d,SRT爲3.5~7d。但是,SRT也不能太低,必需以保證BOD5的無效去除爲前提。
(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20。由於聚磷酸菌屬不動菌屬,其生理活動較弱,隻能攝取無機物中極易分解的局部。因而,進水中應保證BOD5的含量,確保聚磷酸菌正常的生理代謝。但許多城市汙水處置廠實踐進水存在碳源偏低,氮、磷等濃度較初等景象,招致BOD5/TP值無法滿足生物除磷的需求,影響了生物除磷的效果。
(3)溶解氧
厭氧區應堅持嚴厲厭氧形態,即溶解氧低於0.2mg/L,此時聚磷菌才幹停止磷的無效釋放,以保證後續處置效果。而好氧區的溶解氧需堅持在2.0mg/L以上,聚磷菌才幹無效吸磷。因而,關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。另外,有些汙水處置廠的進水爲河道水,汙水中溶解氧含量較高,若間接進入厭氧區,則不利於厭氧形態的控製,影響了聚磷菌放磷效果。
(4)回流比
厭氧-好氧除磷零碎的的回流比不宜太低,應堅持足夠的回流比,盡快將二沉池內的汙泥排出,避免聚磷菌在二沉池內遇到厭氧環境發作磷的釋放。在保證疾速排泥的前提下,應盡量降低回流比,以免延長汙泥在厭氧區的實踐停留工夫,影響磷的釋放。
在厭氧-好氧除磷零碎中,若汙泥沉降功能良好,則回流比在50~70%範圍內,即可保證疾速排泥。
(5)水力停留工夫
汙水在厭氧區的水力停留工夫普通在1.5~2.0h的範圍內。停留工夫太短,一是不能保證磷的無效釋放,二是汙泥中的兼性酸化菌不能充沛地將汙水中的大分子無機物分解成低級脂肪酸,以供聚磷菌攝取,從而也影響了磷的釋放。
汙水在好氧區的停留工夫普通在4~6h,這樣即可保證磷的充沛吸收。
(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收的綜合。因而在生物除磷零碎中,宜將混合液的pH控製在6.5~8.0的範圍內。
由於對出水總磷目標要求的不時進步,除生物除磷外,化學除磷也失掉越來越多地使用。但化學除磷在進步除磷效果的同時,也會因投加化學藥劑而使剩餘汙泥量大大添加,進而添加汙泥處置量與泥餅處置量。
實踐中應依據實驗來確定化學藥劑的投加點與投加量,並及時調整,確保出水磷含量波動達標,並盡能夠降低藥耗。
5、懸浮物超標
出水中的懸浮物目標能否達標,次要取決於生物零碎汙泥的質量能否良好、二沉池的沉澱效果以及汙水處置廠的工藝控製能否恰當。
形成二沉池出水懸浮物超標的緣由有以下幾個方麵:
(1)二沉池工藝參數選擇
二沉池設計參數能否選擇恰當是出水懸浮固體目標會否超標的重要要素。許多城市汙水處置廠在設計之初,爲浪費建立本錢,將水力停留工夫大大延長,並盡量進步其水力外表負荷,形成運轉時二沉池常常呈現翻泥景象,致使出水懸浮固體超標。
另外,某些汙水處置廠由於實踐工藝調整需求,需將生物池汙泥濃度控製在較高的程度時,也會形成二沉池固體外表負荷過大,影響出水水質。因而,普通以為應對二沉池的這幾個工藝參數的設置留有較大的餘地,以利於汙水處置廠工藝的控製與調整。
普通來說,影響沉澱池沉澱效果的次要工藝參數爲水力停留工夫、水力外表負荷和汙泥通量。
(2)二沉池水力停留工夫
汙水在二沉池的水力停留工夫長短,是二沉池運轉的重要參數。隻要足夠的停留工夫,才幹保證良好的絮凝效果,取得較高的沉澱效率。因而,建議二沉池的水力停留工夫設置在3~4h左右。
(3)二沉池水力外表負荷
關於一座沉澱池來說,當進水量一定時,它所能去除的顆粒的大小也是一定的。在所能去除的這些顆粒中,最小的那個顆粒的沉速正好等於這座沉澱池的水力外表負荷。因而,水力外表負荷越小,所能去除的顆粒就越多,沉澱效率就越高,出水懸浮物的目標就越低。設計二沉池較小的水力外表負荷,有利於汙泥等懸浮固體的無效沉澱。普通建議二沉池的水力外表負荷控製在0.6~1.2m3/m2×h。
(4)二沉池固體外表負荷
二沉池的固體外表負荷的大小,也是影響二沉池沉澱效果的重要要素。二沉池的固體外表負荷越小,汙泥在二沉池的稀釋效果越好。反之,則汙泥在二沉池的稀釋效果越差。過大的固體外表負荷會形成二沉池泥麵過高,許多汙泥絮體來不及沉澱就隨汙水流出,影響出水懸浮物目標。普通二沉池固體外表負荷最大不宜超越150kgMLSS/m2×d。
(5)活性汙泥質量
活性汙泥質量的好壞是影響出水懸浮物能否超標的重要要素。高質量的活性汙泥次要表現在四個方麵:良好的吸附功能,較高的生物活性,良好的沉降功能以及良好的稀釋功能。
膠體形態的淨化物首先必需被吸附到活性汙泥絮體上,並進一步被吸附到細菌外表左近才幹被分解代謝,因此吸附功能較差的活性汙泥去除膠態淨化物質的才能也差。活性汙泥的生物活性係指汙泥絮體內的微生物分解代謝無機淨化物的才能,生物活性較差的活性汙泥去除無機淨化物的速度必定較慢。
隻要沉降功能良好的活性汙泥才幹在二沉池得以無效地泥水別離。反之,假如汙泥沉降功能好轉,別離效果必定降低,招致二沉池出水混濁,SS超標,嚴重時還能夠招致活性汙泥的少量流失,使零碎內生物量缺乏,繼而又影響對無機淨化物的分解代謝效果。
隻要活性汙泥具有良好的稀釋功能,才幹在二沉池失掉較高的排泥濃度。反之,假如稀釋功能較差,排泥濃度降低,就要保證足夠的回流汙泥量,進步回流比。但是,進步回流比會延長汙水在曝氣池的實踐停留工夫,招致曝氣工夫缺乏,影響處置效果。
(6)進水SS/BOD5
生物零碎活性汙泥中MLVSS比例與進水SS/BOD5有很大的關係,當進水SS/BOD5高時,生物零碎活性汙泥中MLVSS比例則低,反之則高。依據運轉經曆來看,當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比例將會下降到20~30%。當活性汙泥中MLVSS比例較低時,爲了保證硝化效果零碎就必需維持較高的泥齡,汙泥老化狀況較分明,招致出水SS超標。
(7)有毒物質
入流汙水中含有強酸、強堿或重金屬等有毒物質將會使活性汙泥中毒,得到處置成效,嚴重的甚至發作汙泥崩潰,形成汙泥無法沉澱,出水懸浮物超標。處理活性汙泥中毒成績的基本方法就是增強對下遊淨化源的管理。
(8)溫度
溫度對活性汙泥工藝的影響是很普遍的。首先,溫度會影響活性汙泥中微生物的活性,夏季溫度較低時,如不采取調控措施,處置效果會下降。其次,溫度會影響二沉池的的別離功用。如溫度的變化會使二沉池發生異重流,招致短流景象發作;溫度降低時,會使活性汙泥由於黏度增大而降消沉降功能等。
三、泥餅含水率
目前,對城市汙水處置廠汙泥考核的次要目標次要是泥餅含水率。
在我國,曾經投入運用或在建的城市汙水處置廠,普遍采用活性汙泥法停止汙水處置,活性汙泥的汙泥齡設計較短,且設計中根本不設汙泥稀釋和汙泥消化設備,使得剩餘汙泥量大,汙泥中無機成分多,不易於脫水。因而,若要將泥餅含水率控製在80%以下,就需求加大PAM的投加量,從而使汙水處置本錢進步。
爲保證汙泥稀釋與脫水效果,在汙泥脫水絮凝劑的配製方麵,絮凝藥劑的配製濃度應控製在0.1%~0.5%範圍內。濃度太低則投加溶液量大,配藥頻率增多;濃渡過高容易形成藥劑粘渡過高,能夠招致攪拌不夠平均,螺杆泵保送藥液時阻力增大,容易放慢設備損耗和管路梗塞。另外,不同批次和不同型號的絮凝劑比重差異較大,需依據實踐狀況活期或不活期地標定藥劑的配製濃度,適時調整藥劑的用量,保證汙泥脫水效果和增加藥劑糜費。同時,幹粉藥劑在貯存和運用進程中留意防潮防生效。
如今對汙泥含水率要求越來越高,汙泥幹化漸漸提上日程,汙泥幹化普通有晾曬、低溫幹化、投加石灰做添加劑等方法,但是如今很多中央製止投加石灰來降低含水率了,晾曬要求很大的空間而且臭氣無法預防,而低溫幹化耗能太高,所以目前隻能從藥劑、脫水機、工藝來處理,目前比擬先進的有高壓隔閡壓泥機、高溫幹化等等。當前大型的汙水處置廠的汙泥厭氧消化產沼氣將會是個趨向。相關鏈接:工業汙水回用中膜法水處理技術的應用!