活性污泥法工艺控制(节选三丰)(8)

2018-12-27 18:40

5. 营养剂炮制方法

前面已经阐述过微生物生长繁殖所需的氮元素和磷元素,在供给氮元素的时候我们通常会选择用尿素进行炮制。尿素的含氮量在46%左右。炮制尿素的时候先放水入溶解槽,然后倒入尿素。当然在炮制尿素的时候,我们要注意不要将缝合用的线头拆卸到溶解槽内,以免堵塞加药泵,影响投药量及投药的效果。为了供给微生物所需的磷元素,我们可以炮制磷酸来提供磷元素,磷酸的浓度通常为85%。在炮制的时候,也可以先放水再投加磷酸入炮药槽,但是因为磷酸是腐蚀性液体,所以在炮制的时候,要佩戴防腐手套和防护眼镜。

6. 营养剂投加方法

营养剂的投加方法通常有两种:一是将营养剂炮制成液体用定量泵投加;二是直接将固体或浓液体投加于生化池内。均匀连续地将营养剂投加入生化系统是非常有必要的,这可以充分发挥活性污泥降解能力,所以通过将营养剂炮制成稀溶液通过定量泵投加是比较理想的。相反,直接将营养剂抛洒入生化池就显得不可取,通过在设备故障或不稳定的时候可以临时使用,但就长远来讲还是要避免用此种方式供给营养剂。

7. 营养剂投加量的确定

营养剂投加量的确定是合理投加营养剂的前提。在确定投加营养剂的量时,通常采用如下经验比例进行计算,即有机物:氮:磷=100:5:1。比例式中,有机物可以用BOD值来表示,氮用N来表示,磷用P来表示。实践中此比例值计算的时候,由于BOD值计算的滞后性,我们一般用COD值反推BOD值。但是,反推的比值需要检测多个对比值进行最终确认,而且也需要进行定期校验确认,这是COD转化为BOD正确性的重要保证。

此比值我们可以理解为每降解100g有机物,对应的需要降低5g氮和1g磷,才能保证活性污泥分解有机物时对营养剂的需求是平衡的。

下面通过一个例子来说明如何计算营养剂的投加量。 日处理水量:20000m3/d; 进入生化系统的COD值:500mg/l; BOD/COD=0.4; 尿素含氮量:46%;

磷酸二胺含磷量:32.37%,含氮量18%。 计算:

每天投加尿素量=20000×500×0.4/1000×5/100/0.46=435kg

式中 20000——每日处理水量;

500——进入生化系统的有机物含量; 0.4——有机物浓度COD值转化为BOD值; 1000——单位换算,即克转化为千克;

5——有机物:氮:磷=100:5:1中氮的需求量比例;

100——有机物:氮:磷=100:5:1中有机物的需求量比例; 0.46——尿素中有效氮的含量;

每天投加磷酸的含量=20000×500×0.4/1000×1/100/0.85=47kg

式中 20000——每日处理水量;

500——进入生化系统的有机物含量; 0.4——有机物浓度COD值转化为BOD值; 1000——单位换算,即克转化为千克;

1——有机物:氮:磷=100:5:1中磷的需求量比例;

100——有机物:氮:磷=100:5:1中有机物的需求量比例; 0.85——磷酸中磷的含量。

8. 营养剂计算投加量和实际投加量的差值说明

通过营养剂投加量计算公式计算出的营养剂投加量往往较实际需求量大,这主要是因为忽视了进流污水、废水中或多或少还是含有营养剂的,如果忽略了这部分营养剂的含量,按理论投加量投加,出现排放水氮磷超标就比较正常了。因此要对进流污水、废水中氮磷值引起足够重视,将此部分氮磷含量计算出来,在理论计算值中扣除掉,这样投加的氮磷含量就不会过量了。

计算例如下(如前基本条件): 日处理水量:20000m3/d; 进入生化系统的COD值:500mg/l; BOD/COD=0.4; 尿素含氮量:46%; 磷酸含磷量:85%;

进入生化系统的污水、废水含氮量:5mg/l; 进入生化系统的污水、废水含磷量:0.5mg/l。 计算:

进流水中氮含量的计算

N=20000×5/1000=100kg

式中 N——生化系统进流污水、废水中氮含量(kg); 20000——每日处理水量(m3/d);

5——进入生化系统污水、废水中氮含量(mg/l); 1000——单位换算,即克转化为千克;

100——计算出的最终流入生化系统的氮含量; 进流水中磷含量的计算

P=20000×0.5/1000=10kg

式中 N——生化系统进流污水、废水中氮含量(kg); 20000——每日处理水量(m3/d);

0.5——进入生化系统污水、废水中磷含量(mg/l); 1000——单位换算,即克转化为千克;

10——计算出的最终流入生化系统的磷含量;

7节中计算给出的答案是忽略进流污水、废水中营养剂的含量得出的。根据理论值计算出投加营养剂,就会出现出流水氨氮和总磷偏高的现象,而在这个计算例中,我们就可以看到,如果没有扣除进流污水、废水的营养剂含量,实际就多投加尿素(100/0.46)=217kg,多投加了磷酸(10/0.85)=11.8kg,不但容易导致出流水的营养剂超标,就经济性方面也不合适。

9. 导致进流污水、废水营养剂偏高的原因

前已述及,通常的市政污水水质成分均衡,微生物所需的各种元素丰富,富含氮磷也很正常。但是,工业废水却总会缺少部分微生物所需的元素,特别是营养剂中的氮磷,这主要和工业废水成分单一有关。

但是,在实践操作中却可以看到如下现象:就是在检测调整池内的污水、废水时却还能检测到氮磷。看似矛盾的经检测结果,却给我们很多提示,不注意这一点的话通常很难把握最终向生化系统投加营养剂的量。那么,这些氮磷是哪里来的呢?要回答这个问题,需要从系统内的流程说起。通常进入调整池的污水、废水大多来自生产线上的污水、废水排放源,其中缺乏氮磷元素是非常普遍的,但是,来自压滤机的滤后水也会回流到调整池,另外生化系统的活性污泥废弃通常是要进入污泥浓缩池,而浓缩池上清液溢流后同样也回流到调整池内,如此,调整池中氮磷就会升高,特别是活性污泥排出剩余污泥时,通过浓缩池上清液回流进入调整池的磷含量是相当可观的。而氮的升高就没有磷这样明显了,其生产多与活性污泥的阶段性有关,在利用率不高时投加过量的尿素,自然会有部分回流到系统的首端调整池中。

10. 如何确认投加营养剂没有过量

要确认营养剂投加是否过量,通过理论计算并扣除进流污水、废水氮磷含量,由此得出的氮磷投加需求量理论上是对的,但往往还是会出现投加过多或过少的情况。那么如何找到一种快捷有效的方法来判断投加的氮磷是否适量并以此来指导投加量的修正呢?我们认为通过检测放流出水的氮磷含量是比较可行的方法。通常氮磷排放满足国家排放标准即可,但是这个检测值给我们在氨氮投加是否适量的方面的指导作用是明显的。理论上,检测到放流出水的氮磷值越小越好,因为检测值越小,代表微生物对投加补充的氮磷有效利用率越高,也越不浪费。同时,由于检测氮磷所需的检测时间不是太长,有利于及时对营养剂投加量进行调整。

11. 营养剂投加和其他控制指标的关系及联合分析方法

(1)营养剂投加和污泥负荷的关系。营养剂的投加量主要是依据进流废水中的有机物含量决定的,这在营养剂投加参考比值中也已提到。同样,活性污泥负荷与进流污水、废水有机物含量关系密切。当进流污水、废水中有机物含量过高时,就需要更多的活性污泥与之对应,增加活性污泥浓度自然需要多的营养剂作为合成细胞体的补充。相反,则活性污泥对营养剂的需求降低。活性污泥负荷的调整就活性污泥浓度这一可调措施来讲,往往是滞后的,但是,营养剂投加的调整则需要先行对应,这也是活性污泥浓度跟随调整的基础。

(2)营养剂投加与活性污泥沉降比的关系。活性污泥沉降比的好坏受到诸多方面的影响,这也是通过活性污泥沉降比的全程观察能够了解活性污泥系统诸多方面影响因素的原因。营养剂投加不足同样可以在活性污泥沉降比中得到确认。

当活性污泥缺乏营养剂的时候,活性污泥会出现解絮、菌胶团细小、出水浑浊等现象,主要还是因为活性污泥缺乏营养剂,导致活性污泥中微生物合成细胞体受限。这样的活性污泥沉降速度缓慢,处理效率低下,我们必须根据出流废水的氮磷检测数据,系统判断出活性污泥对营养剂的需求情况,避免出现营养剂投加不足的现象。

营养剂投加过量同样对活性污泥沉降不利,除了会发生污泥反硝化导致的污泥上浮,还会导致活性污泥系统中生物相的变化,我们可以从生物相观察中原生动物的种类得到印证,主要表现在爬行类纤毛虫的数量变化上。如楯纤虫的消失,累枝虫代替钟虫占优势等活性污泥原生动物的变化。从这个方面以发现营养剂投加过多,在一定时期内对活性污泥中的微生物的影响不大,但是长期过量投加,微生物种群将发生变化,影响的直接后果是活性污泥处理效率的低下。

(3)营养剂投加和原水成分的关系。营养剂的投加和进流污水、废水的原水成分关系密切,因为投加多少营养剂完全取决于进流污水、废水的有机物浓度和固有氮磷含量,我们从确定营养剂投加量的公式中就完全可以得到印证。并也提到市政污水由于主要污水来源是居民小区,所以其水质成分比较均匀,微生物所需的各种营养组分都能涉及到,这样的情况下,基本不需要补充额外的

营养剂。而工业废水通常会缺少氮磷,但是有的工艺也不见得是这样的情况,主要还是从生产工艺中所用到的化学药品来进行分析。如果投加含有氮磷的化学药剂作为原辅料,那来自生产现场的排放废水中就含有或多或少的氮磷成分,有时甚至是过量的,这样对后续生化系统中的微生物来说可能是过量的,其结果是容易导致后段排水的氮磷超标。为此,我们有必要强化前段物化处理系统中对此部分过量氮磷的有效去除,特别是磷,可以通过投加氢氧化钙进行混凝沉淀去除。


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