污水处理基本知识(4)

2019-03-21 18:28

曝气时间,即污水在曝气池内的名义停留时间,不能太短,否则,难以保证处理效果。对于一定水质水量的污水,当控制F/M在某一定值时,采用较高的MLVSS运行,往往会出现ta太短的现象。如ta太短,即污水没有充分的曝气时间,污水中的污染物没有充足的时间被活性污泥吸附降解,即使F/M很低,MLVSS很高,也不会得到很好的处理效果。因此,运行中应核算ta值,使其大于允许的最小值。当然,ta一般情况下

也没有必要太大。传统活性污泥工艺一般控制ta在6-9h之间,最低不能小于5h。

当ta太小时,可以降低MLVSS值,增加投运池数。

6)确定鼓风机投运台数。 n?f0?Q?BODi

300Ea?Qa式中,Qa且为单台鼓风机的日供风量。BOD5为曝气池入流污水的BOD5(mg/L);Q为入流污水量(m3/d),f0为耗氧系数,指单位BOD5被去除所消耗的氧量,与F/M有关,当F/M在0.2-0.5kgBOD/(kgMLVSS.d)时,f0可取1.0,当F/M<0.15kgBOD/(kgMLVSS.d)时,f0可取1.1-1.2;Ea为曝气效率,Ea值与扩散器的种类、曝气池水深、入流水质、混合液的DO值、温度等因素有关系。

7)确定二沉池的水力表面负荷qh。qh越小,泥水分离效果越好,一般控制qh不大于15m3/(m2.h) 。

8)确定二沉池投运数量。 n?Q qh?Ac式中,Ac为单座二沉池的表面积;qh为二沉池水力表面负荷。

9)确定回流比R。回流比R是运行过程中的一个调节参数,前已述及,R应在运行过程中根据需要加以调节,但R的最大值受二沉池泥水分离能力的限制,另外,R太大,会增大二沉池的底流流速,干扰沉降。在运行调度中,应确定一个最大回流比R,来作为调度的基础。传统活性污泥工艺的最大回流比可按100%考虑。

10)核算二沉池的固体表面负荷qs。 qs?(1?R)Q?MLSS

n?Ac式中,n为二沉池投运数量。

在运行中,当固体表面负荷超过最大允许值时,将会使二沉池泥水分离困难,难以得到较好的浓缩效果。传统活性污泥工艺一般控制qs不大于100kg/(m2.d),否则应降低回流比R,或降低MLSS,也可以增加投运底二沉池数量。

11)核算二沉池出水堰板溢流负荷qw。 qw?Q Lw?n式中,n 为二沉池投运数量;LW为每座二沉池出水堪板底总长度。

传统活性污泥工艺的二沉池采用三角堪板出水时,一般控制qw≯10m3/(m.h)。否则,应增加二沉池投运数量。对于辐流式二沉池来说,在控制qh满足要求的前提下,二沉池直径较大时,qs往往成为运行的限制因素。相反,当二沉池直径较小时,qw一般都远小于1Om3/(m.h)。

d.控制周期问题 处理厂入流污水的水质水量及环境因素时时刻刻都处于动态变化之中,要使出水水质一直保持稳定,就必须时时刻刻对活性污泥系统进行调控,

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但这在实际运行中是很难做到的。那么每隔多长时间就应对工艺进行调整一次呢?也就是说,工艺控制周期应该是多长?

首先讨论曝气系统的调节。对曝气系统可以进行所谓的实时控制,使曝气池混合液的DO值时时刻刻维持在所要求的数值。很多处理厂一般都没有DO自动控制系统,一旦DO偏离设定值,通过调节曝气量,可在几分或几十分之内使DO恢复到设定值。对曝气系统进行实时控制是必要的,因为DO太高,将使能耗增加,DO太低将抑制微生物的活性,降低处理效果。通过实时控制,可使活性污泥时刻处于好氧状态,并且不使DO成为限制性因素。

回流的作用是补充曝气池流出的活性污泥。当入流水质水量变化时,自然也希望能随时调整回流比。但污水在活性污泥系统中一般要停留8h以上,对回流比进行某种调节之后,其效果可能要几小时之后才能发挥出来。因此,通过回流比调节,无法控制污水水质水量的实时变化。一般情况下,每月之内可保持恒定的回流比。在运行管理中,回流比作为应付突发情况的一种暂时手段是很有用的。例如当发现二沉池泥水界面突然升至很高时,可迅速增大回流比,将泥水界面降下来,保证不造成污泥流失。然后再分析原因,寻找其他措施,待问题解决之后,再将回流比调回原值。回流比虽可长期保持恒定,但必须每天检查其是否合理,如不合理,可随时做调整。

排泥操作对活性污泥系统的功能及处理效果影响很大,但这种影响很慢。例如,通过调节排泥量控制活性污泥中丝状微生物的过度繁殖,其效果一般要经过2-3倍的泥龄之后才能看出来。也就是说,当泥龄为5d时,要经10-15d之后才能观察到调节排泥量所带来的控制效果。因此,也无法通过排泥操作来控制入流水质水量的日变化,当排泥调节见效时,发生变化的那股污水早已流出系统,但排泥量的多少,应利用F/M或SRT值每天进行核算。

综上所述,正常运行时曝气系统应时时刻刻进行控制,即实时控制;回流比可在较长的时段内维持恒定,但应每天检查核算;排泥量亦可在较长的时段内维持恒定,但应每天核算。当进入污水流量发生变化或水质突变时,应随时采取控制对策,或重新进行运行调度。

好氧生物法容易出现几种现象:

污泥膨胀:正常的活性污泥沉降性能良好,含水率在99%左右。当污泥变质时,污泥不易沉淀,SVI值增高,污泥的结构松散和体积膨胀,含水率上升,澄清液稀少(但较清澈),颜色也有变异,这就是“污泥膨胀”。主要是丝状菌大量繁殖所引起,也有由于污泥中结合水异常增多导致的污泥膨胀。一般污水中碳水化合物较多,缺乏氮、磷、铁等养料,溶解氧不足,水温高或PH值较低等都容易引起丝状菌大量繁殖,导致污泥膨胀。此外,超负荷、污泥龄过长或有机物浓度梯度小等,也会引起污泥膨胀。排污不通畅则易引起结合水性污泥膨胀。

防止污泥膨胀的方法:加强操作管理,经常检测污水水质、瀑气池内溶解氧、污泥沉降比、污泥指数和进行显微镜观察等,如发现不正常现象,就需采取预防措施:

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调整、加大空气量,及时排泥,采取分段进水减轻二次沉淀池的负荷。

发生污泥膨胀后的解决方法:

1.缺氧、水温高等可加大曝气量,或降低进水量以减轻负荷,或者降低MLSS,使需氧量减少;污泥负荷率过高可适当提高MLSS,必要时可停止进水闷曝一段时间;

2.如缺氮、磷、铁养料,可投加消化污泥液或氮、磷等成分; 3.如PH值过低,可投加碱调PH值;

4.若污泥大量流失,可投加5-10mg/L氯化铁,帮助凝聚,刺激菌胶团生长; 5.投加漂白粉、液氯(按干污泥的0.3-0.6%投加),抑制丝状菌繁殖,特别能抑制结合性污泥膨胀;

6.投加石棉粉末、硅藻土、粘土等惰性物质,降低污泥指数。

污泥解体:处理水质混浊,污泥絮体微细化,处理效果变坏等即为污泥解体。 发生污泥解体的原因:

1.曝气过量,使活性污泥生物-营养的平衡遭到破坏,使微生物量减少而失去活性,吸附能力降低,絮凝体缩小质密,一部分则成为不易沉淀的羽毛状污泥,处理水质浑浊,SVI值降低等。当鉴别出是运行方面的原因应对污水量、回流污泥量、空气量、排泥状态以及SV%、MLSS、DO、Ns等多项指标进行检查,加以调整。

2.污水中存在有毒物质时,微生物受到抑制或伤害,净化能力下降或完全停止,从而使污泥失去活性。一般可通过显微镜观察来判别产生的原因。

污泥脱氮(反硝化):反硝化是指硝酸盐被反硝化菌还原成氨、氮的作用。

污泥在二沉池呈块状上浮的现象,并不是由于腐败所造成的,而是由于在曝气池内污泥龄过长,硝化进制较高(一般硝酸铵达5mg/L以上),在沉淀池内产生反硝化,硝酸盐的氧被利用,氮即呈气体脱出附于污泥上,从而使污泥比重降低,整块上浮。

防止这一现象应增加污泥回流量或及时排除剩余污泥,在脱氮之前即将污泥排除;或降低混合液污泥浓度,缩短污泥龄和降低溶解氧等,使之不进行到硝化阶段。

异常问题及其解决方法

(1)污泥性状异常、污泥膨胀及其异常出水中悬浮固体(ESS)的多少会极大地影响到处理的效果。由于进水中SS大部分已通过格栅、沉砂、初沉等预处理工艺而被去除,残留的少量SS在进入曝气池后被活性污泥所吸附并构成了污泥的组成部分,因此ESS实际上系由外漂的污泥所组成,ESS的多寡与活性污泥的沉降凝聚性能以及二沉池的运行工况有关。对正常的处理系统,ESS应小于30mg/L或仅占活性污泥浓度的0.5%以下,即曝气池中污泥质量浓度为2-4g/L时,ESS应为10-20mg/L。若超过这一限度,即说明污泥性状不良,其往往是因大块或小颗粒污泥上浮及污泥膨胀所致。

①大块污泥上浮 沉淀池断断续续见有拳头大小污泥上浮。引起大块污泥上浮有两种情况。

a.反硝化污泥 上浮污泥色泽较淡,有时带铁锈色。造成原因是曝气池内硝化程度较高,含氮化合物经氨化作用及硝化作用被转化成硝酸盐,NO3--N 浓度较高,此时

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若沉淀池因回流比过小或回流不畅等原因使泥面升高,污泥长期得不到更新,沉淀池底部污泥可因缺氧而使硝酸盐反硝化,产生的氮气呈小气泡集结于污泥上,最终污泥大块上浮。

改进办法是: 加大回流比,使沉淀池污泥更新并降低污泥池泥层;减少泥龄,多排泥以降低污泥浓度; 还可适当降低曝气池的DO水平。上述措施可降低硝化作用,以减少硝酸盐的来源。

b.腐化污泥 腐化污泥与反硝化污泥的不同之处在于污泥色黑,并有强烈恶臭。产生原因为二沉池有死角,造成积泥,时间长后,即厌氧腐化,产生H2S、C02、H2等气体,最终使污泥向上浮。

解决办法为消除死角区的积泥,例如经常用压缩空气在死角区充气,增加污泥回流等。对容易积泥的区域,应在设计中设法予以改进。

②小颗粒污泥上浮 小颗粒污泥不断随出水带出,俗称漂泥。引起漂泥的原因大致可有如下几种:

a.进水水质,如PH值、毒物等突变,使污泥无法适应或中毒,造成解絮。 b.污泥因缺乏营养或充氧过度造成老化。

c.进水氨氮过高、C/N过低,使污泥胶体基质解体而解絮。 d.池温过高,往往超过40℃。

e.机械曝气翼轮转速过高,使絮粒破碎。(机械曝气存在此问题)

解决办法为弄清原因,分别对待。在污泥中毒时,应停止有毒废水的进入; 对缺乏营养、污泥老化和解絮污泥,需适当投加营养,采取复壮措施。

③污泥膨胀 在活性污泥系统中,有时污泥的沉降性能转差、密度减轻、SVI 值上升,污泥在二沉池沉降困难、泥面上升,严重时污泥外溢、流失,处理效果急剧下降,这一现象称为污泥膨胀。它是活性污泥法工艺中最为棘手的问题。

a.丝状细菌的生理特点比表面积大、沉降压缩性能差;耐低营养;耐低氧;适合于高C/N的废水(缺氮营养源);某些丝状菌对环境有特殊的要求,如贝氏细菌、发硫细菌必须在废水含有还原性硫化物时才能大量生长。

b.控制丝状菌污泥膨胀的方法

1)采用化学药剂杀灭丝状菌 丝状菌因与环境接触表面积大,故对药物较为敏感,在加药剂量合适时,可做到既杀灭丝状细菌,又不至于过多地损伤菌胶团细菌,在丝状菌明显受到抑制后,即可停止加药,并投加营养,采取适当复壮措施。

常用的药物及剂量如下:

漂白粉量按有效氯为MLSS的0.5%-0.8%投加;

投加液氯或漂白粉,使余氯为10mg/L时球衣菌经30min死亡;余氯为5mg/L时,球衣菌经120min死亡;

加废碱液,使曝气池PH值上升至8.5-9.0,维持一段时间后,镜检可见丝状菌萎缩、断裂。

上述方法在生产中应用时,最好先通过小样试验,以确定合适的投加量。由于微

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生物具有较强的变异能力,在多次使用同一药物后,丝状菌往往会产生适应性,并导致方法的失败。

2)改变进水方式及流态 完全混合式活性污泥法(CMAS)处理废水容易引起污泥膨胀。经研究,采用推流式(PFR)或序批式(SBR)活性污泥法对抑制污泥膨胀有良好的效果。

控制曝气池的DO采用推流式(PFR)或序批式(SBR)活性污泥法,使污泥交替经过厌氧、好氧状态。菌胶团细菌能在厌氧、好氧交替的条件下摄取、转化和贮藏基质,从而竞争性地排斥了这一条件下该能力差的丝状菌。

3)调节废水的营养配比 对因缺乏N、P而引起SVI值上升、造成污泥膨胀的处理系统,需在进水中追加N/P。

综合上述,在污泥发生膨胀时,应及时改变曝气池中微生物所处的环境条件,在有两大类微生物---菌胶团细菌和丝状菌共存并相互竞争的污泥体系中,创造适合于菌胶团细菌生长的环境条件,使丝状菌得不到优势生长,以达到改善污泥沉降压缩性能、控制或预防污泥膨胀的目的。

污泥性状异常及分析 异常现象症状 曝气池有臭味 污泥发黑 污泥变白 沉淀池有大块黑色污泥上浮 二沉池泥面升高,初期出水特别清澈,流量大时污泥成层外溢 二沉池泥面过高 二沉池表面积累一层解絮污泥 分析及诊断 曝气池供氧不足,DO值低,出水氨氮有时较高 曝气池DO过低,有机物厌氧分解释放出H2S,其与Fe作用生成FeS 丝状菌或固着型纤毛虫大量繁殖 进水PH值过低,曝气池PH<6,丝状霉菌大量生成 沉淀池局部积泥厌氧,产生甲烷、C02,气泡附于泥粒使之上浮 SV>90%,SVI>20OmL/gMLSS,污泥中丝状菌占优势,污泥膨胀 丝状菌未过量生长,MLSS值过高 微型动物死亡,污泥解絮,出水水质恶化,COD、BOD上升,OUR远低于8mgO2/(KgVSS.h),进水中有毒物浓度过高或PH值异常 污泥缺乏营养,使之瘦水;进水中氨氮浓度高,C/N不合适;池温超过40℃,翼轮转速过高使絮粒破碎 解决对策 增加供氧,使曝气池DO质量浓度高于2mg/L 增加供氧或加大回流污泥量 如有污泥膨胀,其他症状参照膨胀对策 提高进水PH值 防止沉淀池有死角,排泥后在死角区用压缩空气冲和清洗 投加液氯、次氯酸钠、提高PH值等化学法杀死丝状菌;投颗粒炭、黏土、硝化污泥等活性污泥“重量剂”提高DO;间隙进水 增加排泥 停止进水,排泥后投加营养,有可能引进生活污水复壮或引进新污泥菌种 投加营养物质或引进高BOD的废水,使F/M>0.1,停开一个曝气池 减少进水流量,减少排泥 清除浮渣,避免浮渣继续留在系统内循环,增加排泥 使废水的成分、浓度和营养均衡化,并适当补充所缺营养 按不同情况分别处置 及时处置污泥、增加剂量 滴加消泡剂 降低负荷 增加排泥 二沉池有细小污泥不断外飘 二沉池上清液浑浊,出水水质差 污泥负荷高,有机物氧化不完全 曝气池表面出现浮渣似厚粥覆盖浮渣中见诺卡氏菌或纤毛菌过量生长或进水中于表面 洗涤剂含量过高 污泥未成熟,絮粒瘦小,出水浑浊,水质成分及浓度变化过大,废水中营养不平衡或水质差;游动性小型鞭毛虫多 不足;废水中含毒物或PH值不适 污泥过滤困难 污泥解絮 污泥脱水后泥饼松 有机物腐败、凝聚剂加量不足 曝气池泡沫过多,色白 进水中洗涤剂过多 曝气池泡沫不易破碎、发黏 进水负荷过高,有机物分解不全 曝气池泡沫茶色或灰色 污泥老化,泥龄过长,解絮污泥附于泡沫上 (2)生物泡沫及其控制 泡沫是活性污泥法运行中常见的现象。泡沫可分为两种,一种是化学泡沫,另一种是生物泡沫。化学泡沫是由污水中的洗涤剂以及一些工业用表面活性物质在曝气的搅拌和吹脱作用下形成的。在活性污泥培养初期,化学泡沫较

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