一、出水水質(zhì)
1、有機(jī)物
影響有機(jī)物處理效果的因素主要有:
(1)營養(yǎng)物
一般污水中的氮磷等營養(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??赏都恿姿峄蛄姿猁}。
(2)pH
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,因?yàn)橄趸?xì)菌世代周期較長,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,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,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)完全停止。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),其生物活性最強(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。
導(dǎo)致出水總氮超標(biāo)的原因涉及許多方面,主要有:
(1)污泥負(fù)荷與污泥齡
由于生物硝化是生物反硝化的前提,只有良好的硝化,才能獲得高效而穩(wěn)定的的反硝化。因而,脫氮系統(tǒng)也必須采用低負(fù)荷或超低負(fù)荷,并采用高污泥齡。
(2)內(nèi)、外回流比
生物反硝化系統(tǒng)外回流比較單純生物硝化系統(tǒng)要小些,這主要是入流污水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,二沉池由于反硝化導(dǎo)致污泥上浮的危險(xiǎn)性已很小。另一方面,反硝化系統(tǒng)污泥沉速較快,在保證要求回流污泥濃度的前提下,可以降低回流比,以便延長污水在曝氣池內(nèi)的停留時(shí)間。
運(yùn)行良好的污水處理廠,外回流比可控制在50%以下。而內(nèi)回流比一般控制在300~500%之間。
(3)反硝化速率
反硝化速率系指單位活性污泥每天反硝化的硝酸鹽量。反硝化速率與溫度等因素有關(guān),典型值為0.06~0.07gNO3–N/gMLVSS×d。
(4)缺氧區(qū)溶解氧
對(duì)反硝化來說,希望DO盡量低,最好是零,這樣反硝化細(xì)菌可以“全力”進(jìn)行反硝化,提高脫氮效率。但從污水處理廠的實(shí)際運(yùn)營情況來看,要把缺氧區(qū)的DO控制在0.5mg/L以下,還是有困難的,因此也就影響了生物反硝化的過程,進(jìn)而影響出水總氮指標(biāo)。
(5)BOD5/TKN
因?yàn)榉聪趸?xì)菌是在分解有機(jī)物的過程中進(jìn)行反硝化脫氮的,所以進(jìn)入缺氧區(qū)的污水中必須有充足的有機(jī)物,才能保證反硝化的順利進(jìn)行。由于目前許多污水處理廠配套管網(wǎng)建設(shè)滯后,進(jìn)廠BOD5低于設(shè)計(jì)值,而氮、磷等指標(biāo)則相當(dāng)于或高于設(shè)計(jì)值,使得進(jìn)水碳源無法滿足反硝化對(duì)碳源的需求,也導(dǎo)致了出水總氮超標(biāo)的情況時(shí)有發(fā)生。
(6)pH
反硝化細(xì)菌對(duì)pH變化不如硝化細(xì)菌敏感,在pH為6~9的范圍內(nèi),均能進(jìn)行正常的生理代謝,但生物反硝化的最佳pH范圍為6.5~8.0。
(7)溫度
反硝化細(xì)菌對(duì)溫度變化雖不如硝化細(xì)菌那么敏感,但反硝化效果也會(huì)隨溫度變化而變化。溫度越高,反硝化速率越高,在30~35℃時(shí),反硝化速率增至最大。當(dāng)?shù)陀?5℃時(shí),反硝化速率將明顯降低,至5℃時(shí),反硝化將趨于停止。因此,在冬季要保證脫氮效果,就必須增大SRT,提高污泥濃度或增加投運(yùn)池?cái)?shù)。
4、TP超標(biāo)
生物除磷中通過聚磷菌在厭氧狀態(tài)下釋放磷,在好氧狀態(tài)下過量地?cái)z取磷。經(jīng)過排放富磷剩余污泥而除磷,導(dǎo)致出水TP超標(biāo)的原因涉及許多方面,主要有:
(1)溫度
溫度對(duì)除磷效果的影響不如對(duì)生物脫氮過程的影響那么明顯,在一定溫度范圍內(nèi),溫度變化不是十分大時(shí),生物除磷都能成功運(yùn)行。試驗(yàn)表明,生物除磷的溫度宜大于10℃,因?yàn)榫哿拙诘蜏貢r(shí)生長速度會(huì)減慢。
(2)pH值
在pH在6.5一8.0時(shí),聚磷微生物的含磷量和吸磷率保持穩(wěn)定,當(dāng)pH值低于6.5時(shí),吸磷率急劇下降。當(dāng)pH值突然降低,無論在好氧區(qū)還是厭氧區(qū)磷的濃度都急劇上升,pH降低的幅度越大釋放量越大,這說明pH降低引起的磷釋放不是聚磷菌本身對(duì)pH變化的生理生化反應(yīng),而是一種純化學(xué)的“酸溶”效應(yīng),而且pH下降引起的厭氧釋放量越大,則好氧吸磷能力越低,這說明pH下降引起的釋放是破壞性的,無效的。pH升高時(shí)則出現(xiàn)磷的輕微吸收。
(3)溶解氧
每毫克分子氧可消耗易生物降解的COD1.14mg,致使聚磷生物的生長受到抑制,難以達(dá)到預(yù)計(jì)的除磷效果。厭氧區(qū)要保持較低的溶解氧值以更利于厭氧菌的發(fā)酵產(chǎn)酸,進(jìn)而使聚磷菌更好的釋磷,另外,較少的溶解氧更有利予減少易降解有機(jī)質(zhì)的消耗,進(jìn)而使聚磷菌合成更多的PHB。
而在好氧區(qū)需要較多的溶解氧,以更利于聚磷菌分解儲(chǔ)存的PHB類物質(zhì)獲得能量來吸收污水中的溶解性磷酸鹽合成細(xì)胞聚磷。厭氧區(qū)的DO控制在0.3mg/l以下,好氧區(qū)DO控制在2mg/l以上,方可確保厭氧釋磷好氧吸磷的順利進(jìn)行。
(4)厭氧池硝態(tài)氮
厭氧區(qū)硝態(tài)氮存在消耗有機(jī)基質(zhì)而抑制PAO對(duì)磷的釋放,從而影響在好氧條件下聚磷菌對(duì)磷的吸收。另一方面,硝態(tài)氮的存在會(huì)被氣單胞菌屬利用作為電子受體進(jìn)行反硝化,從而影響其以發(fā)酵中間產(chǎn)物作為電子受體進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)酸,從而抑制PAO的釋磷和攝磷能力及PHB的合成能力。每毫克硝酸鹽氮可消耗易生物降解的COD2.86mg,致使厭氧釋磷受到抑制,一般控制在1.5mg/l以下。
(5)泥齡
由于生物除磷系統(tǒng)主要通過排出剩余污泥實(shí)現(xiàn)除磷,因此剩余污泥量的多少?zèng)Q定系統(tǒng)的除磷效果,而泥齡長短對(duì)剩余污泥的排放量和污泥對(duì)磷的攝取作用有直接的影響。污泥齡越小,除磷效果越佳。這是因?yàn)榻档臀勰帻g,可增加剩余污泥的排放量及系統(tǒng)中的除磷量,從而削減二沉池出水中磷的含量。但對(duì)于同時(shí)除磷脫氮的生物處理工藝而言,為了滿足硝化和反硝化細(xì)菌的生長要求,污泥齡往往控制得較大,這是除磷效果難以令人滿意的原因。一般以除磷為目的的生物處理系統(tǒng)的泥齡控制在3.5~7d。
(6)COD/TP
污水生物除磷工藝中,厭氧段有機(jī)基質(zhì)的種類、含量及微生物所需營養(yǎng)物質(zhì)與污水中含磷的比值是影響除磷效果的重要因素。不同的有機(jī)物為基質(zhì)時(shí),磷的厭氧釋放和好氧攝取效果是不同的。分子量較小的易降解有機(jī)物(如揮發(fā)性脂肪酸類等)容易被聚磷菌利用,將其體內(nèi)儲(chǔ)存的多聚磷酸鹽分解釋放出磷,誘導(dǎo)磷釋放的能力較強(qiáng),而高分子難降解有機(jī)物誘導(dǎo)聚磷菌釋磷能力就較差。厭氧階段磷的釋放越充分,好氧階段磷的攝取量就越大。另外,聚磷菌在厭氧階段釋磷所產(chǎn)生的能量,主要用于其吸收低分子有機(jī)基質(zhì)以作為厭氧條件下生存的基礎(chǔ)。因此,進(jìn)水中是否含有足夠的有機(jī)質(zhì),是關(guān)系到聚磷菌能否在厭氧條件下順利生存的重要因素。一般認(rèn)為,進(jìn)水中COD/TP要大于15,才能保證聚磷菌有足夠的基質(zhì),從而獲得理想的除磷效果。
(7)RBCOD(易降解COD)
研究表明,當(dāng)以乙酸、丙酸和甲酸等易降解碳源作為釋磷基質(zhì)時(shí),磷的釋放速率較大,其釋放速率與基質(zhì)的濃度無關(guān),僅與活性污泥的濃度和微生物的組成有關(guān),該類基質(zhì)導(dǎo)致的磷的釋放可用零級(jí)反應(yīng)方程式表示。而其他類有機(jī)物要被聚磷菌利用,必須轉(zhuǎn)化成此類小分子的易降解碳源,聚磷菌才能利用其代謝。
(8)糖原
糖原是由多個(gè)葡萄糖組成的帶分枝的大分子多糖,是胞內(nèi)糖的貯存形式。如上圖所示聚磷菌中糖原在好氧環(huán)境下形成,儲(chǔ)存能量在厭氧環(huán)境下代謝形成為PHAs的合成的原料NADH并為聚磷菌代謝提供能量。所以在延遲曝氣或者過氧化的情況下,除磷效果會(huì)很差,因?yàn)檫^量曝氣會(huì)在好氧環(huán)境下消耗一部分聚磷菌體內(nèi)的糖原,導(dǎo)致厭氧時(shí)形成PHAs的原料NADH的不足。
(9)HRT
對(duì)于運(yùn)行良好的城市污水生物脫氮除磷系統(tǒng)來說,一般釋磷和吸磷分別需要1.5~2.5小時(shí)和2.0~3.0小時(shí)。總體來看,似乎釋磷過程更為重要一些,因此,我們對(duì)污水在厭氧段的停留時(shí)間更為關(guān)注,厭氧段的HRT太短,將不能保證磷的有效釋放,而且污泥中的兼性酸化菌不能充分地將污水中的大分子有機(jī)物分解為可供聚磷菌攝取的低級(jí)脂肪酸,也會(huì)影響磷的釋放;HRT太長,也沒有必要,既增加基建投資和運(yùn)行費(fèi)用,還可能產(chǎn)生一些副作用??傊?,釋磷和吸磷是相互關(guān)聯(lián)的兩個(gè)過程,聚磷菌只有經(jīng)過充分的厭氧釋磷才能在好氧段更好地吸磷,也只有吸磷良好的聚磷菌才會(huì)在厭氧段超量地釋磷,調(diào)控得當(dāng)會(huì)形成一個(gè)良性循環(huán)。我廠在實(shí)際運(yùn)行中摸索得到的數(shù)據(jù)是:厭氧段HRT為1小時(shí)15分~1小時(shí)45分,好氧段HRT為2小時(shí)~3小時(shí)10分較為合適。
(10)回流比(R)
A/O工藝保證除磷效果的極為重要的一點(diǎn),就是使系統(tǒng)污泥在曝氣池中“攜帶”足夠的溶解氧進(jìn)入二沉池,其目的就是為了防止污泥在二沉池中因厭氧而釋放磷,但如果不能快速排泥,二沉池內(nèi)泥層太厚,再高的DO也無法保證污泥不厭氧釋磷,因此,A/O系統(tǒng)的回流比不宜太低,應(yīng)保持足夠的回流比,盡快將二沉池內(nèi)的污泥排出。但過高的回流比會(huì)增加回流系統(tǒng)和曝氣系統(tǒng)的能源消耗,且會(huì)縮短污泥在曝氣池內(nèi)的實(shí)際停留時(shí)間,影響B(tài)OD5和P的去除效果。如何在保證快速排泥的前提下,盡量降低回流比,需在實(shí)際運(yùn)行中反復(fù)摸索。一般認(rèn)為,R在50~70%的范圍內(nèi)即可。
5、懸浮物超標(biāo)
出水中的懸浮物指標(biāo)是否達(dá)標(biāo),主要取決于生物系統(tǒng)污泥的質(zhì)量是否良好、二沉池的沉淀效果以及污水處理廠的工藝控制是否恰當(dāng)。
造成二沉池出水懸浮物超標(biāo)的原因有以下幾個(gè)方面:
(1)二沉池工藝參數(shù)選擇
二沉池設(shè)計(jì)參數(shù)是否選擇恰當(dāng)是出水懸浮固體指標(biāo)會(huì)否超標(biāo)的重要因素。許多污水處理廠在設(shè)計(jì)之初,為節(jié)約建設(shè)成本,將水力停留時(shí)間大大縮短,并盡量提高其水力表面負(fù)荷,造成運(yùn)行時(shí)二沉池經(jīng)常出現(xiàn)翻泥現(xiàn)象,致使出水懸浮固體超標(biāo)。另外,某些污水處理廠由于實(shí)際工藝調(diào)整需要,需將生物池污泥濃度控制在較高的水平時(shí),也會(huì)造成二沉池固體表面負(fù)荷過大,影響出水水質(zhì)。因此,一般認(rèn)為應(yīng)對(duì)二沉池的這幾個(gè)工藝參數(shù)的設(shè)置留有較大的余地,以利于污水處理廠工藝的控制與調(diào)整。
一般來說,影響沉淀池沉淀效果的主要工藝參數(shù)為水力停留時(shí)間、水力表面負(fù)荷和污泥通量。
Ø 二沉池水力停留時(shí)間
污水在二沉池的水力停留時(shí)間長短,是二沉池運(yùn)行的重要參數(shù)。只有足夠的停留時(shí)間,才能保證良好的絮凝效果,獲得較高的沉淀效率。因此,建議二沉池的水力停留時(shí)間設(shè)置在3~4h左右。
Ø 二沉池水力表面負(fù)荷
對(duì)于一座沉淀池來說,當(dāng)進(jìn)水量一定時(shí),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(gè)顆粒的沉速正好等于這座沉淀池的水力表面負(fù)荷。因此,水力表面負(fù)荷越小,所能去除的顆粒就越多,沉淀效率就越高,出水懸浮物的指標(biāo)就越低。設(shè)計(jì)二沉池較小的水力表面負(fù)荷,有利于污泥等懸浮固體的有效沉淀。一般建議二沉池的水力表面負(fù)荷控制在0.6~1.2m3/m2×h。
Ø 二沉池固體表面負(fù)荷
二沉池的固體表面負(fù)荷的大小,也是影響二沉池沉淀效果的重要因素。二沉池的固體表面負(fù)荷越小,污泥在二沉池的濃縮效果越好。反之,則污泥在二沉池的濃縮效果越差。過大的固體表面負(fù)荷會(huì)造成二沉池泥面過高,許多污泥絮體來不及沉淀就隨污水流出,影響出水懸浮物指標(biāo)。一般二沉池固體表面負(fù)荷最大不宜超過150kgMLSS/m2×d。
(2)活性污泥質(zhì)量
活性污泥質(zhì)量的好壞是影響出水懸浮物是否超標(biāo)的重要因素。高質(zhì)量的活性污泥主要體現(xiàn)在四個(gè)方面:良好的吸附性能,較高的生物活性,良好的沉降性能以及良好的濃縮性能。
膠體狀態(tài)的污染物首先必須被吸附到活性污泥絮體上,并進(jìn)一步被吸附到細(xì)菌表面附近才能被分解代謝,因而吸附性能較差的活性污泥去除膠態(tài)污染物質(zhì)的能力也差?;钚晕勰嗟纳锘钚韵抵肝勰嘈躞w內(nèi)的微生物分解代謝有機(jī)污染物的能力,生物活性較差的活性污泥去除有機(jī)污染物的速度必然較慢。只有沉降性能良好的活性污泥才能在二沉池得以有效地泥水分離。反之,如果污泥沉降性能惡化,分離效果必然降低,導(dǎo)致二沉池出水渾濁,SS超標(biāo),嚴(yán)重時(shí)還可能導(dǎo)致活性污泥的大量流失,使系統(tǒng)內(nèi)生物量不足,繼而又影響對(duì)有機(jī)污染物的分解代謝效果。只有活性污泥具有良好的濃縮性能,才能在二沉池得到較高的排泥濃度。反之,如果濃縮性能較差,排泥濃度降低,就要保證足夠的回流污泥量,提高回流比。但是,提高回流比會(huì)縮短污水在曝氣池的實(shí)際停留時(shí)間,導(dǎo)致曝氣時(shí)間不足,影響處理效果。
(3)進(jìn)水SS/BOD5
生物系統(tǒng)活性污泥中MLVSS比例與進(jìn)水SS/BOD5有很大的關(guān)系,當(dāng)進(jìn)水SS/BOD5高時(shí),生物系統(tǒng)活性污泥中MLVSS比例則低,反之則高。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來看,當(dāng)SS/BOD在1以下時(shí),MLVSS比例可以維持在50%以上,當(dāng)SS/BOD5在5以上時(shí),VSS比例將會(huì)下降到20~30%。當(dāng)活性污泥中MLVSS比例較低時(shí),為了保證硝化效果系統(tǒng)就必須維持較高的泥齡,污泥老化情況較明顯,導(dǎo)致出水SS超標(biāo)。
(4)有毒物質(zhì)
入流污水中含有強(qiáng)酸、強(qiáng)堿或重金屬等有毒物質(zhì)將會(huì)使活性污泥中毒,失去處理功效,嚴(yán)重的甚至發(fā)生污泥解體,造成污泥無法沉淀,出水懸浮物超標(biāo)。解決活性污泥中毒問題的根本辦法就是加強(qiáng)對(duì)上游污染源的管理。
(5)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,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)影響二沉池的的分離功能。如溫度的變化會(huì)使二沉池產(chǎn)生異重流,導(dǎo)致短流現(xiàn)象發(fā)生;溫度降低時(shí),會(huì)使活性污泥由于黏度增大而降低沉降性能等。
二、泥餅含水率
在我國,已經(jīng)投入使用或在建的污水處理,普遍采用活性污泥法進(jìn)行污水處理,活性污泥的污泥齡設(shè)計(jì)較短,且設(shè)計(jì)中基本不設(shè)污泥濃縮和污泥消化設(shè)施,使得剩余污泥量大,污泥中有機(jī)成分多,不易于脫水。因此,若要將泥餅含水率控制在80%以下,就需要加大PAM的投加量,從而使污水處理成本提高。
為保證污泥濃縮與脫水效果,在污泥脫水絮凝劑的配制方面,絮凝藥劑的配制濃度應(yīng)控制在0.1%~0.5%范圍內(nèi)。濃度太低則投加溶液量大,配藥頻率增多;濃度過高容易造成藥劑粘度過高,可能導(dǎo)致攪拌不夠均勻,螺桿泵輸送藥液時(shí)阻力增大,容易加快設(shè)備損耗和管路堵塞。另外,不同批次和不同型號(hào)的絮凝劑比重差別較大,需根據(jù)實(shí)際情況定期或不定期地標(biāo)定藥劑的配制濃度,適時(shí)調(diào)整藥劑的用量,保證污泥脫水效果和減少藥劑浪費(fèi)。同時(shí),干粉藥劑在儲(chǔ)存和使用過程中注意防潮防失效。
三、機(jī)電設(shè)備
若要使污水與污泥處理系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行,保證與工藝配套機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀況也是非常重要的。同時(shí),機(jī)電設(shè)備的穩(wěn)定高效運(yùn)行,對(duì)污水處理廠節(jié)能降耗影響很大。
(一)格柵機(jī)
格柵除污機(jī)是污水處理工藝的第一道工序,也是污水處理廠內(nèi)最容易出現(xiàn)故障的設(shè)備之一。一旦出現(xiàn)故障,污水處理廠將不能夠正常進(jìn)水。
常見問題:
Ø 格柵機(jī)卡阻:不管連續(xù)運(yùn)行還是間歇運(yùn)行,因?yàn)楦駯艡C(jī)長時(shí)間與污水接觸,容易造成軸承磨損,運(yùn)行出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象,造成鏈條或耙齒拉偏或其他機(jī)械故障。為此,需要加強(qiáng)格柵機(jī)相關(guān)機(jī)械部件的潤滑保養(yǎng),以及日常巡檢要及時(shí)到位。
Ø 格柵機(jī)堵塞:污水中常夾帶一些長條狀的纖維、塑料袋等易纏繞的雜物,容易造成柵條和耙齒等堵塞。這一方面會(huì)使過柵斷面減少,造成過柵流速過大,攔污效率下降。另一方面也會(huì)造成柵渠過水速率緩慢、沙礫沉積、柵渠溢流等問題。一般只能進(jìn)行技術(shù)改造完善或勤維護(hù),采用人工清理的方式解決。
(二)提升水泵
國內(nèi)目前的污水處理廠,大多采用潛水泵提升污水。從實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn),潛水泵在使用過程中,由于污水中各種雜質(zhì)與浮渣較多,這些雜質(zhì)容易纏繞在水泵的葉輪和密封環(huán)的間隙里,引起機(jī)械密封效果和水泵效率降低,使污水進(jìn)入到密封腔而產(chǎn)生故障,嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致水泵電機(jī)過流損壞。針對(duì)該問題主要是加強(qiáng)格柵機(jī)的格渣效果,定期檢查潛水泵的絕緣和密封、核算提升泵效率,定期輪換使用等。
因污水處理廠進(jìn)水量一天24小時(shí)均有變化,以及配套污水收集系統(tǒng)完善程度的不同,使得不同時(shí)期污水處理廠進(jìn)水量可能有較大變化,特別是合流制的排水系統(tǒng),進(jìn)水季節(jié)性變化的特征非常明顯。因此,在潛水泵的選用和配置上,應(yīng)留有較大的調(diào)節(jié)空間。通??刹蓸佣嗯_(tái)水泵抽排水量呈梯度配置,結(jié)合定速泵配合調(diào)速泵控制方式,其中定速泵按平均流量選擇,滿足基本流量需求。調(diào)速泵變速運(yùn)轉(zhuǎn)以適應(yīng)流量的變化,流量波動(dòng)較大時(shí)以增減運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)作補(bǔ)充。
(三)鼓風(fēng)機(jī)
鼓風(fēng)機(jī)是污水處理工藝的關(guān)鍵設(shè)備,耗能最大。風(fēng)量、風(fēng)壓、電耗、噪音等是選用鼓風(fēng)機(jī)的基本技術(shù)參數(shù),使用中需結(jié)合工藝運(yùn)行的特點(diǎn),注意其適用的范圍和調(diào)節(jié)能力。
污水處理廠的生物反應(yīng)池微孔曝氣系統(tǒng)一般采用離心式鼓風(fēng)機(jī)。離心風(fēng)機(jī)具有效率高、使用年限長、殼體內(nèi)不需要潤滑、氣體不會(huì)被油污染等優(yōu)點(diǎn),特別是在供風(fēng)量、風(fēng)壓的適用范圍、噪音控制以及運(yùn)行的穩(wěn)定等方面均較羅茨風(fēng)機(jī)優(yōu)越。羅茨風(fēng)機(jī)一般適用于池深較淺,需要的風(fēng)量和風(fēng)壓較小的情況。
在能耗控制上,可采用變頻調(diào)節(jié)控制,設(shè)備配置方面,也可多臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量呈梯度配置,針對(duì)不同的工況,以增強(qiáng)工藝運(yùn)行調(diào)節(jié)的靈活性,同時(shí)減少電耗。
油冷卻器、油過濾器要定期清理,保證油質(zhì),需定期更換和送檢,防止出現(xiàn)乳化現(xiàn)象。油冷卻器有風(fēng)冷和水冷兩種方式:采用風(fēng)冷注意定期清潔風(fēng)冷卻器的散熱片,防止堵塞和積集塵垢;采用水冷需定期清理和維護(hù)冷卻塔以及相應(yīng)管路,注意保證循環(huán)冷卻水的水質(zhì),可定期加入緩蝕阻垢藥劑,防止細(xì)菌滋生、冷卻器、管路結(jié)垢以及銅構(gòu)件發(fā)生原電池反應(yīng)腐蝕,影響冷卻效果甚至污染油質(zhì)。
過濾器要定期清潔或更換,保證進(jìn)口負(fù)壓在規(guī)定范圍以內(nèi),減少因負(fù)壓過高導(dǎo)致的鼓風(fēng)機(jī)喘震故障的發(fā)生。
(四)曝氣頭
目前大部分的曝氣方式采用的是微孔膜曝氣,有盤式、球冠式、板式、管式等橡膠膜微孔曝氣器類型。曝氣器使用一段時(shí)間后,因微孔堵塞,阻力增大和橡膠老化、彈性變差等,導(dǎo)致充氧效率均會(huì)下降。為避免曝氣器的堵塞或阻力增加過大,應(yīng)定期進(jìn)行曝氣器的清洗??刹捎眉姿崆逑椿虼髿饬扛邏嚎諝馇逑础2捎眉姿崆逑匆⌒目刂萍姿岬臐舛?、清洗的頻次、注意操作安全;采用大氣量空氣清洗要小心控制氣量大小、強(qiáng)度和清洗的頻次。另外,注意要定期打開曝氣系統(tǒng)的排水閥門,排出冷凝水。對(duì)嚴(yán)重堵塞或破損的曝氣頭要及時(shí)更換,保證生物池曝氣的均勻性,防止出現(xiàn)死角,堆積污泥。
(五)排泥設(shè)備
因?yàn)楣に嚨牟顒e,有部分污水處理工藝不帶二沉池,如SBR、UNITANK等,而且其池底是平的,容易在排泥時(shí)形成泥層漏斗。后期排出的混合液濃度降低,未能排出足量的污泥,導(dǎo)致剩余污泥濃度的下降,帶來污泥處理能耗、藥耗的上升。
對(duì)于這些工藝的運(yùn)行,宜采用間歇排泥方式或改造成多點(diǎn)排泥的系統(tǒng)。
此外,在有二沉池的生物處理系統(tǒng),需要對(duì)二沉池刮吸泥機(jī)進(jìn)行定期維護(hù),保證排泥順暢,防止積泥而影響出水SS等指標(biāo)。
(六)脫水機(jī)
目前國內(nèi)采用的機(jī)械脫水方式主要有離心脫水機(jī)和帶式壓濾脫水機(jī)。
1、離心脫水機(jī)
運(yùn)行中應(yīng)研究進(jìn)離心脫水機(jī)的濃縮污泥含固率的要求范圍,進(jìn)料量(裝機(jī)容量),最大產(chǎn)量,離心機(jī)差速、轉(zhuǎn)速,不同類型聚丙烯酰胺(PAM)加注率、投加濃度對(duì)離心機(jī)脫水后的污泥含固率、分離水SS值和回收率的影響。
若要離心脫水機(jī)的污泥脫水處理達(dá)到理想的分離效果,可以從兩方面來考慮:
Ø 轉(zhuǎn)速差越大,污泥在離心機(jī)內(nèi)停留時(shí)間越短,泥餅含水率就越高,分離水含固率就可能越大。反之,轉(zhuǎn)速差越小,污泥在離心機(jī)內(nèi)停留時(shí)間越長,固液分離越徹底,但必須防止污泥堵塞。利用轉(zhuǎn)速差可以自動(dòng)地進(jìn)行調(diào)節(jié),以補(bǔ)償進(jìn)料中變化的固體含量。
Ø 當(dāng)污泥性質(zhì)已經(jīng)確定時(shí),可以改變進(jìn)料投配速率,減少投配量改善固液分離;增加絮凝劑加注率,可以加速固液分離速度,提高分離效果。
常見問題:
Ø 開機(jī)報(bào)警或振動(dòng)報(bào)警
離心脫水機(jī)開啟時(shí)低差速報(bào)警引起主電機(jī)停機(jī)或者振動(dòng)較大、聲音異常,造成報(bào)警停機(jī)。上述情況為上次停機(jī)前沖洗不徹底所致,即沖洗不徹底會(huì)導(dǎo)致兩種情況發(fā)生:一是離心機(jī)出泥端積泥多導(dǎo)致再次開啟時(shí)轉(zhuǎn)鼓和螺旋輸送器之間的速差過低而報(bào)警;二是轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)壁上存在不規(guī)則的殘留固體導(dǎo)致轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)不平衡而產(chǎn)生振動(dòng)報(bào)警。
Ø 軸溫過高報(bào)警
這主要是由于潤滑脂油管堵塞致潤滑不充分、軸溫過高。由于離心脫水機(jī)的潤滑脂投加裝置為半自動(dòng)裝置,相對(duì)人工投加系統(tǒng)油管細(xì)長,間隔周期長,投加1次潤滑脂容易發(fā)生油管堵塞的現(xiàn)象。一旦發(fā)生,需要人工及時(shí)清理,其主要原理是較頻繁地加油以保證細(xì)長油管的有效暢通。當(dāng)然,潤滑脂亦不能加注過多,否則亦會(huì)引起軸承溫度升高。
Ø 主機(jī)報(bào)警而停機(jī)
開啟離心脫水機(jī)或運(yùn)行過程中調(diào)節(jié)脫水機(jī)轉(zhuǎn)速,主電機(jī)變頻器調(diào)節(jié)過大或過快,容易造成加(減)速過電壓現(xiàn)象,導(dǎo)致主電機(jī)報(bào)警。運(yùn)行中發(fā)現(xiàn),一般變頻調(diào)節(jié)在2Hz左右比較安全。離心脫水機(jī)在沖洗狀態(tài)下,尤其在高速?zèng)_洗時(shí),也易造成加(減)速過電壓現(xiàn)象,所以在高速?zèng)_洗時(shí)離心脫水機(jī)旁應(yīng)有運(yùn)行人員監(jiān)護(hù)。
Ø 離心脫水機(jī)不出泥
在離心脫水機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下,相關(guān)設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn),但出現(xiàn)不出泥現(xiàn)象,濾液比較混濁,差速和扭矩也較高,無異響,無振動(dòng),高速和低速?zèng)_洗時(shí)扭距左右變化不大,亦出現(xiàn)過扭距忽高忽低的現(xiàn)象,再啟動(dòng)時(shí)困難,無差速。
這種情況多發(fā)生在雨季,由于來水量大,對(duì)生物池的污泥負(fù)荷沖擊大,導(dǎo)致剩余污泥松散、污泥顆粒小。而污泥顆粒越小,比表面積越大(呈指數(shù)規(guī)律增大),則其擁有更高的水合強(qiáng)度和對(duì)脫水過濾更大的阻力,污泥的絮凝效果差且不易脫水。此時(shí),如不及時(shí)進(jìn)行工藝調(diào)整,則離心脫水機(jī)可能會(huì)出現(xiàn)扭矩力不從心的現(xiàn)象(過高),恒扭矩控制模式下差速會(huì)進(jìn)行跟蹤。一旦差速過大,很容易導(dǎo)致污泥在脫水機(jī)內(nèi)停留時(shí)間短、固環(huán)層薄;另一方面,轉(zhuǎn)速差越大,由于轉(zhuǎn)鼓與螺旋之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)增大,對(duì)液環(huán)層的擾動(dòng)程度必然增大,固環(huán)層內(nèi)部分被分離出來的污泥會(huì)重新返至液環(huán)層,并有可能隨分離液流失。這種情況下會(huì)產(chǎn)生脫水機(jī)不出泥的現(xiàn)象。
在進(jìn)泥濃度較低且污泥松散的情況下,采用高轉(zhuǎn)速、低差速和低進(jìn)泥量運(yùn)行能夠有效解決不出泥的問題,并且運(yùn)行效果也不錯(cuò)。高轉(zhuǎn)速是為了增加分離因數(shù),一般來說污泥顆粒越小密度越低,需要的分離因數(shù)較高,反之需要較低的分離因數(shù);采用低差速可以延長污泥在脫水機(jī)內(nèi)停留時(shí)間,污泥絮凝效果增強(qiáng)的同時(shí)在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)接受離心分離的時(shí)間將延長,同時(shí)由于轉(zhuǎn)鼓和螺旋之間的相對(duì)運(yùn)行減少,對(duì)液環(huán)層的擾動(dòng)也減輕,因此固體回收率和泥餅含固率均將提高;低進(jìn)泥量亦增加固體回收率和泥餅含固率。
2、帶式壓濾脫水機(jī)
帶式壓濾脫水機(jī)是由上下兩條緊張的濾帶夾帶著淤泥層,從一連串規(guī)律排列的輥壓筒中呈S形彎曲經(jīng)過,靠濾帶本身的張力形成對(duì)污泥層的壓榨和剪切力,把污泥層的毛細(xì)水?dāng)D壓出來,獲得含固率較大的泥餅。
為保持帶式壓濾脫水機(jī)的正常運(yùn)行,需注意以下操作與維護(hù)事項(xiàng):
(1)對(duì)有預(yù)脫水區(qū)(濃縮區(qū))的,保證布泥均勻;
(2)濾帶刮刀采用軟性材質(zhì),減少對(duì)濾帶和濾帶接口處的磨損;
(3)保證濾帶沖洗水壓力,濾帶沖洗系統(tǒng)盡量采用不銹鋼自凈噴嘴,能夠自行沖掉堵塞在噴嘴的臟物,保證濾帶的孔隙率和污泥脫水效果;
(4)經(jīng)常維護(hù)自動(dòng)防偏帶裝置與增減壓裝置,減少濾帶邊沿磨損;
(5)保證自控系統(tǒng)設(shè)有連鎖保護(hù)裝置,防止誤動(dòng)作給整機(jī)造成的損傷。
常見問題:
Ø 濾帶打滑
這主要是進(jìn)泥超負(fù)荷,應(yīng)降低進(jìn)泥量;濾帶張力太小,應(yīng)增加張力;輥壓筒損壞,應(yīng)及時(shí)修復(fù)或更換。
Ø 濾帶跑偏
這主要是進(jìn)泥不均勻,在濾帶上攤布不均勻,應(yīng)調(diào)整進(jìn)泥口或更換平泥裝置;輥壓筒局部損壞或過度磨損,應(yīng)予以檢查更換;輥壓筒之間相對(duì)位置不平衡,應(yīng)檢查調(diào)整;糾偏裝置不靈敏。應(yīng)檢查修復(fù)。
Ø 濾帶堵塞嚴(yán)重
這主要是每次沖洗不徹底,應(yīng)增加沖洗時(shí)間或沖洗水壓力;濾帶張力太大,應(yīng)適當(dāng)減小張力;加藥過量,即PAM加藥過量,粘度增加,常堵塞濾布,另外未充分溶解的PAM也易堵塞濾帶;進(jìn)泥中含砂量太大,也易堵塞濾布,應(yīng)加強(qiáng)污水預(yù)處理系統(tǒng)的運(yùn)行控制。
Ø 泥餅含固量下降
這主要是加藥量不足、配藥濃度不合適或加藥點(diǎn)位置不合理,達(dá)不到最好的絮凝效果;帶速太大,泥餅變薄,導(dǎo)致含固量下降,應(yīng)及時(shí)地降低帶速,一般應(yīng)保證泥餅厚度為5~10mm;濾帶張力太小,不能保證足夠的壓榨力和剪切力,使含固量降低。應(yīng)適當(dāng)增大張力;濾帶堵塞,不能將水分濾出,使含固量降低,應(yīng)停止運(yùn)行,沖洗濾帶。
四、檢測(cè)儀表
因?yàn)閮x表監(jiān)測(cè)的污水中雜質(zhì)多,環(huán)境差,經(jīng)常容易導(dǎo)致在線儀表測(cè)量產(chǎn)生誤差較大,或者損壞率高,極大地影響了污水處理廠在線監(jiān)控的力度和自動(dòng)化控制水平。
由于污水處理廠進(jìn)水中污染物濃度較高、懸浮物較多,容易在采樣管道和分析儀器的進(jìn)樣管形成污垢,因此需要針對(duì)性配置水樣預(yù)處理單元和選擇水質(zhì)濃度相匹配的分析儀器量程。在選用設(shè)備時(shí),一些自帶控制系統(tǒng)的大型設(shè)備配置的自控系統(tǒng)與廠內(nèi)主要控制系統(tǒng)選型要一致,否則設(shè)備不易與廠內(nèi)整個(gè)自控系統(tǒng)建立通訊,或建立通訊時(shí)需要投入較大的成本。另外,在運(yùn)行過程中應(yīng)建立一套詳細(xì)的維護(hù)與操作規(guī)程,如維護(hù)工作一定要提前計(jì)劃和準(zhǔn)備相應(yīng)的備品配件;定期對(duì)分析儀器進(jìn)行標(biāo)定和校正,清洗管道和預(yù)處理單元,以及更換消耗件和易損件;加強(qiáng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的日常管理等。
由于污水處理廠特殊的構(gòu)筑物設(shè)計(jì)及大量地處理污水,污水處理廠發(fā)生雷擊現(xiàn)象普遍比較嚴(yán)重,對(duì)室外設(shè)備安全運(yùn)行構(gòu)成較大的威脅。對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和儀表的二、三級(jí)防雷,防止出現(xiàn)被雷擊而使現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和儀表的損壞。如果為了控制工程造價(jià)而缺少這些設(shè)施,那么在今后的運(yùn)行管理工作中將付出更大的代價(jià)。