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新疆生態(tài)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會
污水廠嚴(yán)重超標(biāo)被通報(bào) 達(dá)標(biāo)運(yùn)行需要控制好哪些因素？
環(huán)保工程師 / 2023-02-06 / ：108
近日，山西生態(tài)環(huán)境廳通報(bào)了2022年11、12月份嚴(yán)重超標(biāo)的廢氣（廢水）重點(diǎn)排污單位，其中包含兩家污水處理廠。被通報(bào)的單位所屬地市生態(tài)環(huán)境局要依法依規(guī)嚴(yán)格監(jiān)管執(zhí)法，同時(shí)，對嚴(yán)重超標(biāo)的排污單位有針對性地進(jìn)行幫扶，督促引導(dǎo)企業(yè)盡快制定完善整改方案，確保實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。
本文以生活污水作為研究藍(lán)本的，在污水處理過程中，總結(jié)一下COD、氨氮、TN、SS等常規(guī)出水指標(biāo)不達(dá)標(biāo)的原因及控制措施！
一、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、營養(yǎng)物
一般城市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
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)，會使曝氣設(shè)備的曝氣效率降低，如不增加曝氣量就會使處理效率降低，但增加曝氣量勢必增加污水處理成本。另外，污水中較高的油脂含量還會降低活性污泥的沉降性能，嚴(yán)重時(shí)會成為污泥膨脹的原因，導(dǎo)致出水SS超標(biāo)。對油類物質(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
溫度對活性污泥工藝的影響是很廣泛的。首先，溫度會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，處理效果會下降。其次，溫度會影響二沉池的分離性能，例如溫度變化會使沉淀池產(chǎn)生異重流，導(dǎo)致短流；溫度降低會使活性污泥由于粘度增大而降低沉降性能；溫度變化會影響曝氣系統(tǒng)的效率，夏季溫度升高時(shí)，會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，并會使空氣密度降低，若要保證供氣量不變，則必須增大供氣量。
二、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?；亓鞅瓤刂圃?0～100％。
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，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)，硝化速率會明顯下降，當(dāng)污水溫度低于5℃時(shí)，其生理活動會完全停止。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。
三、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/TN
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)菌對溫度變化雖不如硝化細(xì)菌那么敏感，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(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)。
四、總磷超標(biāo)
城市污水處理廠除磷主要是依靠生物除磷，即在好氧段前增加厭氧段，使聚磷菌交替處于厭氧和好氧狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)磷酸鹽的釋放與吸收，并通過排放剩余污泥來達(dá)到除磷目的。在生物除磷難以達(dá)標(biāo)的條件下，還可以考慮投加化學(xué)藥劑來輔助除磷?；瘜W(xué)除磷主要是通過混凝、沉淀和過濾等方法使磷成為不溶性的固體沉淀物，從污水中分離出來。
導(dǎo)致生物除磷出水總磷超標(biāo)的原因涉及許多方面，主要有：
1、污泥負(fù)荷與污泥齡
厭氧-好氧生物除磷工藝是一種高F/M低SRT系統(tǒng)。當(dāng)F/M較高，SRT較低時(shí)，剩余污泥排放量也就較多。因而，在污泥含磷量一定的條件下，除磷量也就越多，除磷效果越好。
對于以除磷為主要目的生物系統(tǒng)，通常F/M為0.4～0.7kgBOD5/kgMLSS×d，SRT為3.5～7d。但是，SRT也不能太低，必須以保證BOD5的有效去除為前提。
2、BOD5/TP
要保證除磷效果，應(yīng)控制進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)的污水中BOD5/TP大于20。由于聚磷酸菌屬不動菌屬，其生理活動較弱，只能攝取有機(jī)物中極易分解的部分。因此，進(jìn)水中應(yīng)保證BOD5的含量，確保聚磷酸菌正常的生理代謝。但許多城市污水處理廠實(shí)際進(jìn)水存在碳源偏低，氮、磷等濃度較高等現(xiàn)象，導(dǎo)致BOD5/TP值無法滿足生物除磷的需要，影響了生物除磷的效果。
3、溶解氧
厭氧區(qū)應(yīng)保持嚴(yán)格厭氧狀態(tài)，即溶解氧低于0.2mg/L，此時(shí)聚磷菌才能進(jìn)行磷的有效釋放，以保證后續(xù)處理效果。而好氧區(qū)的溶解氧需保持在2.0mg/L以上，聚磷菌才能有效吸磷。因此，對于厭氧區(qū)和好氧區(qū)溶解氧的控制不當(dāng)，將會極大影響生物除磷的效果。另外，有些污水處理廠的進(jìn)水為河道水，污水中溶解氧含量較高，若直接進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，則不利于厭氧狀態(tài)的控制，影響了聚磷菌放磷效果。
4、回流比
厭氧-好氧除磷系統(tǒng)的的回流比不宜太低，應(yīng)保持足夠的回流比，盡快將二沉池內(nèi)的污泥排出，防止聚磷菌在二沉池內(nèi)遇到厭氧環(huán)境發(fā)生磷的釋放。在保證快速排泥的前提下，應(yīng)盡量降低回流比，以免縮短污泥在厭氧區(qū)的實(shí)際停留時(shí)間，影響磷的釋放。
在厭氧-好氧除磷系統(tǒng)中，若污泥沉降性能良好，則回流比在50～70%范圍內(nèi)，即可保證快速排泥。
5、水力停留時(shí)間
污水在厭氧區(qū)的水力停留時(shí)間一般在1.5～2.0h的范圍內(nèi)。停留時(shí)間太短，一是不能保證磷的有效釋放，二是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)物分解成低級脂肪酸，以供聚磷菌攝取，從而也影響了磷的釋放。
污水在好氧區(qū)的停留時(shí)間一般在4～6h，這樣即可保證磷的充分吸收。
6、pH
低pH有利于磷的釋放，高pH有利于磷的吸收，而除磷效果是磷釋放和吸收的綜合。因此在生物除磷系統(tǒng)中，宜將混合液的pH控制在6.5～8.0的范圍內(nèi)。
由于對出水總磷指標(biāo)要求的不斷提高，除生物除磷外，化學(xué)除磷也得到越來越多地應(yīng)用。但化學(xué)除磷在提高除磷效果的同時(shí)，也會因投加化學(xué)藥劑而使剩余污泥量大大增加，進(jìn)而增加污泥處理量與泥餅處置量。
實(shí)際中應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)來確定化學(xué)藥劑的投加點(diǎn)與投加量，并及時(shí)調(diào)整，確保出水磷含量穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，并盡可能降低藥耗。
五、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：
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)會否超標(biāo)的重要因素。許多城市污水處理廠在設(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。
1、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。
2、二沉池水力表面負(fù)荷
對于一座沉淀池來說，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。
3、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。
4、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。
5、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)。
6、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)對上游污染源的管理。
7、溫度
溫度對活性污泥工藝的影響是很廣泛的。首先，溫度會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，處理效果會下降。其次，溫度會影響二沉池的的分離功能。如溫度的變化會使二沉池產(chǎn)生異重流，導(dǎo)致短流現(xiàn)象發(fā)生；溫度降低時(shí)，會使活性污泥由于黏度增大而降低沉降性能等。
