城市污水處理廠出水氮磷超標(biāo)因素分析及對策

    1概述

　　近年來污水處理的主要工藝已發(fā)生變化,從常規(guī)二級處理逐漸變?yōu)橹匾暶摰椎纳疃忍幚砩蟻?。但是在實際運行過程中,由于工藝復(fù)雜性及參數(shù)的變化性,導(dǎo)致常常出水氮磷含量超標(biāo),影響著水廠的運行。因此,厘清脫氮除磷工藝的重要參數(shù)并加以控制,能夠很好的保證系統(tǒng)的正常運行。

　　2污水氮含量超標(biāo)原因及控制方法

　　2.1氨氮超標(biāo)

　　2.1.1污泥負(fù)荷與污泥齡

　　生物硝化屬低負(fù)荷工藝,F/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,因為硝化細(xì)菌世代周期較長,若生物系統(tǒng)的污泥停留時間過短,污泥濃度較低時,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。

　　2.1.2回流比與水力停留時間

　　生物硝化系統(tǒng)的回流比一般較傳統(tǒng)活性污泥工藝大，主要是因為生物硝化系統(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%。生物硝化曝氣池的水力停留時間也較活性污泥工藝長，至少應(yīng)在8h以上。這主要是因為硝化速率較有機(jī)污染物的去除率低得多，因而需要更長的反應(yīng)時間。

　　2.1.3BOD5/TKN

　　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行實踐發(fā)現(xiàn)，BOD5/TKN值最佳范圍為2～3左右。

　　2.1.4溶解氧

　　硝化細(xì)菌為專性好氧菌，無氧時即停止生命活動，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。

　　2.1.5溫度與pH

　　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，硝化速率會明顯下降，當(dāng)污水溫度低于5℃時，其生理活動會完全停止。因此，冬季時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。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，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。

　　2.2 總氮超標(biāo)

　　2.2.1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。

　　2.2.2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。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)的停留時間。運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。

　　2.2.3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際運營情況來看，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)。

　　2.2.4BOD5/TKN

　　反硝化細(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)計值，而氮、磷等指標(biāo)則相當(dāng)于或高于設(shè)計值，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)的情況時有發(fā)生。

　　2.2.5溫度與pH

　　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，反硝化速率增至最大。當(dāng)?shù)陀?5℃時，反硝化速率將明顯降低，至5℃時，反硝化將趨于停止。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。

　　3 污水生物除磷總磷超標(biāo)原因及對策

　　3.1 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，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為較大，選擇價廉，易得的填料也是需要考慮的一個重要因子。

　　3.2 填料的種類

　　生物滴濾常用的填料都是一些惰性材料。從天然的卵石、粗碎石、木炭到人工合成的陶粒、陶瓷、聚丙烯小球、塑料、不銹鋼、APC微粒、炭素纖維、海綿等品種繁多。目前應(yīng)用于生物滴濾塔中的填料主要有以下幾種。

　　3.2.1 陶粒

　　陶粒是由人工用粘土燒制而成，其形狀是不規(guī)則的球形實體，內(nèi)部或外部有大量微小的孔隙，其具有較大的比表面積，孔隙率高吸附性大，造價低，但氣阻大，容易形成壁流，填料的中央易產(chǎn)生厭氧區(qū)。

　　3.2.2 拉西環(huán)

　　常用的拉西環(huán)為外徑與高度相等的圓環(huán)，在強(qiáng)度允許的條件下，壁厚應(yīng)盡量薄，以提高空隙率及降低堆積密度。為了增加強(qiáng)度可以在環(huán)內(nèi)增加隔板形成θ環(huán)和十字格環(huán)，其優(yōu)點是，形狀簡單易成型，但與其它填料相比，氣體阻力大，通量小，溝流、壁流嚴(yán)重。

　　3.2.3 鮑爾環(huán)

　　在普通拉西環(huán)側(cè)壁上開有兩排方形窗孔，開孔時只斷開四邊形中的三條邊，另一邊保留，使被切開的環(huán)壁呈舌狀穹入環(huán)內(nèi)，這些舌片在環(huán)中心幾乎對接起來，這樣可以使氣、液進(jìn)入環(huán)內(nèi)，使氣體阻力大為降低，液體分布可以改善，但與拉西環(huán)一樣，具有比表面積小，空隙率低，不易掛膜等缺點。

　　3.2.4 階梯環(huán)

　　環(huán)高是直徑的5/8，且一端向外翻喇叭口，這種填料孔隙率大，而且填料個體之間呈點接觸，可以使液膜不斷更新，具有壓降小，傳質(zhì)效率高等特點。具體參見http://www.dowater.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　3.2.5 塑料多孔球形填料

　　該填料的外部輪廓為球形，由縱橫交錯的幾個大小不等的圓或半圓形成球，中間有填充物，以增加比表面積有利于掛膜，特點是質(zhì)輕，強(qiáng)度大，不易老化，并且比表面積和空隙率容易協(xié)調(diào)，水流、氣流通暢。

　　3.2.6 活性炭

　　該填料是一種新型開發(fā)填料，有巨大的比表面積，對臭氣有很大的吸附量，對微生物也極易固定，但造價昂貴，氣阻大且易發(fā)生堵塞。

　　除上述填料外，還有以固定化生物顆粒作填料作為脫臭填料。也有將粉末活性炭熔到PVA粒子表面，作為生物填充塔的填料，將去除不同臭氣的微生物分到不同的區(qū)域，最大限度發(fā)揮了每一類群微生物的代謝活動，這一處理系統(tǒng)可以很好的滿足對住宅區(qū)內(nèi)的臭味控制。(中國市政工程西北設(shè)計研究院有限公司)