污水處理異常狀態(tài)分析匯總

在污水處理過(guò)程中，會(huì)遇到各種各樣的污水問(wèn)題，比如：COD、氨氮、TP等指標(biāo)不達(dá)標(biāo)，污泥膨脹、浮泥、活性微生物死亡等！

1. 出水水質(zhì)

1、有機(jī)物超標(biāo)
影響有機(jī)物處理效果的因素主要有：
1)營(yíng)養(yǎng)物。

一般污水中的氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素都能夠滿足微生物需要，且過(guò)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，通常可投加磷酸或磷酸鹽。
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/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(zhǎng)，因?yàn)橄趸?xì)菌世代周期較長(zhǎng)，若生物系統(tǒng)的污泥停留時(shí)間過(guò)短，即SRT過(guò)短，污泥濃度較低時(shí)，硝化細(xì)菌就培養(yǎng)不起來(lái)，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(zhǎng)，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(zhǎng)，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(zhǎng)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(wú)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(zhēng)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(guò)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(lái)說(shuō)，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(zhǎng)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(lái)說(shuō)，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(yíng)情況來(lái)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(guò)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(guò)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(wú)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(guò)聚磷菌在厭氧狀態(tài)下釋放磷，在好氧狀態(tài)下過(guò)量地?cái)z取磷。經(jīng)過(guò)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(guò)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(zhǎng)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(wú)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(shuō)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(shuō)明pH下降引起的釋放是破壞性的，無(wú)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(zhǎng)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(lái)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(guò)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(zhǎng)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(zhǎng)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(yíng)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(wú)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(guò)氧化的情況下，除磷效果會(huì)很差，因?yàn)檫^(guò)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(lái)說(shuō)，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(lái)看，似乎釋磷過(guò)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(zhǎng)，也沒(méi)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。總之，釋磷和吸磷是相互關(guān)聯(lián)的兩個(gè)過(guò)程，聚磷菌只有經(jīng)過(guò)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(wú)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(guò)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。

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