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【行业资讯】污水处理中的常见的15个问题,你会如何作答?

2017-04-01

在污水处理中,从规划设计到运行维护,其间总会遇到形形色色的问题,如在设计计算中拿不准参数该如何选取、污泥龄如何确定,在运行中对于不同水质在工艺选取、异常情况发生又该作何应对?如果你也遇到过如下困惑,看看有实战经验的污师们是如何出招的;同样如果你是从业多年的污师,面对环保菜鸟提出的这15个问题又会如何做讲解呢?

 

问题1:好氧池有污泥回流的时候,二沉池的设计计算中水量是按(1+R)Q还是按Q计算,看到有的按(1+R)Q计算中心导流筒,但池直径按Q计算的,也有按1+Q计算的,还有按Q计算的。该怎么区分呢?

 

回答:正常的进水管道和中心导流筒部位,按照(1+R)Q来计算,池容按照Q计算。

 

原因:进水的水量是(1+R)Q,这部分水都要经过管道和中心筒,从中心导流筒出来:Q走池表面从出水堰出水,RQ走池底排泥和回流管道不经过池表面,所以用表面负荷计算时只用Q。但是如果采用AO出水上清液作为硝化液回流,那么这个“R内*Q”要计算了。

 

问题2:硝化反应负荷及反硝化负荷及污泥龄与温度有无关系,譬如我10℃,取硝化负荷在0.01,是不是说我15或者20-30也可以取这个值还是说要变动一些?污泥龄同样的道理,是不是说有硝化的时候,在温度10℃我污泥龄取到50多天,那么温度到30℃的时候我污泥龄要取高或低?

 

回答:都有影响,温度高时负荷可以高一点,污泥龄相应减少了。

 

问题3:一般有CODb:N,那么这个比值中COD是指什么?是单纯的碳含量还是产生COD的有机+无机含量?还是BOD的含量?N是元素含量还是氨氮或有机氮的含量呢?单位是什么?

 

回答:请注意,CODb的意思是微生物降解的COD,这个COD高于BOD5,具体值很难测量,一般都是根据经验估算。

 

无论是“碳氮比”还是“CODcr”中的C,都不是指碳元素,而是指需氧量,是有机物可以消耗DO的量,单位mg/L。

 

在好氧讨论碳氮比时,一般按照可生物降解的有机物的需氧量来计,讨论厌氧时,因本身就是范围值,一般都按照CODcr来计。

 

N元素:有机氮被分解后形成氨氮,氨氮可以被微生物利用,亚硝酸氮和硝酸氮也可以被利用,转化略微复杂一些而已,但一些难以分解的N元素就不好讲了。所以大多数情况可以用TN来计,特殊的也是根据经验做一些数据调整。

 

问题4:反硝化一般要求碳氮比在3-5的范围,那么这个CN比又是指的是什么?是分子还是元素?是质量比还是摩尔比?

 

回答:单位上,“C”按照需氧量的单位即mg/L来算,“N”按照各种氮(NH3-N、TKN、TN、NO2-N、NO3-T)的氮元素计,单位按照mg/L来算。因为二者对应的水量是相同的,当然也就可以把浓度比转化为质量比(这是加药量计算的方法),没事可做的时候换成mol比也是打发时间的好主意。

 

 

问题5:污泥龄是如何确定的,如何来控制?究竟是用排泥量确定还是用其他来确定排泥量?

 

回答:泥龄、F/M等与其说是运行的控制参数,不如说是设计方面的参数,在工艺控制中只是运行参数。实际运行中排泥量通常是根据MLSS值加上经验值来控制的,在SVI相对稳定的情况下,也可用SV30来参考。

 

 

问题6:为何氨氮晚于BOD被氧化?

 

回答:

(1)底物利用速率与微生物浓度成正比,生活污水的活性污泥系统中,自养硝化菌占约 5%,异养菌约占 30%以上,因此,以 COD 为能量来源的异养菌在数量上占优,因此反应速率占优;

 

(2)底物浓度很低时,反应速度随底物浓度的增加而急骤加快,两者呈正比关系,表现为一级反应。若以生活污水为例,COD 假设 300mg/L,氨氮 30mg/L,因此,在底物浓度角度,COD 占优;

 

(3)同化作用,如果按细胞干重,微生物细胞中氮含量 12.5%,碳含量约有 53%,

同化作用去除 COD 和氨氮,可见去除 COD 量大些,占优;

 

(4)氧化产能方面,氨氧化产能 242~357kJ/mol,可被亚硝酸菌利用 5%~10%,亚硝酸盐氧化产能 64~87kJ/mol,能量利用率 5%~10%,葡萄糖的有氧呼吸产能为 2872.1kJ/mol,同样能量利用率下,有机物分解产能占优,异养菌世代周期远远短于自养(异养)硝化菌。

 

总结来看,在BOD绝对值较高(不是C/N比)的情况下,硝化菌获得氧的能力较差,因此硝化作用较弱,这可以解释一个现象,即硝化效果不好时,加大回流量可以提高氨氮氧化率;这是因为回流可以稀释BOD,从而让硝化菌提前具备硝化能力、延长硝化时间。硝化菌比例高或者菌胶团凝聚硝化菌能力弱的时候,硝化菌会游离于菌胶团外,导致硝化菌的流失。同时,硝化菌还易于附着在填料表面。

 

问题7:MLSS可用悬浮物的方法测定吗?

 

回答:MLSS 只是很粗略地表示污泥中微生物量的多少,当然不能用悬浮物的方法测定,因为 MLSS 包括固定固体和挥发固体二类,固定固体是无机物,挥发固体是有机物+微生物,如果用悬浮物的方法测定。一些溶解性的有机物和游离细菌就流失了。

 

 

问题8:有关接触氧化池,1)在放空时,填料上污泥能存活多少时间?2)当处理能力下降时,要不要投加营养?3)对于泡沫,加煤油消泡是否有效?

 

回答:

1)接触氧化池放空后并不是生物膜污泥能存活多长的问题,而是要避免软性填料晒干而板结,板结后再浸放水中就很难再伸展开,要防止这样的情况出现;

 

2)接触氧化池处理能力的下降应从多因素考虑,其中生物膜的厚度控制很重要,膜太厚会严重影响处理能力,还要注意池放空时只能缓缓放,否则挂有大量生物膜的软性填料架会倒塌或变形;

 

3)化学性泡沫用水喷淋较有效,不能直接用水冲,个人不建议用煤油之类的方法消泡。

 

问题9:接触氧化装置生物膜培养过程中发现生物膜形成后又会脱落,如何解决和避免呢?

 

回答:生物膜形成而大部分又脱落是很正常的现象,一般脱落后第二次或第三次重新形成后才算是挂膜成功,也就是说第一次生物膜形成不能算挂膜成功,如果第一次挂膜后没有大量脱落是偶然的,经一两次脱落后才能形成。虽有些绝对,但多数情况如此。

 

问题10:三沟式氧化沟在运行管理中有哪些注意事项?

 

回答:首先要根据实际情况确定好运行周期的时间,然后确定周期内各运行阶段的时间。运行阶段应先确定 C 阶段段时间,因为 C 阶段是泥水分离时间。

 

还要调整好转刷的浸没深度,使其具有很好的充氧能力和混合推动力,池内的所有转刷的浸没深度要一致。转刷的浸没深度应在静止状态下通过出水堰门来调节,即在氧化沟进水而不曝气的状态下用出水堰门的升降来调节,当转刷处于合适的浸没深度时,出水堰门的开度即为转刷运行时的开启限位。二条侧沟的所有出水堰门开启状态下的限位应该基本相同。

 

应该根据废水的特性和本装置的实际情况,通过试运行来确定日常运行的最佳模式并输入可控编程器,进行运行控制。当出现异常情况时应该及时调整运行模式,如:因污泥沉降性能差而造成沉淀沟泥水分离困难使出水带泥时,应该增加 C 阶段的时间,相应减少其它阶段的时间。

 

二条侧沟出水堰的开闭状态是根据设定的工艺要求自控的,半个周期二条侧沟的切换中,在预设定时,原出水沟的堰门应在另一预沉沟的出水堰门全部都开启后再关闭,以防原预沉沟在出水的初始时间漂泥。自控系统出现问题时,可通过手动控制来运行。手动控制时,各设备的开闭时间和顺序应该严格按运行模式进行,并与自动控制程序相同。

 

污泥负荷和泥龄的计算中的生化部分容积可将氧化沟总容积*总生化时间与总水力停留时间之比。

 

问题11:如果 UASB 排泥时控制不当,造成污泥流失怎么办?如何恰当控制排泥量?

 

回答:如同好氧活性污泥工艺有“三相平衡”的调节一样,各类厌氧装置的各项运行参数也要根据运行状况来控制的,如泥、水二相平衡的调节,使反应器的容积负荷控制在一个合适的范围。

 

容积负荷(这里指污泥所点的容积)是通过排泥量来控制的,也受限于废水水量和浓度。当废水量增加或废水浓度增加时,为了保持负荷平衡,就要少排泥或不排泥,提高系统的污泥量,反之则多排泥以减少系统污泥量。此外还要考虑很多受限因素,如:系统的污泥量过多,虽然可降低容积负荷,但会使污泥的膨胀度增高,影响泥水分离;排泥量太多,则会造成容积负荷过高,使 VFA/ALK 的比值升高,影响处理效果。这些都要根据具体情况通过试凑法来确定的,有些方面则靠经验。

 

问题12:谈谈100:5:1与难降解工业废水。

 

回答:教科书里讲BOD:N:P=100:5:1,这里的BOD不是BOD5 而是BODL或者bCOD。通常易生化废水大约有 1/3 转化为化学能,2/3 被同化为细胞,按照细菌结构简式算下来基本就是 100:5:1。按道理说,不同的负荷对应不同的表观增长率,负荷愈高表观增长率也越大,因此营养盐的需求自然越多。延时曝气自然需要的营养盐会少。但是这里有一个大前提——内源呼吸系数为定值。但是个人认为溶解氧越高内源呼吸系数越大,或许在高溶解氧下细菌自溶的比例多一些,但是未经实验证实;另一个原因是原生及后生动物会随着溶解氧的提高而增多,动物的吞噬作用引起细菌减量,变现为内源呼吸系数的增加,而这一点已经是许多人的共识。内源呼吸系数的另一个表现是底物匮乏引起的菌体死亡,底物既包括了可生化碳源、也包括营养盐,为了确保COD达到最低值,我们只有一个选择,那就是宁可氮磷多加一些。而所有这些都是为了一个目的——降低内源呼吸系数,进而得到最大的污泥产率。

 

首先,剩余污泥越多,通过吸附携带出的难降解 COD 越多。其次,死亡的菌体会部分转化为难降解 COD,导致出水 COD 提高。另外难降解工业废水处理工程的一个共同点是生化时间很长。关于这一点我的理解是:在好氧环境中可能也存在类似水解酸化的作用,微生物的胞外酶对某些难降解物质的催化作用可能比较弱,但是弱不等于没有,长时间的催化反应有可能提高出水水质,其实这在部分工程里已经得到证实。对于难降解工业废水,总结起来大概就是:低溶解氧、长停留时间、高污泥浓度、足够的营养盐。

 

问题13:采用AB法工艺,为何前面一般不设初沉池?

 

回答:这样有利于A 池处理功能的提高,由于A段的废水直接由排水系统而来,废水中原本就有的细菌和悬浮物及胶状物的共存体也具有一定的絮凝性和粘附力,再与回流污泥混合后,相互间发生絮凝与吸附,此时难沉降的悬浮物、胶体物质在得到絮凝、吸附和粘结后与可沉降的悬浮物一起沉降,并随剩余污泥排出,使A段中以非生物降解的途径去除的有机物量大大提高,可保证B段的运行稳定。

 

问题14:厌氧池投加填料可以强化除磷吗?

 

回答:传统生化除磷工艺,利用的是活性污泥法中的PAOs,它的除磷原理是厌氧状态下释放磷,好氧状态下过量吸收磷。只有当它完整的经历两个状态,并最终以剩余污泥的形式与水分离,才能有效地达到生物除磷的目的。

 

在传统AO工艺中,PAOs跟随悬浮的好氧活性污泥不断地经历厌氧-好氧的过程和新生污泥-排放污泥的过程,可以满足上述条件。但是在填料法中,细菌要求被附着在填料上形成生物膜,导致微生物存在空间固定,这样只有通过时间上的方法才能实现厌氧好氧的交替过程,就是间歇曝气了。

 

另一方面,生物膜法“污泥龄”较长,剩余污泥量很少,而生物除磷的本质就是磷随泥走,所以二者存在一定的矛盾。最后一点特殊的,传统的A池,一般用潜水搅拌机等保持泥水混合,防止短流;加入填料后,严重阻碍水的流动,难免不带来污泥淤积,水力短流等现象。

 

问题15:谈谈VFA与碱度、与厌氧系统pH的关系。

 

回答:VFA多,并不一定pH低,碱度高,并不一定pH高。VFA多,会导致pH有下降的可能,同时也会在高浓度产生VFA抑制;碱度在不影响pH过碱的前提下,越多越好。

 

一个厌氧系统正常运行下的出水VFA和碱度范围值不可控制,是由水的特性造成的,刻意追求是没必要的;运行碱度比较高的厌氧系统,出水检测采用蒸馏法时可以允许较高的VFA浓度。


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