一、進(jìn)水水量與水質(zhì)
(一)進(jìn)水水量
在我國,城市污水處理廠進(jìn)水水量不足的現(xiàn)象普遍存在,這種吃不飽的原因既有通常被提到的污水收集管網(wǎng)建設(shè)滯后問題,也有設(shè)計(jì)能力超前的問題。這兩方面原因?qū)е略S多地方的污水處理廠已經(jīng)建成幾年仍不能滿負(fù)荷運(yùn)行,有些污水處理廠甚至只能抽取廠區(qū)周邊的河水進(jìn)行處理,使得污水處理工藝控制增加了難度,也增加了工程投資的成本,造成資產(chǎn)的閑置與浪費(fèi),無謂地過多消耗本來就已非常緊張的污水處理資金。相反,有的污水處理廠存在長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài),例如某污水處理廠一期工程規(guī)模為40萬m3/d,二期工程規(guī)模為24萬m3/d,但由于資金短缺而使二期工程建設(shè)滯后,一期實(shí)際處理量已達(dá)到52萬m3/d,處理出水水質(zhì)有所下降。為此,合理確定污水處理廠建設(shè)規(guī)模與分期,使用治污資金,以及盡量提高污水收集率,是實(shí)現(xiàn)污水減排的前提。
(二)進(jìn)水水質(zhì)
由于城市污水收集管網(wǎng)不配套,雨污合流制管網(wǎng)較普遍,管理不到位,致使進(jìn)入城市污水處理廠的進(jìn)水中雨水、河道水和工業(yè)廢水的比例較大。
以下進(jìn)水水質(zhì)情況均不利于污水處理廠的正常運(yùn)行:
(1)進(jìn)水中BOD、COD含量比設(shè)計(jì)值低,而氮等指標(biāo)則等于或高于設(shè)計(jì)值,從而增加污水脫氮處理達(dá)標(biāo)排放的難度;
(2)工業(yè)廢水中的夾帶油污或有毒物質(zhì)對(duì)城市污水處理廠的生物系統(tǒng)造成巨大影響,在個(gè)別情況下這些油污或有毒物質(zhì)會(huì)使整個(gè)生物系統(tǒng)癱瘓,微生物菌種死亡,整個(gè)污水處理廠不得不重新培養(yǎng)活性污泥;
(3)進(jìn)水水質(zhì)偏高,供氧與污泥脫水設(shè)備規(guī)格不能滿足污水與污泥處理要求。其中垃圾滲濾液引入給城市污水處理廠運(yùn)行所造成的影響需要給予足夠重視。
對(duì)于污水收集與污水處理能力不協(xié)調(diào)問題,需要有關(guān)主管部門將城市排水管網(wǎng)和污水處理廠建設(shè)納入城市建設(shè)近、遠(yuǎn)期總體規(guī)劃,保證污水收集系統(tǒng)與污水處理廠同步或先行建設(shè)。同時(shí)做好新建污水處理廠服務(wù)范圍內(nèi)污水水質(zhì)調(diào)查,以合理確定設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)。
三、出水水質(zhì)
我國近年建設(shè)的城市污水處理廠基本要求達(dá)到國家GB18918-2002中的1級(jí)B標(biāo)準(zhǔn),在一些地區(qū)還有要求達(dá)到1級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。即使是原有已建項(xiàng)目,也在逐漸進(jìn)行升級(jí)改造,以提高污水減排效果。
根據(jù)規(guī)定的污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)要求,各城市污水處理廠采用適合于本地進(jìn)水水質(zhì)等客觀條件的污水處理工藝技術(shù),并加強(qiáng)運(yùn)營管理。然而,在污水處理廠的實(shí)際運(yùn)行管理過程中,仍會(huì)遇到一些來自不同方面的問題而導(dǎo)致處理出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)。
(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??赏都愉@鹽。如果污水中缺磷,通常可投加磷酸或磷酸鹽。
(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(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,則需要增大供氣量。
(二)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(duì)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,需要以保證BOD5的去除為前提。
(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(dòng)菌屬,其生理活動(dòng)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,聚磷菌才能吸磷。因此,對(duì)于厭氧區(qū)和好氧區(qū)溶解氧的控制不當(dāng),將會(huì)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(jí)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(duì)出水總磷指標(biāo)要求的不斷提高,除生物除磷外,化學(xué)除磷也得以越來越多地應(yīng)用。但化學(xué)除磷在提高除磷效果的同時(shí),也會(huì)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。
(三)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(zhǎng),容易產(chǎn)生反硝化,導(dǎo)致污泥上浮。通?;亓鞅瓤刂圃诎俜种迨揭话?/span>。
(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。很多城市污水處理廠的運(yùn)行實(shí)踐發(fā)現(xiàn),BOD5/TKN值范圍為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(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。
(四)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,才能獲得穩(wěn)定的的反硝化。因而,脫氮系統(tǒng)也須采用低負(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(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)回流比一般控制在百分之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,可以是零,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),反硝化速率增至極大。當(dāng)?shù)陀?/span>15℃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,就需要增大SRT,提高污泥濃度或增加投運(yùn)池?cái)?shù)。
(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:
(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)的主要因素。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(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。
? 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(zhǎng)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。
? 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,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。
? 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)的污染物首先需要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,才能在二沉池得以較高的排泥濃度。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)就需要維持較高的泥齡,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。
四、泥餅含水率
目前,對(duì)城市污水處理廠污泥考核的主要指標(biāo)主要是泥餅含水率。
在我國,已經(jīng)投入使用或在建的城市污水處理廠,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。
五、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)是污水處理工藝的首道道工序,也是污水處理廠內(nèi)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:
(1)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(zhǎng)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。
(2)格柵機(jī)堵塞:污水中常夾帶一些長(zhǎng)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。
實(shí)際運(yùn)行中即使格柵運(yùn)行正常,但因細(xì)格柵的柵條間隙也有3mm,不能全部攔截如瓜子皮、辣椒核等薄形雜物,造成生化池等后續(xù)構(gòu)筑物還會(huì)有一部分漂浮物。
(二)提升水泵
國內(nèi)目前的城市污水處理廠,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。
因城市污水處理廠進(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)是城市污水處理工藝的關(guān)鍵設(shè)備,耗能大。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。
城市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)效率高、使用年限長(zhǎng)、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?。采用甲酸清洗要小心控制甲酸的濃度、清洗的頻次、注意操作;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),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:
(1)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(zhǎng),固液分離越徹底,但需要防止污泥堵塞。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。
(2)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:
(1)開機(jī)警報(bào)或振動(dòng)警報(bào)
離心脫水機(jī)開啟時(shí)低差速警報(bào)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。
(2)軸溫過高警報(bào)
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(zhǎng),間隔周期長(zhǎng),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(zhǎng)油管的暢通。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。
(3)主機(jī)警報(bào)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)警報(bào)。運(yùn)行中發(fā)現(xiàn),一般變頻調(diào)節(jié)在2Hz左右比較好。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)。
(4)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(zhǎng)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(zhǎng),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:
(1)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。
(2)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)。
(3)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。
(4)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。
(七)紫外消毒系統(tǒng)
目前國內(nèi)城市污水處理廠普遍采用紫外線消毒方式對(duì)污水處理廠的出水進(jìn)行消毒。但從實(shí)際運(yùn)營上發(fā)現(xiàn)紫外線消毒存在以下問題:
(1)紫外線消毒系統(tǒng)無后續(xù)殺毒能力。當(dāng)處理水離開反應(yīng)器之后,一些被紫外線殺傷的微生物在光復(fù)活機(jī)制下會(huì)修復(fù)損傷的DNA分子,使細(xì)菌再生。
(2)紫外燈石英套管污染。當(dāng)污水流經(jīng)UV消毒器時(shí),其中有許多無機(jī)雜質(zhì)會(huì)沉淀、粘附在套管外壁上。尤其當(dāng)污水中有機(jī)物含量較高時(shí)更容易形成污垢膜,而且微生物容易生長(zhǎng)形成生物膜,這些都會(huì)抑制紫外線的透射,影響消毒效果。
為此,選擇污水處理紫外消毒設(shè)備時(shí)應(yīng)注意的問題主要有:
(1)燈管的選擇
燈管的選擇應(yīng)注意兩個(gè)方面:一是單支燈管的UVC輸出強(qiáng)度,該值越高則所需要的燈管數(shù)量越少,投資和運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用也就越低。一般說來,高強(qiáng)度汞燈的輸出強(qiáng)度高,優(yōu)于低強(qiáng)度汞燈。二是UVC電光轉(zhuǎn)換效率,它包括燈管消耗的電能轉(zhuǎn)換為光能的效率和光能中253.7nm波長(zhǎng)(UVC)部分所占的比例。低壓汞燈的紫外輸出主要集中在253.7nm,而中壓汞燈的紫外輸出主要集中在366nm,且中壓汞燈的發(fā)熱量很大,因此低壓高強(qiáng)度汞燈的電光轉(zhuǎn)換效率高于中壓高強(qiáng)度汞燈。
(2)傳感器及實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)系統(tǒng)的選擇
污水處理廠的水量、水質(zhì)波動(dòng)較大,因此進(jìn)行UVC輸出強(qiáng)度的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)對(duì)節(jié)約電耗和延長(zhǎng)燈管壽命意義重大,這主要通過燈管的可變輸出和傳感器的真實(shí)反饋來實(shí)現(xiàn)。就傳感器進(jìn)行真實(shí)反饋而言,其位置和波長(zhǎng)的選擇性極為重要,能真實(shí)反映微生物實(shí)際接受的UVC照射強(qiáng)度的傳感器應(yīng)是放置在水中的(與微生物處于同一位置),并且只監(jiān)測(cè)253.7nm波長(zhǎng)強(qiáng)度。
(3)自動(dòng)清洗系統(tǒng)的選擇
污水處理廠紫外消毒系統(tǒng)的清洗有人工清洗、自動(dòng)機(jī)械清洗和自動(dòng)化學(xué)清洗三種,由于人工清洗要中斷消毒且工作量大,操作時(shí)易損傷燈管,間隔時(shí)間長(zhǎng)(自動(dòng)清洗一般1~2次/h),故無法保證石英套管所需要的低綜合透光率,因此除極個(gè)別特殊情況外極少使用。自動(dòng)清洗系統(tǒng)的選擇與所使用的燈管有關(guān),中壓高強(qiáng)度燈管的溫度在600~900℃,結(jié)垢嚴(yán)重,需要采用化學(xué)清洗;低壓高強(qiáng)度燈管的溫度低于110℃,結(jié)垢量和速度都遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于中壓高強(qiáng)度燈管,因而可采用機(jī)械清洗,且在1~2次/h的清洗頻率內(nèi)就不會(huì)結(jié)垢。
(4)二次污染及事故污染
正常運(yùn)行時(shí)的二次污染來自化學(xué)清洗系統(tǒng)中的清洗劑,事故情況下的二次污染發(fā)生在燈管破損時(shí)汞進(jìn)入水中,以及液壓驅(qū)動(dòng)的自動(dòng)清洗系統(tǒng)發(fā)生泄漏。汞燈使用固態(tài)汞合金(固定粘附在燈管兩端的突起點(diǎn)),當(dāng)燈管破損時(shí)不會(huì)像液態(tài)汞那樣流到水中,只需將粘附著汞合金的石英碎片打撈出來即可。研究表明,該汞合金在污水中長(zhǎng)期浸泡后水中汞的本底濃度未見升高。此外,該系統(tǒng)采用壓縮空氣為動(dòng)力的自動(dòng)機(jī)械清洗系統(tǒng),不存在運(yùn)行期間和事故泄漏造成二次污染的問題。
六、檢測(cè)儀表
城市污水處理廠的在線監(jiān)控儀表是運(yùn)營管理人員掌握污水處理工藝實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的重要途徑,也是實(shí)現(xiàn)污水處理廠自動(dòng)化控制的重要保障。然而,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。
由于城市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)備運(yùn)行構(gòu)成較大的威脅。目前污水處理廠的設(shè)計(jì)多只做了高壓端的1級(jí)防雷,而忽視了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和儀表的二、3級(jí)防雷,這就導(dǎo)致許多污水處理廠經(jīng)常出現(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)。
七、幾種具體工藝
以上主要是針對(duì)不同處理工藝共性存在的出水水質(zhì)與污泥考核指標(biāo)超標(biāo)問題,以及節(jié)能降耗措施等進(jìn)行分析。下面就幾種具體工藝常存在的問題歸納:
(一)沉砂池
常見的沉砂池有平流沉砂池、曝氣沉砂池和渦流沉砂池,排砂方式有重力排砂、氣提式和泵吸式。
沉砂池普遍存在的問題是沉砂效果差、淤積、堵塞。對(duì)此針對(duì)不同型式沉砂池,可分別采用不同的應(yīng)對(duì)措施。
(1)平流沉砂池 刮泥機(jī)需及時(shí)開啟和排砂,有移動(dòng)橋的需保證限位裝置靈敏,避免發(fā)生“走過”現(xiàn)象而損壞設(shè)備,同時(shí)加強(qiáng)巡檢避免出現(xiàn)走輪磨損嚴(yán)重造成停運(yùn)而拉斷電纜現(xiàn)象。
(2)曝氣沉砂池 定期調(diào)整曝氣量沖刷,避免堵塞穿孔管或曝氣頭,微孔膜曝氣頭可采用甲酸清洗的方式維護(hù)。
(3)渦流沉砂池 因是圓形而需保證切線方向進(jìn)水、切線方向出水,水流一般在池內(nèi)旋轉(zhuǎn)兩圈。另外,可根據(jù)實(shí)際運(yùn)行工況制定排砂泵的運(yùn)行周期,及時(shí)排除集砂區(qū)的沉砂,避免淤積和管路堵塞。
與沉砂池的維護(hù)相對(duì)應(yīng),砂水分離器、吸砂泵、空壓機(jī)等也需定期清理維護(hù),避免管路堵塞,降低分離效果。
(二)氧化溝
氧化溝既有推流式反應(yīng)器的特征,又有完全混合反應(yīng)器的特征。正是由于氧化溝流態(tài)上的特殊性,所以氧化溝的曝氣設(shè)備除具有良好的充氧、混合功能外,還要推動(dòng)溝中混合液循環(huán)流動(dòng)。曝氣設(shè)備的這種特點(diǎn)容易造成氧化溝底部出現(xiàn)積泥問題,而積泥會(huì)縮小氧化溝的容積,也就相當(dāng)于縮短了實(shí)際停留時(shí)間。
氧化溝中的水流速度一般應(yīng)控制在0.3m/s左右,而氧化溝中積泥的原因通常主要是池底的流速<0.3m/s造成的。例如某廠由于進(jìn)水BOD5偏低,若要保證池底流速達(dá)到0.3m/s,則需要較多的轉(zhuǎn)刷投入運(yùn)行。但這樣會(huì)使氧化溝內(nèi)溶解氧相對(duì)偏高,而曝氣過量不利于活性污泥的生長(zhǎng),進(jìn)而影響出水達(dá)標(biāo)。由于工藝控制主要根據(jù)溶解氧的高低,不斷調(diào)整轉(zhuǎn)刷的運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)數(shù)和時(shí)間來控制適量的溶解氧,這樣就存在大部分轉(zhuǎn)刷停運(yùn)時(shí)間段內(nèi)水流速度降低,導(dǎo)致氧化溝池底的流速<0.3m/s,積泥現(xiàn)象嚴(yán)重。另外,實(shí)際進(jìn)水SS高于設(shè)計(jì)值也會(huì)使得氧化溝的產(chǎn)泥量增加,從而導(dǎo)致氧化溝內(nèi)積泥。
對(duì)于這種情況,通常是在氧化溝內(nèi)增加潛水推流器來改善溝內(nèi)水力條件,保證氧化溝池底流速>0.3m/s。這樣既可解決氧化溝的積泥問題,又能使氧化溝內(nèi)活性污泥的均勻混合,有利于活性污泥的生長(zhǎng),方便工藝的靈活調(diào)整。
(三)UNITANK池
UNITANK工藝運(yùn)行較為靈活,處理效果比較穩(wěn)定,工程投資和運(yùn)行費(fèi)用低于A2/O工藝,與除磷A/O工藝相當(dāng),而其大優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省占地。但在運(yùn)行中UNITANK池也存在一些問題需要優(yōu)化:
(1)邊池作為沉淀池增加斜板問題
在運(yùn)行過程中,反應(yīng)池內(nèi)的污泥沉積在斜板上容易形成堵塞,會(huì)影響沉淀效果和氧利用效率,同時(shí)斜板的存在影響了池內(nèi)氣、水、活性污泥的混合效果。而且現(xiàn)有斜板密度較大,污泥易于沉積,從而增加了支架的承重要求。為此,需要選用輕巧、表面粗糙度適當(dāng)?shù)男卑瀹a(chǎn)品,并研究調(diào)整安裝角度、間距、長(zhǎng)度等參數(shù),在保證沉淀效果的情況下,減少堵塞,減輕池體的承載力。
(2)曝氣頭堵塞問題
由于邊池交替作為沉淀池使用,污泥沉降于池底,容易造成曝氣頭堵塞,影響曝氣效果。為此,可選用可自動(dòng)閉合的曝氣頭,在不曝氣的情況下閉合氣孔,減少堵塞。
(3)攪拌器受到曝氣頭的不利影響
由于整個(gè)池布滿曝氣頭,曝氣時(shí)會(huì)降低攪拌器的混合效果并對(duì)攪拌器產(chǎn)生不利影響。通過在保證曝氣需要的情況下,對(duì)曝氣頭的布置進(jìn)行調(diào)整,例如在攪拌器附近不安裝曝氣頭以減少對(duì)攪拌器的不利影響。
(四)二沉池
城市污水處理廠二沉池對(duì)出水水質(zhì)非常重要,一般要注意防止二沉池配水不均勻、短流、污泥上浮等問題,其中污泥上浮的原因主要有:
(1)污泥膨脹
正常的活性污泥沉降性能良好,含水率一般在99左右。當(dāng)活性污泥變質(zhì)時(shí),污泥含水率上升,體積膨脹,不易沉淀,二沉池澄清液減少,此即污泥膨脹。污泥膨脹主要是由于大量絲狀細(xì)菌(特別是球衣細(xì)菌)在污泥內(nèi)繁殖,使泥塊松散,密度降低所致;也有由真菌的大量繁殖引起的污泥膨脹。
(2)污泥脫氮上浮
當(dāng)曝氣時(shí)間較長(zhǎng)或曝氣量較大時(shí),在曝氣池中將會(huì)發(fā)生高度硝化作用而使混合液中含有較多的硝酸鹽(尤其當(dāng)進(jìn)水中含有較多的氮化物時(shí)),此時(shí),二沉池可能發(fā)生反硝化而使污泥上浮。
(3)污泥腐化
若曝氣量過小,污水在二沉池的停留時(shí)間較長(zhǎng)或二沉池排泥不暢,二沉池可能由于缺氧而腐化,即污泥發(fā)生厭氧分解,產(chǎn)生大量氣體,使污泥上升。此外,除上述操作管理方面的原因外,構(gòu)筑物設(shè)計(jì)不合理也會(huì)引起污泥上浮。如對(duì)曝氣和沉淀合建的構(gòu)筑物,往往會(huì)有以下兩點(diǎn)原因會(huì)導(dǎo)致污泥上?。阂皇俏勰嗷亓骺p太大,沉淀區(qū)液體受曝氣區(qū)攪拌的影響,產(chǎn)生波動(dòng),同時(shí)大量微氣泡從回流縫竄出,攜帶污泥上升。二是導(dǎo)流室斷面太小,氣水分離效果較差,影響污泥沉淀。
(五)污泥消化
污泥厭氧消化是利用兼性菌和厭氧菌進(jìn)行厭氧生物反應(yīng),分解污泥中有機(jī)物質(zhì)的一種污泥處理工藝。厭氧消化是使污泥實(shí)現(xiàn)“四化”的主要環(huán)節(jié),其中隨著污泥被穩(wěn)定化,將產(chǎn)生大量高熱值的沼氣,作為能源利用,使污泥實(shí)現(xiàn)資源化。
某城市污水處理廠處理能力為30萬m3/d,其污泥處理系統(tǒng)設(shè)置污泥消化池和沼氣發(fā)電機(jī)。消化池穩(wěn)定后的產(chǎn)氣量為4800~6000m3/d,相當(dāng)于投入消化池每m3污泥的產(chǎn)氣量約4.5~6m3。穩(wěn)定后污泥中有機(jī)物含量約40,沼氣中甲烷約65,二氧化碳約26。產(chǎn)生沼氣供沼氣發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),月均發(fā)電25萬kWh,相當(dāng)于污水處理廠平均用電量的27。沼氣發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的廢熱用于加熱消化池中的污泥,并還有剩余。此外,消化對(duì)脫水前及脫水后的污泥都有明顯的減量,從而減少了脫水消耗的絮凝劑及耗電量。
對(duì)于污泥消化系統(tǒng)的運(yùn)行,除了消化池、沼氣貯柜、沼氣利用等區(qū)域注意防爆外,還存在以下幾點(diǎn)值得注意的問題:
(1)脫硫
由于沼氣中H2S濃度太高(高約為6000mg/L),采用的干式脫硫塔容易出現(xiàn)超溫(>60℃)。因此,在運(yùn)行管理中應(yīng)加強(qiáng)脫硫塔填料的翻新及補(bǔ)充。另外,在消化池進(jìn)料中投加鐵鹽也可降低沼氣中H2S的含量,但會(huì)增加運(yùn)行成本。
(2)管道堵塞
運(yùn)行中發(fā)現(xiàn),從消化池出泥管到后濃縮池、從后濃縮池到脫水機(jī)前的貯泥池,以及離心脫水機(jī)上清液輸送管道都容易被堵塞。其原因是由于磷酸銨鎂(MAP)的形成。在厭氧消化中,有機(jī)物得以分解,并釋放出PO3-4NH+4。由于該廠位于屬于沿海地區(qū),地下水位較高,管網(wǎng)易受海水潮位等因素的影響,不可避免地有一定量的海水滲入下水道,從而增加了污水中Mg2+的濃度。消化池排放污泥在接觸大氣后,會(huì)釋放一定的CO2,使污泥中的pH值呈弱堿性,更有利于MAP的形成。經(jīng)驗(yàn)表明,此物質(zhì)易在垂直下降的管道上、管道的彎頭處及不光滑的管壁上形成,因而這部分管道宜采用PE、PEHD及不銹鋼管材。發(fā)生堵塞的管道可采用機(jī)械法疏通(如管道疏通車)。
(3)沼氣發(fā)電機(jī)組的操作和維護(hù)
沼氣發(fā)電機(jī)組特別是并網(wǎng)控制系統(tǒng)是進(jìn)口的先進(jìn)設(shè)備,在國內(nèi)應(yīng)用較少,污水處理廠維護(hù)人員需積累經(jīng)驗(yàn)才能進(jìn)行獨(dú)立的維護(hù)。
機(jī)組采用的是并入廠內(nèi)低壓電網(wǎng)運(yùn)行的工作方式。但由于廠內(nèi)電網(wǎng)容量小,機(jī)組的工作較易受到廠內(nèi)電網(wǎng)參數(shù)波動(dòng)的影響而警報(bào)停機(jī),需專人值班操作。