本手冊是針對AAO工藝調試運行工作編寫(xiě)的,可供污水調試及營(yíng)運工作人員使用!
由于調試階段進(jìn)水量較少,進(jìn)水變化幅度較大。為確保污泥培養效果,縮短調試周期,一般采用外接碳源方式接種培養活性污泥。外接菌種首選進(jìn)水質(zhì)相近,運行較好的同類(lèi)型工藝污水廠(chǎng)重力濃縮后污泥或脫水污泥。
1、污泥接種馴化時(shí)間表
在污泥接種期間,每天間歇進(jìn)水四次,為污泥增生殖提供營(yíng)養物質(zhì);同時(shí)減少排泥甚至不排泥。污泥培養與馴化具體周期安排見(jiàn)下表:
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每天2次,每次沉靜1小時(shí),換水5小時(shí),悶曝6小時(shí),
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生物池、二沉池,污泥內、外回流系統連續運行,適當調節回流比,根據污泥濃度和增值速率適當排泥
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厭氧段DO小于0.1mg/L,缺氧段小于0.5 mg/L,好氧段末端小于2 mg/L
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作SV30的觀(guān)察、DO測定、MLSS和鏡檢
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可以根據MLSS和SV30值綜合考慮進(jìn)行適量的排泥
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說(shuō)明:以上運行方式均按設計參數確定,在實(shí)際操作中,生物池的污泥濃度可根據沉降比實(shí)時(shí)跟蹤監測,不能出現大幅度的波動(dòng)。
2、接種及間歇進(jìn)水悶曝階段
一次性投加外接濃縮污泥約池容的5%~10%于生化池,充滿(mǎn)污水后投加營(yíng)養悶曝(即曝氣而不進(jìn)污水)數小時(shí),潛水攪拌機運行保持連續性,確保污泥處于懸浮狀態(tài),悶曝數小時(shí)之后停止曝氣并沉淀?yè)Q水,每天重復操作,該階段周期時(shí)間初定為7天左右。由于污泥尚未大量形成,產(chǎn)生的污泥也處于離散狀態(tài),因而曝氣量一定不能太大,控制在設計正常曝氣量的1/2,否則污泥絮體不易形成。此時(shí)污泥結構雖然松散,但若菌膠團開(kāi)始形成,鏡檢開(kāi)始出現較多游離細菌,例如鞭毛蟲(chóng)和變形蟲(chóng),則認為初期培養效果滿(mǎn)意。期間作SV30量筒沉淀物的觀(guān)察和DO測定,作報表記錄。
時(shí)間:七天左右。
運行方式:接種、進(jìn)水、悶曝、間歇進(jìn)水、沉淀、換水。
注意:當預處理區域設立的24小時(shí)水質(zhì)監視記錄數據發(fā)現進(jìn)水水質(zhì)突然變化(酸水侵襲造成PH偏低、進(jìn)水水質(zhì)濃度、毒性及色度等)對活性污泥培養有很大的沖擊,此時(shí)應該考慮啟動(dòng)應急預案,對污水實(shí)施旁通排放,減小對活性污泥的沖擊。
3、連續進(jìn)水培養與馴化階段
進(jìn)入連續進(jìn)水培養階段后,活性污泥工藝的正常運行模式已初步呈現,此時(shí)應根據正常運行工藝參數調整處理流程,水量和空氣量的平衡依據DO值的變化作適時(shí)調整,開(kāi)啟外回流泵,控制在100%。監測污泥及水質(zhì)各項指標,包括污泥濃度,污泥指數,沉降性能,BOD,COD,通過(guò)顯微鏡觀(guān)察污泥活性。至MLSS超過(guò)3000mg/L時(shí),當SV30達到30%以上時(shí),活性污泥培養即告成功,此時(shí)鏡檢污泥中原生生物應以鞭毛蟲(chóng)和游動(dòng)性纖毛蟲(chóng)為主。
培養達到設計濃度后,開(kāi)始對硝化菌的馴化階段。硝化菌種的培養和馴化實(shí)質(zhì)既是通過(guò)控制微生物的生長(cháng)環(huán)境,配合目標菌種的生長(cháng)周期對生物群落的發(fā)展進(jìn)行外部干預,使得硝化菌成為活性污泥生物群落中的優(yōu)勢種群。一般來(lái)講,硝化菌種的培養周期為其泥齡的3倍左右。
時(shí)間:共60天左右。
運行方式:生物池和二沉池,污泥回流系統連續運行。
注:按照氣水比值來(lái)確定投用風(fēng)機的組合數量,但是就單臺的風(fēng)量的調節可以參照風(fēng)機的壓力和流量調節來(lái)實(shí)現。
4、穩定運行階段
此時(shí)全面確定各項工藝參數,以工藝參數作為實(shí)際運行指導,根據實(shí)際進(jìn)水水量和水質(zhì)情況來(lái)來(lái)確定合適的工藝控制參數,以保證運行的正常進(jìn)行和使出水水質(zhì)達標的的同時(shí)盡可能降低能耗。并通過(guò)馴化實(shí)現使硝化菌與聚磷菌共存的生態(tài)系統達到平衡,確保出水水質(zhì)。
時(shí)間:30天左右。
運行方式:生物池和二沉池,污泥回流系統連續運行。
注:風(fēng)量可根據反饋的DO值由風(fēng)機按程序自動(dòng)控制,在活性污泥形成后,可以按照相應的要求逐步運行A/O池的除磷脫氮功能。
在試運行管理中,經(jīng)常要進(jìn)行運行調度,對一定水質(zhì)、水量的污水,確定各項工藝控制參數,其中比較重要的有鼓風(fēng)機開(kāi)啟數及空氣量的控制,回流比、污泥濃度和排污量的控制。
即準確測定污水流量,入流污水的BOD5及有機污染物的大體組成。
應結合本廠(chǎng)的運行實(shí)踐,借助一些實(shí)驗手段,選擇最佳的F/M值。一般來(lái)說(shuō),污水溫度較高時(shí),F/M可高一些。反之,溫度較低時(shí),F/M應低一些。對出水水質(zhì)要求較高時(shí),F/M應低一些,反之,可高一些。堡鎮污水處理系統一期工程設計F/M不大于0.10kgBOD5/kgMLSS.d。為有利于磷在厭氧段的釋放,控制厭氧段F/M>0.1KgBOD5/(KgMLSS.d),而在好氧段為提高出水水質(zhì),盡可能多的降解水中的BOD5,控制好氧段F/M<0.18KgBOD5/(KgMLSS.d)。
MLSS值取決于曝氣系統的供氧能力,以及二沉淀池的泥水分離能力。從降解污染物質(zhì)的角度來(lái)看,MLSS應盡量高一些,但當MLSS太高時(shí),要求混合液的DO值也就越高。在同樣的供氧能力時(shí),維持較高的DO值需要較多的空氣量。另外,當MLSS太高時(shí),要求二沉淀池有較強的泥水分離能力。因此,應根據處理廠(chǎng)的實(shí)際情況,確定一個(gè)最大的MLSS值,一般在(3000-4000)mg/L之間。堡鎮污水處理系統一期工程設計污泥濃度為3300mg/L。
厭氧段DO≤0.2;缺氧段DO≤0.5 mg/l;好氧段DO=2.0 mg/l,每天根據在線(xiàn)儀表,便攜式DO測定儀或實(shí)驗室取樣獲取生物池各處理段的DO數據,結合進(jìn)水水質(zhì)、污泥濃度、污泥齡、微生物鏡檢和天氣等因素綜合分析后調節鼓風(fēng)機供氣量。
曝氣時(shí)間,即污水在曝氣池內的名義停留時(shí)間,不能太短,否則,難以保證處理效果。對于一定水質(zhì)水量的污水,當控制F/M在某一定值時(shí),采用較高的MLVSS運行,往往會(huì )出現Ta太短的現象。如Ta太短,即污水沒(méi)有充足的曝氣時(shí)間,污水中的污染物質(zhì)沒(méi)有充足的時(shí)間被活性污泥吸附降解,即使F/M很低,MLVSS很高,也不會(huì )得到很好的處理效果。因此,運算中應核算Ta值,使其大于允許的最小值。當Ta太小時(shí),可以降低MLVSS值,增加投運池數。
風(fēng)機輸出風(fēng)量作為主控信號,DO及NH3-N濃度為輔助信號,控制鼓風(fēng)機開(kāi)啟臺數與變頻,具體風(fēng)量可根據天氣、水量、池中溶解氧來(lái)確定,一般情況下可視微生物鏡檢和MLSS及30min沉降比來(lái)確定。
qh越小,泥水分離效果越好,一般控制qh不大于1.5m3/(m2h),堡鎮污水處理系統一期第一階段工程亦控制在1.0 m3/(m2h)以下。
回流比R是運行過(guò)程中的 一個(gè)調節參數,R應在運行過(guò)程中根據需要加以調節,但R的最大值受二沉池泥水分離能力的限制,另外,R太大,會(huì )增大二沉池的底流流速,干擾沉降。在運行調度中,應確定一個(gè)最大回流比R,以此作為調度的基礎。堡鎮廠(chǎng)設計污泥回流比為100%, 混合液回流比為100%~200%。
在運行中,當固體表面負荷超過(guò)最大允許值時(shí),將會(huì )使二沉池泥水分離困難,也難以得到較好的濃縮效果。
SVI值能較好地反映出活性污泥的松散程度和凝聚沉降性能,SVI值過(guò)小,活性污泥泥粒細小,無(wú)機物含量高,缺乏活性;SVI值過(guò)大,污泥沉降性能不好,容易發(fā)生污泥膨脹。SVI值一般控制在70~150為宜。
某鎮污水處理系統一期工程的上述工藝參數,有大部分已經(jīng)在設計文件中列出了(流量、污泥濃度、污泥回流比等)。從實(shí)際運行情況看,幾乎所有建成后污水廠(chǎng)的進(jìn)水都和設計的進(jìn)水情況有所出入,個(gè)別的水質(zhì)數據相差極大。因此,堡鎮污水處理系統一期工程的上述工藝參數應該在工藝試運行包括正常運行中去逐步的積累和完善。
1、影響脫氮效果的主要因素
1.1 對硝化細菌的影響因素
a.溫度:適宜硝化菌硝化的溫度為30℃~35℃,低溫12℃~14℃時(shí)硝化反應速度下降,亞硝酸鹽累積。
b.溶解氧:0.5mg/l~0.7mg/l是硝化菌的忍受極限,通常硝化段溶解氧應保持在2mg/l左右。
c.PH值:硝化菌對PH值的變化非常敏感,最佳范圍在7.5~8.5之間,硝化反應中堿度偏高較好。
d.有毒物質(zhì):過(guò)高濃度的NH3-N與重金屬等會(huì )干擾細胞的新陳代謝,破壞細菌的氧化能力,抑制硝化過(guò)程。
e.污泥齡:應根據亞硝酸菌的世代期來(lái)確定較長(cháng)的污泥齡可增加硝化反映能力。
1.2 對反硝化細菌的影響因素
a.溫度:適宜反硝化菌的最佳溫度為35℃~45℃,當溫度下降可適當提高水力停留時(shí)間。
b.溶解氧:應嚴格控制在0.5mg/l以下。
c.PH值:最佳范圍在6.5~7.5之間,反硝化過(guò)程可補充硝化過(guò)程中損失的一部分堿度。
d.碳源有機物:當源水中C/N比值過(guò)低,如BOD/TKN<3~6,需外加碳源,一般選擇甲醇或糞便水。
2、影響除磷效果的主要因素
b.溶解氧:厭氧段應嚴格控制在0.2mg/l以下;好氧段應控制在2.0mg/l左右。
c.PH值:當PH<6.5時(shí)生物池除磷效果會(huì )明顯下降。
d.碳源有機物:源水中的BOD負荷需滿(mǎn)足BOD/TP>15。
e.污泥泥齡:污泥齡越短,污泥含磷量就越高,排放的剩余污泥量越多,除磷效果越好。
1. 反映處理效果的項目:進(jìn)出水總的BOD5、CODcr、SS。
2. 反映污泥情況的項目:污泥沉降比(SV%)、MLSS、MLVSS、SVI、溶解氧(DO)、微生物鏡檢。
3. 反映污泥營(yíng)養和環(huán)境條件的項目:氮、磷、PH值、水溫等。
因生物除磷本身并不消耗氧,所以A-A-O生物脫氮除磷工藝曝氣系統的控制與生物反硝化系統一致。
控制回流比時(shí),應首先保證不使污泥在二沉池內停留時(shí)間過(guò)長(cháng),導致反硝化或磷的二次釋放,因此需要保證足夠大的回流比;其次,回流比不能太大,以防過(guò)量的NO3-N濃度大于4mg/l,必須降低回流比R。單純從NO3-N對除磷的影響來(lái)看,脫氮越完全,NO3-N對除磷的影響越小。運行人員需綜合以上情況,結合本廠(chǎng)的具體特點(diǎn),確定出最佳的回流比。
內回流比r與除磷的關(guān)系不大,因而r的調節完全與反硝化工藝一致。生物反硝化系統的回流比r是一個(gè)重要的控制參數。首先r直接決定脫氮效率。假設生物硝化效率和反硝化效率為100%,即所有的TKN均被硝化成NH3-N,回流至缺氧段的所有NH3-N均被反硝化為N2,此時(shí)脫氮效率EDN為:
η=(r+R)/(1+ r+R)
式中:
R—污泥回流比;
r—混合液回流比;
經(jīng)試驗r取100%、200%、300%、400%、500%五種情況分析,r越大,系統的總脫氮效率越高,出水TN越低。但從另一個(gè)方面來(lái)看,r太高,對脫氮率有不利的影響。因為r太高,通過(guò)內回流自好氧段帶至缺氧段的DO越多,當缺氧段的DO較高時(shí),會(huì )干擾反硝化的進(jìn)行,使總脫氮率下降。當DO高于0.5mg/l時(shí),會(huì )使反硝化停止,實(shí)際脫氮率降為零。另外,r太高,還會(huì )使污水在缺氧段內的實(shí)際停留時(shí)間縮短,同樣也使脫氮效率降低。
綜上所述,對于某一生物脫氮系統來(lái)說(shuō),都存在一個(gè)最佳的內回流比,在該r下運行,脫氮效率最高。運行人員應根據本廠(chǎng)實(shí)際情況,摸索調度出這個(gè)最佳的r值。對于典型的城市污水,最佳的r值在300~500%之間。
剩余污泥排放宜根據SRT進(jìn)行控制,因為SRT的大小直接決定該系統是以脫氮為主還是除磷為主。當控制SRT在8~15d范圍內,一般既有一定的除磷效果,也能保證一定的脫氮效果,但效率都不會(huì )太高。如果SRT<8d,除非溫度特別高,否則硝化效率非常低,自然也談不上脫氮,但此時(shí)的除磷效率則可能很高。如果控制SRT>15d,可能使硝化順利時(shí)行,從而得到較高的脫氮效率,但由于排泥太少,排泥量?jì)H是A-O除磷工藝的幾分之一,即使污泥中含磷量很高,也不可能得到太高的除磷效率。
對于生物脫氮來(lái)說(shuō),BOD/TKN應大于4.0,而生物除磷則要求COD/TP大于20。如果不能滿(mǎn)足上述要求,應向污水中投加有機物,補充碳源不足。AAO碳源的需求公式:
A-A-O生物脫氮除磷過(guò)程,本質(zhì)上是一系列生物氧化還原反應的綜合,因而工藝控制較復雜。近年來(lái),國外一些處理廠(chǎng)采用氧化還原電位ORP作為系統的一個(gè)工藝控制參數,收到了良好效果。國內也已有處理廠(chǎng)安裝ORP在線(xiàn)測定儀表。
混合液中的DO濃度越高,ORP值越高。當混合液中存在NO3--N時(shí),其濃度越高,ORP值也越高;而當存在PO43—P時(shí),ORP則隨著(zhù)PO43—P濃度升高而降低。要保證良好的脫氮除磷效果,厭氧段混合液的ORP應<-250mv,缺氧段宜控制在-100mv左右,而好氧段則應控制在40mv以上。
在運行管理中,①如發(fā)現厭氧段ORP升高,則預示著(zhù)除磷效果已經(jīng)或將降低。應立即分析ORP升高的原因,并采取對策。如果回流污泥帶入太多的NO3-N,或由于攪拌強度太大產(chǎn)生空氣復氧,都會(huì )使ORP值升高;②如發(fā)現缺氧段ORP升高,則預示內回流比太大,混合液自好氧段帶入缺氧段的DO太多,另外,攪拌強度太大,產(chǎn)生空氣復氧,同樣也會(huì )使ORP升高;③如發(fā)現好氧段ORP降低,則說(shuō)明曝氣不足,使好氧段DO下降。
污泥混合液的PH一般應控制在7.0之上,如果PH<6.5,則應投加石灰,補充堿源量。在硝化反應中每硝化lgNH3-N需要消耗7.14g堿度,所以硝化過(guò)程中需要的每日需要的堿度量可按下式計算:
堿度=7.14×Q*N×10-3
式中:
N—進(jìn)出生化系統的NH3-N濃度的差值,mg/L;
7.14—硝化需堿量系數,kg堿度/kgNH3-N。
現象:污泥不易沉降,SVI值增高、污泥的結構較散,體積膨脹,含水率上升,上清液稀少,顏色也有變異,這就是污泥膨脹。
原因:絲狀細菌大量增值所引起的,也有由污泥中結合水異常增多引起的污泥膨脹;水中碳水化合物較多,缺乏N、P、Fe等養料;溶解氧不足;水溫高或PH值較低等易引起絲狀菌的大量繁殖;超負荷,污泥齡過(guò)長(cháng)引起絲狀菌的大量繁殖。
措施:加大曝氣量;及時(shí)排泥;加大回流污泥量。
表現:處理水質(zhì)渾濁、污泥絮體細碎化、處理效果變壞等是污泥解體的現象。
原因:運行不當,如曝氣過(guò)量活性污泥中生物(營(yíng)養)的平衡遭到破壞,使微生物量減少而失去活性,吸附能力降低,絮體體積縮小,質(zhì)密;存在有毒性物質(zhì)時(shí),微生物會(huì )受到抑制或傷害,凈化功能下降或完全停止,使污泥失去活性。
措施:一般可通過(guò)顯微鏡觀(guān)察來(lái)判別產(chǎn)生的原因。當鑒別出是運行方面的問(wèn)題時(shí),應對污水量、回流污泥量、空氣量和排泥狀態(tài)以及SV、MLSS、DO、NS等多項指標進(jìn)行檢查,加以調整。當確定是污水中混入有毒物質(zhì)時(shí),應考慮這是新的工業(yè)廢水混入的結果,需查明來(lái)源,按國家排放標準加以處理。
原因:曝氣池內污泥泥齡過(guò)長(cháng);硝化進(jìn)程較高,在池底發(fā)生反硝化,污泥相對密度降低,整塊上浮。
措施:增加污泥回流量或及時(shí)排出污泥;降低混合液污泥濃度,縮短污泥齡和降低溶解氧,使之不能進(jìn)行硝化作用。
現象:二沉池漂散泥,水質(zhì)變渾,出水SS值明顯偏高。
原因:活性污泥SVI值過(guò)大,沉降性能不好;沉淀池配水量較大,超過(guò)設計負荷,水力停留時(shí)間變短;生物池出水溶解氧DO偏高。
措施:及時(shí)排泥,加大污泥回流量;控制進(jìn)水泵房進(jìn)水量,調節沉淀池配水;減小生物池好氧段的曝氣量。
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