1、出水氨氮異常時(shí)系統(tǒng)工藝數(shù)據(jù)的變化
該廠在運(yùn)行穩(wěn)定的情況下,出水氨氮往往能保持較低的水平,但硝化菌一旦受損,出水氨氮濃度短期內(nèi)將迅速上升。出水?dāng)?shù)據(jù)監(jiān)測往往受監(jiān)測頻次、監(jiān)測速度等影響,數(shù)據(jù)結(jié)果反饋滯后。借助硝化效果短期內(nèi)急劇變化的特點(diǎn),分析各項(xiàng)表征硝化影響因素的工藝數(shù)據(jù),以此判斷系統(tǒng)的健康度,進(jìn)而及時(shí)采取相關(guān)補(bǔ)救措施。
1.1 氧濃度變化判斷耗氧速率快慢
在忽略自身同化作用的條件下,硝化過程分兩步進(jìn)行:氨氮在亞硝化菌的作用下被氧化成亞硝酸鹽氮,亞硝酸鹽氮在硝化菌的作用下被氧化成硝酸鹽氮。根據(jù)硝化反應(yīng)公式每去除1g NH4+-N需消耗4.57g O2。利用上述結(jié)論,王建龍等人通過測量OUR表征硝化活性來了解反應(yīng)器中的硝化狀態(tài)。在曝氣量固定,進(jìn)水負(fù)荷變化不大的情況下,硝化是否直接影響生化池內(nèi)溶解氧濃度的高低,因此發(fā)現(xiàn)出水氨氮異常時(shí),操作人員需充分利用中控系統(tǒng)好氧池實(shí)時(shí)DO曲線的變化規(guī)律,根據(jù)氧消耗情況來判斷硝化效果,短期內(nèi)DO曲線呈明顯上升趨勢的需積采取措施,防止系統(tǒng)的進(jìn)一步惡化。
1.2 出水pH變化堿度消耗快慢
生物在硝化反應(yīng)進(jìn)行中伴隨大量H+,水中的堿度。每1g氨被氧化需消耗7.14g堿度(以CaCO3計(jì))。反之,隨著硝化效果的減弱,堿度的消耗會(huì)有所下降。因此可以通過對出水在線pH的變化情況判斷氧化溝的硝化效果。在線pH計(jì),數(shù)據(jù)準(zhǔn)確可靠,實(shí)時(shí)反饋,在實(shí)際運(yùn)行中尤為有效。
2、常見原因
2.1 客觀因素影響
上海屬亞熱帶季風(fēng)氣候,每年梅雨季節(jié)和汛期雨水尤為充沛。收集范圍越廣,短時(shí)間內(nèi)污水處理廠進(jìn)水水量變化系數(shù)越大,水量過度負(fù)荷,縮短了硝化停留時(shí)間。此外,溫度也對硝化的影響明顯,在低溫條件下硝化的繁殖速度降低,體內(nèi)酶活力受到抑制,代謝速度較慢。一般低于15℃硝化速率降低,12~14℃下活性污泥中硝酸菌活性受到更嚴(yán)重的抑制。
2.2 進(jìn)水濃度過高
該廠進(jìn)水包括精細(xì)化工廢水,常受高濃度的廢水及進(jìn)水CODcr、氨氮、有機(jī)氮等高濃度的沖擊。CODcr對工藝過程中硝化段的影響主要體現(xiàn)在異養(yǎng)菌與硝化菌對氧的競爭方面。CODcr高時(shí)利于異氧菌生長,異養(yǎng)菌占優(yōu)勢,硝化菌少從而導(dǎo)致硝化效果不好。有機(jī)氮在經(jīng)過水解酸化后可轉(zhuǎn)化成氨氮,對硝化的影響等同于氨氮。氨氮負(fù)荷過高對活性污泥系統(tǒng)有大的沖擊作用。此外,過高的氨氮會(huì)導(dǎo)致游離氨濃度的增加,游離氨對亞硝酸轉(zhuǎn)化為硝酸的抑制性影響是很明顯的,因?yàn)橛坞x氨的升高導(dǎo)致亞硝酸氮的積累。
2.3 其它因素
除此之外,還有很多因素影響著硝化作用。例如:pH值過高會(huì)影響微生物的正常生長,增加水中游離氨的濃度抑制硝化菌。硝化菌還對重金屬、酚、化物等有毒物質(zhì)特別敏感。因此,可對水樣進(jìn)行硝化菌毒性試驗(yàn)來判斷廢水是否對硝化菌有抑制作用。
3、發(fā)現(xiàn)氨氮異常情況時(shí)的控制措施
若主體生化處理單元,若出現(xiàn) NH4-N有上升態(tài)勢,針對不同的原因,可選擇如下應(yīng)急措施防止水質(zhì)的進(jìn)一步惡化。
3.1 減小進(jìn)水氨氮負(fù)荷
減少進(jìn)水氨氮負(fù)荷,一是降低進(jìn)水氨氮濃度,二是減少進(jìn)水水量。由于該廠接納部分化工廢水,容易受氨氮(或有機(jī)氮)的沖擊,因此在線儀顯示有高濃度氨氮進(jìn)入時(shí)需及時(shí)啟用應(yīng)急調(diào)節(jié)池,同時(shí)加大對排污企業(yè)的抽樣監(jiān)測力度,從源頭控制進(jìn)水氨氮濃度。減少進(jìn)水水量是促進(jìn)硝化菌恢復(fù)的強(qiáng)有效手段,但實(shí)際運(yùn)行中,受調(diào)節(jié)池停留時(shí)間、外部管網(wǎng)外溢風(fēng)險(xiǎn)等制約,僅可實(shí)施幾小時(shí)。平日需積累各泵站輸送規(guī)律,合理調(diào)度爭取減負(fù)時(shí)間。
3.2 維持硝化必須的堿度量
氨氮的氧化過程消耗堿度,pH值下降,從而影響硝化的正常進(jìn)行,因此溶液中必須有充足的堿度才能保證硝化的順利進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)研究表明,當(dāng)ALK/N<8.85時(shí),堿度將影響硝化過程的進(jìn)行,堿度增加,硝化速率增大。但當(dāng)ALK/N≥9.19(堿度過量30)以后,繼續(xù)增加堿度,硝化速率增加甚微,甚至?xí)兴陆怠_^高的堿度會(huì)產(chǎn)生較高的pH值,反而會(huì)抑制硝化的進(jìn)行。故控制ALK/N在8-10較為合理。在實(shí)際工程中,可向氧化溝內(nèi)投加溶解完成的碳酸鈉以提高堿度。
3.3 合理控制氧濃度
氨氮氧化需要消耗溶解氧,但氧濃度并非越高越好。由氧氣在水中的傳質(zhì)方程可知,液相主體中的DO濃度越高,氧的傳質(zhì)效率越低。綜合考慮氧在水中的傳質(zhì)效率和微生物的硝化活性,調(diào)控好氧段的DO在2.5mg/L左右可以在不浪費(fèi)能量的情況下限度地提高對氨氮的去除效率。
3.4 投加消化促進(jìn)劑
硝化促進(jìn)劑是利用微生物營養(yǎng)與生理學(xué)方法進(jìn)行合理配方,根據(jù)微生物營養(yǎng)生理及污水處理的共代謝原理,促進(jìn)硝化發(fā)生作用,提高污水處理的氨氮去除效率。筆者嘗試在硝化效果減弱,氨氮逐步上升階段投加,效果。但系統(tǒng)喪失硝化能力時(shí)投加,效果不明顯,且該類產(chǎn)品往往價(jià)格昂貴,對處理大水量的系統(tǒng)實(shí)用性不強(qiáng)。
3.5 其它工藝上的微調(diào)
①減少氧化溝排泥量。一是因?yàn)橄趸来芷陂L,較長的SRT有利于硝化菌的生長;二是硝化效果降低時(shí),大量的硝化菌被流失,排泥會(huì)加速硝化菌的流失。
②增加氧化溝內(nèi)、外回流。前者是為系統(tǒng)提供更長的好氧時(shí)間,有利于硝化菌的生長。后者一方面可維持生化單元相對較高的污泥濃度,提高系統(tǒng)的抗沖擊能力;另一方面可降低進(jìn)入氧化溝的氨氮濃度,進(jìn)而減少高濃度氨氮或游離氨對硝化菌的抑制作用。
③加大取樣化驗(yàn)分析頻次, 檢驗(yàn)所采取的應(yīng)急措施對出水水質(zhì)的改善效果, 否則應(yīng)更換其他方法或多種方法聯(lián)用,盡量縮短處理系統(tǒng)的恢復(fù)時(shí)間。