氧化沟出现问题的原因和解决方法

1/8江苏省淮安市涟水县污水处理厂培训方案2008年3月2/8一、污水厂进、出污水水质及去除率水质项目进水(mg/l)出水(mg/l)去除率(%)CODcr3206081.3%BOD51802089%SS2602092%NH3-N208（水温为12℃时为15）40%TP51.080%进水最低温度为15℃，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）中的一级B标准二、污水处理工艺流程粗格栅及污水提升泵房进水细格栅旋流沉砂池厌氧池氧化沟二沉池排入涟中总干渠贮泥池污泥浓缩脱水机房泥饼外运紫外线消毒池污泥泵井剩余污泥回流污泥排放3/8三、出现问题的原因及解决方法：3.1污水量问题污水处理厂运行时首先要确定进水水量及变化规律。流量变化对污水处理厂运行产生如下影响：①若水量太大，则使氧化沟的水力停留时间短，干扰微生物的正常生长环境，降低运行效果；②水量频繁变化会直接影响最终出水水质；③长时间水量过小或无水，也会使生物处理单元缺乏养料供应，导致生物衰亡；3.2污泥膨胀问题当废水中的碳水化合物较多，N、P含量不平衡，pH值偏低，食微比过低，溶解氧浓度不足，排泥不畅等易引发丝状菌性污泥膨胀；非丝状菌性污泥膨胀主要发生在废水水温较低而污泥负荷较高时。微生物的负荷高，细菌吸取了大量营养物质，由于温度低，代谢速度较慢，积贮起大量高粘性的多糖类物质，使活性污泥的表面附着水大大增加，SVI值很高，形成污泥膨胀。针对污泥膨胀的起因，可采取不同对策：由缺氧、水温高造成的，可加大曝气量或降低进水量以减轻负荷，或适当降低MLSS（控制污泥回流量），使需氧量减少；如污泥负荷过高，可提高MLSS，以调整负荷，必要时可停止进水，闷曝一段时间；可通过投加氮肥、磷肥，调整混合液中的营养物质平衡（BOD5：N：P=100：5：1）；pH值过低，可投加石灰调节；漂白粉和液氯（按干污泥的0.3%~0.6%投加），能抑制丝状菌繁殖，控制结合水性污泥膨胀。3.3泡沫问题由于进水中带有大量油脂，处理系统不能完全有效地将其除去，部分油脂富集于污泥中，经充氧搅拌，产生大量泡沫；泥龄偏长，污泥老化，也易产生泡沫。用表面喷淋水或除沫剂去除泡沫，常用除沫剂有机油、煤油、硅油，投量为0.5—1.5mg/L。通过增加曝气池污泥浓度或适当减小曝气量，也能有效控制泡沫产生。当废水中含表面活性物质（就是能够降低液态物质的表面张力的物质，生活中用得最多的洗衣粉、肥皂、香皂，它们降低了水表面张力就能使脂类物质容于水，所以能洗干净衣服，它们就是一种表面活性物质。）较多时，易预先用泡沫分离法或其他方法去除。另外也可考虑增4/8设一套除油装置。但最重要的是要加强水源管理，减少含油过高废水及其它有毒废水的进入。3.4污泥上浮问题当废水中含油量过大，整个系统泥质变轻，在操作过程中不能很好控制其在二沉池的停留时间，易造成缺氧，产生腐化污泥上浮；当曝气时间过长，在池中发生高度硝化作用，使硝酸盐浓度高，在二沉池易发生反硝化作用，产生氮气，使污泥上浮；另外，废水中含油量过大，污泥可能挟油上浮。发生污泥上浮后应暂停进水，打碎或清除污泥，判明原因，调整操作。污泥沉降性差，可投加混凝剂或惰性物质，改善沉淀性；如进水负荷大应减小进水量或加大回流量；如污泥颗粒细小可降低曝气机转速；如发现反硝化，应减小曝气量，增大回流或排泥量；如发现污泥腐化，应加大曝气量，清除积泥，并设法改善池内水力条件[12]。3.5流速不均及污泥沉积问题在Carrousel氧化沟中，为了获得其独特的混合和处理效果，混合液必须以一定的流速在沟内循环流动。一般认为，最低流速应为0.15m/s，不发生沉积的平均流速应达到0.3~0.5m/s。氧化沟的曝气设备一般为曝气转刷和曝气转盘，转刷的浸没深度为250~300mm，转盘的浸没深度为480~530mm。与氧化沟水深（3.0~3.6m）相比，转刷只占了水深的1/10~1/12，转盘也只占了1/6~1/7，因此造成氧化沟上部流速较大（约为0.8~1.2m，甚至更大），而底部流速很小（特别是在水深的2/3或3/4以下，混合液几乎没有流速），致使沟底大量积泥（有时积泥厚度达1.0m），大大减少了氧化沟的有效容积，降低了处理效果，影响了出水水质。加装上、下游导流板是改善流速分布、提高充氧能力的有效方法和最方便的措施。上游导流板安装在距转盘（转刷）轴心4.0处（上游），导流板高度为水深的1/5~1/6，并垂直于水面安装；下游导流板安装在距转盘（转刷）轴心3.0m处。导流板的材料可以用金属或玻璃钢，但以玻璃钢为佳。导流板与其他改善措施相比，不仅不会增加动力消耗和运转成本，而且还能够较大幅度地提高充氧能力和理论动力效率。5/8另外，通过在曝气机上游设置水下推动器也可以对曝气转刷底部低速区的混合液循环流动起到积极推动作用，从而解决氧化沟底部流速低、污泥沉积的问题。设置水下推动器专门用于推动混合液可以使氧化沟的运行方式更加灵活，这对于节约能源、提高效率具有十分重要的意义。3.6原生动物的指示作用1指示活性污泥性质(1)污泥恶化。活性污泥絮凝体较小，往往在0.1～0.2mm以下。主要出现以下优势原生动物：豆形虫属、肾形虫属、草履虫属、瞬目虫属、波豆虫属、尾滴虫属、滴虫属等。这些都属于快速游泳型的种属。污泥严重恶化时，微型动物几乎不出现，细菌大量分散，活性污泥的凝聚、沉降能力下降，处理能力差。(2)污泥解体。絮凝体细小，有些似针状分散。主要的优势原生动物有：变形虫属、简便虫属等肉足类。(3)污泥膨胀。活性污泥沉降性能差，SVI值高。由于丝状菌的大量生长，出现能摄食丝状菌的裸口目旋毛科、全毛类原生动物及拟轮毛虫等。(4)污泥从恶化恢复到正常。通过反应参数和环境的改变，活性污泥从恶化状态恢复到正常的过渡期常常有下列原生动物出现：漫游虫属、斜叶虫属、管叶虫属等，这些都属于慢速游泳或匍匐行进的生物。(5)污泥良好。易成絮体，活性高，沉降性能好。出现的优势原生动物为：钟虫属、累枝虫属、盖虫属、有肋盾纤虫属、独缩虫属、各种吸管虫类、轮虫类、寡毛类等这些均属于固着性种属或者匍匐性种属。2指示反应操作环境(1)优势种属。Modoni在1988年对污水处理厂进行这方面的研究，总结出：高负荷、曝气量相对不足时，小鞭毛虫占优势；过短的水力停留时间，造成小的游泳型纤毛虫占优势；非常高的负荷或存在难降解的物质时，出现小的裸变形虫和鞭毛虫；大量出现匍匐性和固着性纤毛虫或有壳变形虫时，表明运行环境良好，处理效果好。另外有研究证明，溶解氧不足易出现阿托氏菌属、扭头虫属和新态虫属等；而过分曝气则出现肉足类及轮虫类；有机负荷很低，出现硝化作用时，能观察到游仆虫属、旋口虫属、表壳虫属、鳞壳虫属及轮虫等；在除氮污水厂，低负荷，长水力停留时间及高溶解氧的场合，有壳变形虫是最好的指示生6/8物(2)形态变化。在一定条件下，原生动物能分泌胶质并形成膜将虫体包围起来，形成孢囊。大多数孢囊用以保护虫体免受不利的环境因素(如温度不适，pH值变化，食料短缺等)的影响。待环境转好时，虫体能恢复活力，脱孢而出。同样，鞭毛虫的鞭毛在条件不利时，鞭毛消失，条件适宜时，又重新生出。当曝气池中溶解氧降低到1mg／L以下时，钟虫生活不正常，体内伸缩泡会胀得很大，顶端突进一个气泡，虫体很快会死亡；当pH值突然发生变化超过正常范围，钟虫表现为不活跃，纤毛环停止摆动，虫体收缩成团。所以虽然观察到钟虫数量较大，但虫体萎靡或变形时，则反映出细菌的活力在衰退，污水处理效果有变差的趋势。(3)生物活动的状态。以钟虫为例，可观察其纤毛摆动的快慢，体内是否积累有较多的食物胞，伸缩泡的大小与收缩以及繁殖的情况等。微型动物对溶解氧的适应有一定的极限范围，当水中溶解氧过高或过低时，能见钟虫“头”端突出一个空泡，俗称“头顶气泡”。进水中难以分解或抑制性物质过多以及低时，可见钟虫体内积累有未消化颗粒并呈不活跃状态，长期下去，会引起虫体中毒死亡。进水PH值突变时，能见钟虫呈不活跃状态，纤毛环停止摆动，轮虫缩入甲内。此外，当环境条件不利于污泥中原生动物生存时，一般都能形成胞囊，这时，原生质浓缩，虫体变圆收缩，体外围以很厚的被囊，以便度过不良的条件。在出现上述现象时，即查明原因，及时采取适当措施。3．7脱氮除磷（1）厌氧区Ⅰ在没有溶解氧和硝态氮存在的厌氧条件下，兼性细菌将溶解性BOD转化成低分子发酵产物，生物聚磷菌将优先吸附这些低分子发酵产物，并将其运送到细胞内、同化成胞内碳源存贮物，所需能量来源于聚磷的水解以及细胞内糖的水解，并导致磷酸盐的释放。经厌氧状态释放磷酸盐的聚磷菌在好氧状态下具有很强的吸磷能力，吸收、存贮超出生长需求的磷量，并合成新的聚磷菌细胞、产生富磷污泥，通过剩余污泥的排放将磷从系统中除去。根据其工作原理，在氧化沟厌氧区Ⅰ的设计中分3格，第1格的功能在于使混合液中的微生物利用进水中的有机物去除回流污泥中的硝态氮，消除硝态氮对厌氧区的不利影响，保证第2、3格7/8中磷酸盐的正常释放。厌氧区Ⅰ的主要设计参数是混合液停留时间。泥水混合液在厌氧区的停留时间一般为1～2h(释磷量就已达到可释磷总量的80%左右)，过长的厌氧停留时间可导致没有低分子发酵产物的磷释放，使得碳源贮存量不足，不能在好氧区产生足够的能量来吸收所有释放的磷。对一般城市生活污水(BOD/TP≥20～25mg/L、出水磷浓度≤1.0mg/L)，厌氧区的停留时间取1.5h。（2）缺氧区Ⅱ泥水混合液由厌氧区Ⅰ进入缺氧区Ⅱ，一部分聚磷菌利用后续工艺的混合液(内回流带来的)中硝酸盐作为最终电子受体以分解细胞内的PHB(聚β羟基丁酸)，产生的能量用于磷的吸收和聚磷的合成，同时反硝化菌利用内回流带来的硝酸盐，以及污水中可生物降解的有机物进行反硝化，达到部分脱碳与脱硝、除磷的目的。缺氧区容积包括脱硝、除磷两部分。a.除磷所需容积：在缺氧条件下聚磷菌吸收磷的速度大于好氧区的速度，为充分利用这一有利条件，在缺氧区磷被吸收所需停留时间一般为0.5～1.0h；b.脱硝所需容积：缺氧区反硝化菌利用污水中的有机物作反硝化碳源，但是其快速生物降解有机物在厌氧区已被利用，而在缺氧区所能利用的大部分有机物只能是慢速生物降解有机物。（3）氧化沟区Ⅲ氧化沟兼有推流型和完全混合型反应池两者的特性，总的停留时间却很长。氧化沟中有好氧、缺氧交替出现的区域，具有硝化、生物除磷、反硝化的条件。在氧化沟好氧区聚磷菌除了吸收、利用污水中的可生物降解有机物外，主要是分解体内贮积的PHB，产生的能量可供自身生长繁殖，此外还可主动吸收周围环境中的溶解磷，并以聚磷的形式在体内超量贮积。在剩余污泥中含有大量能超量聚磷的聚磷菌，大大提高了氧化沟系统的除磷效果。同时污水中的氨氮被亚硝酸菌、硝酸菌转化为亚硝酸盐和硝酸盐，这一过程就是硝化过程。硝酸盐是这类活性污泥系统出水中氮的主要形式。但在缺氧条件下硝酸盐可作为微生物的最终电子受体，从而被还原成氮气从水中溢出，即所谓的反硝化。3．8ORP氧化还原电位氧化反应电位(又称ORP)是物质氧化或还原性质的一种表示。标准状态下，用可接受或释放电子的金属电极，即可测定该值。金属电极可以使用铂或金(Pt或Au)。电极材料必须是不与待测物质发生反应的惰性金属。如果水溶液中含有8/8氧化剂或还原剂，那末电子就进行交换。在酸/碱反应中是氢离子H+的交换，而在其它化学反应中是电子的交换。上述过程简称还原和氧化，即氧化和还原反应，氧化还原对于净化时去除氰化物，铬酸盐，亚硝酸盐非常重要。凡是能释放一个或多个电子的物质称之为还原剂，获得电子的是氧化剂。因此，在还原反应中电子数目增加，在氧化反应中电子数目减少。设置这个仪表主要是为了快速观测水中的溶解氧情况，来判断是厌氧、缺氧还是好氧状态。在污水处理中，好氧微生物要求的氧化还原电位(EH)为+300——400毫伏，EH在+100毫伏以上好氧微生物可以生长。兼性菌在+100毫伏以上进行好氧呼吸，小于+100时进行无氧呼吸（如反硝化）。厌氧的EH值一般要低于-100毫伏。ORP是英文Oxidation-ReductionPote