污水处理氮磷超标原因

一、污水氮含量超标原因及控制方法1.氨氮超标（1）污泥负荷与污泥龄生物硝化属低负荷工艺，F/M一般在0.05～0.15kgBOD/kgMLVSS•d。负荷越低，硝化进行得越充分，NH-N向NO--N转化的效率就越高。与低负荷相对应，生物硝化系统的SRT般较长，因为硝化细菌世代周期较长，若生物系统的污泥停留时间过短，污泥浓度较低时，硝化细菌就培养不起来，也就得不到硝化效果。SRT控制在多少，取决于温度等因素。对于以脱氮为主要目的生物系统，通常SRT可取11～23d。（2）回流比与水力停留时间生物硝化系统的回流比一般较传统活性污泥工艺大，主要是因为生物硝化系统的活性污泥混合液中已含有大量的硝酸盐，若回流比太小，活性污泥在二沉池的停留时间就较长，容易产生反硝化，导致污泥上浮。通常回流比控制在50～100％。生物硝化曝气池的水力停留时间也较活性污泥工艺长，至少应在8h以上。这主要是因为硝化速率较有机污染物的去除率低得多，因而需要更长的反应时间。（3）BOD5/TKNBOD5/TKN越大，活性污泥中硝化细菌所占的比例越小，硝化速率就越小，在同样运行条件下硝化效率就越低；反之，BOD5/TKN越小，硝化效率越高。很多城市污水处理厂的运行实践发现，BOD5/TKN值最佳范围为2～3左右。（4）溶解氧硝化细菌为专性好氧菌，无氧时即停止生命活动，且硝化细菌的摄氧速率较分解有机物的细菌低得多，如果不保持充足的氧量，硝化细菌将“争夺”不到所需要的氧。因此，需保持生物池好氧区的溶解氧在2mg/L以上，特殊情况下溶解氧含量还需提高。（5）温度与pH硝化细菌对温度的变化也很敏感，当污水温度低于15℃时，硝化速率会明显下降，当污水温度低于5℃时，其生理活动会完全停止。因此，冬季时污水处理厂特别是北方地区的污水处理厂出水氨氮超标的现象较为明显。硝化细菌对pH反应很敏感，在pH为8～9的范围内，其生物活性最强，当pH＜6.0或＞9.6时，硝化菌的生物活性将受到抑制并趋于停止。因此，应尽量控制生物硝化系统的混合液pH大于7.0。2.总氮超标（1）污泥负荷与污泥龄由于生物硝化是生物反硝化的前提，只有良好的硝化，才能获得高效而稳定的的反硝化。因而，脱氮系统也必须采用低负荷或超低负荷，并采用高污泥龄。（2）内、外回流比生物反硝化系统外回流比较单纯生物硝化系统要小些，这主要是入流污水中氮绝大部分已被脱去，二沉池中NO--N浓度不高。另一方面，反硝化系统污泥沉速较快，在保证要求回流污泥浓度的前提下，可以降低回流比，以便延长污水在曝气池内的停留时间。运行良好的污水处理厂，外回流比可控制在50%以下。而内回流比一般控制在300～500%之间。（3）缺氧区溶解氧对反硝化来说，希望DO尽量低，最好是零，这样反硝化细菌可以“全力”进行反硝化，提高脱氮效率。但从污水处理厂的实际运营情况来看，要把缺氧区的DO控制在0.5mg/L以下，还是有困难的，因此也就影响了生物反硝化的过程，进而影响出水总氮指标。（4）BOD5/TKN反硝化细菌是在分解有机物的过程中进行反硝化脱氮的，所以进入缺氧区的污水中必须有充足的有机物，才能保证反硝化的顺利进行。由于目前许多污水处理厂配套管网建设滞后，进厂BOD5低于设计值，而氮、磷等指标则相当于或高于设计值，使得进水碳源无法满足反硝化对碳源的需求，也导致了出水总氮超标的情况时有发生。（5）温度与pH反硝化细菌对温度变化虽不如硝化细菌那么敏感，但反硝化效果也会随温度变化而变化。温度越高，反硝化速率越高，在30～35℃时，反硝化速率增至最大。当低于15℃时，反硝化速率将明显降低，至5℃时，反硝化将趋于停止。反硝化细菌对pH变化不如硝化细菌敏感，在pH为6～9的范围内，均能进行正常的生理代谢，但生物反硝化的最佳pH范围为6.5～8.0。二、污水生物除磷总磷超标原因及对策1.污泥负荷与污泥龄厌氧-好氧生物除磷工艺是一种高F/M低SRT系统。当F/M较高，SRT较低时，剩余污泥排放量也就较多。因而，在污泥含磷量一定的条件下，除磷量也就越多，除磷效果越好。对于以除磷为主要目的生物系统，通常F/M为0.4～0.7kgBOD/kgMLSS•d，SRT为3.5～7d。但是，SRT也不能太低，必须以保证BOD5的有效去除为前提。2.BOD/TP要保证除磷效果，应控制进入厌氧区的污水中BOD/TP大于20。由于聚磷酸菌属不动菌属，其生理活动较弱，只能摄取有机物中极易分解的部分。因此，进水中应保证BOD5的含量，确保聚磷酸菌正常的生理代谢。但许多城市污水处理厂实际进水存在碳源偏低，氮、磷等浓度较高等现象，导致BOD5/TP值无法满足生物除磷的需要，影响了生物除磷的效果。3.溶解氧厌氧区应保持严格厌氧状态，即溶解氧低于0.2mg/L，此时聚磷菌才能进行磷的有效释放，以保证后续处理效果。而好氧区的溶解氧需保持在2.0mg/L以上，聚磷菌才能有效吸磷。因此，对于厌氧区和好氧区溶解氧的控制不当，将会极大影响生物除磷的效果。4.回流比与水力停留时间厌氧-好氧除磷系统的的回流比不宜太低，应保持足够的回流比，防止聚磷菌在二沉池内遇到厌氧环境发生磷的释放。在保证快速排泥的前提下，应尽量降低回流比，以免缩短污泥在厌氧区的实际停留时间，影响磷的释放。在厌氧-好氧除磷系统中，若污泥沉降性能良好，则回流比在50～70%范围内，即可保证快速排泥。污水在厌氧区的水力停留时间一般在1.5～2.0h的范围内。停留时间太短，一是不能保证磷的有效释放，二是污泥中的兼性酸化菌不能充分地将污水中的大分子有机物分解成低级脂肪酸，以供聚磷菌摄取，从而影响磷的释放。污水在好氧区的停留时间一般在4～6h，这样即可保证磷的充分吸收。5.pH低pH有利于磷的释放，高pH有利于磷的吸收，而除磷效果是磷释放和吸收的综合。因此在生物除磷系统中，宜将混合液的pH控制在6.5～8.0的范围内。氨氮为什么超标？01有机物导致的氨氮超标CN比小于3的高氨氮污水，因脱氮工艺要求CN比在4~6，所以需要投加碳源来提高反硝化的完全性。投加的碳源是甲醇，因为某些原因甲醇储罐出口阀门脱落，大量甲醇进入A池，导致曝气池泡沫很多，出水COD，氨氮飙升，系统崩溃。分析：大量碳源进入A池，反硝化利用不了，进入曝气池，因为底物充足，异养菌有氧代谢，大量消耗氧气和微量元素，因为硝化细菌是自养菌，代谢能力差，氧气被争夺，形成不了优势菌种，所以硝化反应受限制，氨氮升高。解决办法：（1）立即停止进水进行悶爆、内外回流连续开启；（2）停止压泥保证污泥浓度；（3）如果有机物已经引起非丝状菌膨胀可以投加PAC来增加污泥絮性、投加消泡剂来消除冲击泡沫。02内回流导致的氨氮超标内回流导致的氨氮超标有这几方面原因：内回流泵有电气故障（现场跳停扔有运行信号）、机械故障（叶轮脱落）和人为原因（内回流泵未试正反转，现场为反转状态）。分析：内回流导致的氨氮超标也可以归到有机物冲击中，因为没有硝化液的回流，导致A池中只有少量外回流携带的硝态氮，总体成厌氧环境，碳源只会水解酸化而不会完全代谢成二氧化碳逸出。所以大量有机物进入曝气池，导致了氨氮的升高。解决办法：内回流的问题很好发现，可以通过数据及趋势来判断是否是内回流导致的问题：初期O池出口硝态氮升高，A池硝态氮降低直至0，pH降低等，所以解决办法分三种情况：（1）及时发现问题，检修内回流泵就可以了；（2）内回流已经导致氨氮升高，检修内回流泵，停止或者减少进水进行闷爆；（3）硝化系统已经崩溃，停止进水悶爆，如果有条件、情况比较紧迫可以投加相似脱氮系统的生化污泥，加快系统恢复。03、pH过低导致的氨氮超标pH过低导致的氨氮超标有三种情况：（1）内回流太大或者内回流处曝气开太大，导致携带大量的氧进入A池，破坏缺氧环境，反硝化细菌有氧代谢，部分有机物被有氧代谢掉，严重影响了反硝化的完整性，因为反硝化可以补偿硝化反应代谢掉碱度的一半，所以因为缺氧环境的破坏导致碱度产生减少，pH降低，低于硝化细菌适宜的pH之后，硝化反应受抑制，氨氮升高。这种情况可能有些同行会遇到，但是从来没从这方面找原因。（2）进水CN比不足，原因也是反硝化不完整，产生的碱度少，导致的pH下降。（3）进水碱度降低导致的pH连续下降。分析：pH降低导致的氨氮超标，实际中发生的概率比较低，因为PH的连续下降是一个过程，一般运营人员在没找到问题的时候就开始加碱去调节pH了。解决办法：（1）pH过低这种问题其实很简单，就是发现pH连续下降就要开始投加碱来维持pH，然后再通过分析去查找原因。（2）如果pH过低已经导致了系统的崩溃，pH在5.8~6时，硝化系统还没有崩溃的情况，首先要把系统的pH补充上来，然后闷爆或者投加同类型的污泥。04、DO过低导致的氨氮超标高硬度的废水，特别容易结垢，开始曝气使用微孔爆气器，运行一段时间曝气头就会堵塞，导致DO一直提不上来导致氨氮升高。分析：曝气的作用是充氧和搅拌，曝气头的堵塞造成两种都受到影响，而硝化反应是有氧代谢，需要保证曝气池溶氧适宜的环境下才能正常进行，而DO过低则会导致硝化受阻，氨氮超标。解决办法：（1）更换曝气头，如果硬度低操作问题导致的堵塞可以考虑这种方法；（2）改造成大孔曝气器（氧利用率过低，风机余量大和不差钱的企业可以考虑）或者射流曝气器（只能用监测池出水来进行充当动力流体，尤其是硬度高的污水，切记）。05、泥龄导致的氨氮超标有两种情况：（1）压泥过多，导致氨氮升高。（2）污泥回流不均衡，两侧系统污泥回流相差过大，导致污泥回流少的一侧氨氮升高。分析：压泥过多和污泥回流过少都会导致污泥的泥龄降低，因为细菌都有世代期，SRT低于世代期，会导致该细菌无法在系统中聚集，形成不了优势菌种，所以对应的代谢物无法去除。一般泥龄是细菌世代期的3-4倍。解决办法：（1）减少进水或者闷爆；（2）投加同类型污泥（一般情况下1，2一块用效果更好）；（3）如果是污泥回流不均衡导致的问题，把问题系列的减少进水或者闷爆、保证正常系列运行的情况下将部分污泥回流到问题系列。06、氨氮冲击导致的氨氮超标这种情况一般是工业污水或者有工业污水进入生活污水管网的系统才能遇到，之前遇到的情况是上游汽提塔控制温度降低，导致来水氨氮突然升高，脱氮系统崩溃，出水氨氮超标，污水处理现场氨味特别浓（曝气会有部分游离氨逸出）。分析：氨氮冲击目前还没有明确的解释，分析是因为水中游离氨（FA）过高导致的，虽然FA（游离氨）对AOB（氨氧化细菌／亚硝酸细菌）影响比较弱，但是当FA（游离氨）浓度在10~150mg/L时就开始对AOB（氨氧化细菌／亚硝酸细菌）产生抑制作用，而游离氨（FA）对NOB（亚硝酸盐氧化细菌／硝酸菌）影响更敏感，游离氨（FA）在0.1~60mg/L时对NOB（亚硝酸盐氧化细菌／硝酸菌）就起到的抑制作用，众所周知，硝化反应是亚硝酸菌和硝酸菌共同完成的，对亚硝酸菌的抑制直接就可以导致硝化系统的崩溃。解决办法：保证pH的情况下，下面三种方法同时进行效果更好更快：（1）降低系统内氨氮浓度；（2）投加同类型污泥；（3）闷爆。07、温度过低导致的氨氮超标这种情况多发生在北方无保温或加热的污水处理厂，因为水温低于硝化细菌的适宜温度，而且MLSS没有为了冬季代谢缓慢而提高，导致的氨氮去除率下降。分析：细菌对温度的要求比人类低，但是也是有底线的，尤其是自养型的硝化细菌，工业污水这种情况比较少，因为工业生产产生的废水温度不会因为环境温度的变化波动很大，但是生活污水水温基本上是受环境温度来控制的，冬季进水温度很低，尤其是昼夜温差大，往往低于细菌代谢需要的温度，使得细菌休眠，硝化系统异常。解决办法：（1）设计阶段把池体做成地埋式的（小型的污水处理比较适合）；（2）提前提高污泥浓度；（3）进水加热，如果有匀质调节池，可以在池内加热，这样波动比较小，如果是直接进水可以用电加热或者蒸汽换热或混合来提高水温，这个需要比较精确的温控来控制进水温度的波动；（4）曝气加热，比较小众，目前还没遇到过，其实空气压缩鼓风时温度已经升高了，如果曝气管可以承受，可以考虑加热压缩空气来提高生化池温度。08、工艺选型问题