本手冊是針對AAO工藝調試運行工作編寫的,可供汙水調試及營運工作人員使用!
由於(yu) 調試階段進水量較少,進水變化幅度較大。為(wei) 確保汙泥培養(yang) 效果,縮短調試周期,一般采用外接碳源方式接種培養(yang) 活性汙泥。外接菌種首選進水質相近,運行較好的同類型工藝汙水廠重力濃縮後汙泥或脫水汙泥。
1、汙泥接種馴化時間表
在汙泥接種期間,每天間歇進水四次,為(wei) 汙泥增生殖提供營養(yang) 物質;同時減少排泥甚至不排泥。汙泥培養(yang) 與(yu) 馴化具體(ti) 周期安排見下表:
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每天2次,每次沉靜1小時,換水5小時,悶曝6小時,
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生物池、二沉池,汙泥內、外回流係統連續運行,適當調節回流比,根據汙泥濃度和增值速率適當排泥
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厭氧段DO小於0.1mg/L,缺氧段小於0.5 mg/L,好氧段末端小於2 mg/L
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可以根據MLSS和SV30值綜合考慮進行適量的排泥
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說明:以上運行方式均按設計參數確定,在實際操作中,生物池的汙泥濃度可根據沉降比實時跟蹤監測,不能出現大幅度的波動。
2、接種及間歇進水悶曝階段
一次性投加外接濃縮汙泥約池容的5%~10%於(yu) 生化池,充滿汙水後投加營養(yang) 悶曝(即曝氣而不進汙水)數小時,潛水攪拌機運行保持連續性,確保汙泥處於(yu) 懸浮狀態,悶曝數小時之後停止曝氣並沉澱換水,每天重複操作,該階段周期時間初定為(wei) 7天左右。由於(yu) 汙泥尚未大量形成,產(chan) 生的汙泥也處於(yu) 離散狀態,因而曝氣量一定不能太大,控製在設計正常曝氣量的1/2,否則汙泥絮體(ti) 不易形成。此時汙泥結構雖然鬆散,但若菌膠團開始形成,鏡檢開始出現較多遊離細菌,例如鞭毛蟲和變形蟲,則認為(wei) 初期培養(yang) 效果滿意。期間作SV30量筒沉澱物的觀察和DO測定,作報表記錄。
時間:七天左右。
運行方式:接種、進水、悶曝、間歇進水、沉澱、換水。
注意:當預處理區域設立的24小時水質監視記錄數據發現進水水質突然變化(酸水侵襲造成PH偏低、進水水質濃度、毒性及色度等)對活性汙泥培養(yang) 有很大的衝(chong) 擊,此時應該考慮啟動應急預案,對汙水實施旁通排放,減小對活性汙泥的衝(chong) 擊。
3、連續進水培養(yang) 與(yu) 馴化階段
進入連續進水培養(yang) 階段後,活性汙泥工藝的正常運行模式已初步呈現,此時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值的變化作適時調整,開啟外回流泵,控製在100%。監測汙泥及水質各項指標,包括汙泥濃度,汙泥指數,沉降性能,BOD,COD,通過顯微鏡觀察汙泥活性。至MLSS超過3000mg/L時,當SV30達到30%以上時,活性汙泥培養(yang) 即告成功,此時鏡檢汙泥中原生生物應以鞭毛蟲和遊動性纖毛蟲為(wei) 主。
培養(yang) 達到設計濃度後,開始對硝化菌的馴化階段。硝化菌種的培養(yang) 和馴化實質既是通過控製微生物的生長環境,配合目標菌種的生長周期對生物群落的發展進行外部幹預,使得硝化菌成為(wei) 活性汙泥生物群落中的優(you) 勢種群。一般來講,硝化菌種的培養(yang) 周期為(wei) 其泥齡的3倍左右。
時間:共60天左右。
運行方式:生物池和二沉池,汙泥回流係統連續運行。
注:按照氣水比值來確定投用風機的組合數量,但是就單台的風量的調節可以參照風機的壓力和流量調節來實現。
4、穩定運行階段
此時全麵確定各項工藝參數,以工藝參數作為(wei) 實際運行指導,根據實際進水水量和水質情況來來確定合適的工藝控製參數,以保證運行的正常進行和使出水水質達標的的同時盡可能降低能耗。並通過馴化實現使硝化菌與(yu) 聚磷菌共存的生態係統達到平衡,確保出水水質。
時間:30天左右。
運行方式:生物池和二沉池,汙泥回流係統連續運行。
注:風量可根據反饋的DO值由風機按程序自動控製,在活性汙泥形成後,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,經常要進行運行調度,對一定水質、水量的汙水,確定各項工藝控製參數,其中比較重要的有鼓風機開啟數及空氣量的控製,回流比、汙泥濃度和排汙量的控製。
即準確測定汙水流量,入流汙水的BOD5及有機汙染物的大體組成。
應結合本廠的運行實踐,借助一些實驗手段,選擇最佳的F/M值。一般來說,汙水溫度較高時,F/M可高一些。反之,溫度較低時,F/M應低一些。對出水水質要求較高時,F/M應低一些,反之,可高一些。堡鎮汙水處理係統一期工程設計F/M不大於0.10kgBOD5/kgMLSS.d。為有利於磷在厭氧段的釋放,控製厭氧段F/M>0.1KgBOD5/(KgMLSS.d),而在好氧段為提高出水水質,盡可能多的降解水中的BOD5,控製好氧段F/M<0.18KgBOD5/(KgMLSS.d)。
MLSS值取決於曝氣係統的供氧能力,以及二沉澱池的泥水分離能力。從降解汙染物質的角度來看,MLSS應盡量高一些,但當MLSS太高時,要求混合液的DO值也就越高。在同樣的供氧能力時,維持較高的DO值需要較多的空氣量。另外,當MLSS太高時,要求二沉澱池有較強的泥水分離能力。因此,應根據處理廠的實際情況,確定一個最大的MLSS值,一般在(3000-4000)mg/L之間。堡鎮汙水處理係統一期工程設計汙泥濃度為3300mg/L。
厭氧段DO≤0.2;缺氧段DO≤0.5 mg/l;好氧段DO=2.0 mg/l,每天根據在線儀表,便攜式DO測定儀或實驗室取樣獲取生物池各處理段的DO數據,結合進水水質、汙泥濃度、汙泥齡、微生物鏡檢和天氣等因素綜合分析後調節鼓風機供氣量。
曝氣時間,即汙水在曝氣池內的名義停留時間,不能太短,否則,難以保證處理效果。對於一定水質水量的汙水,當控製F/M在某一定值時,采用較高的MLVSS運行,往往會出現Ta太短的現象。如Ta太短,即汙水沒有充足的曝氣時間,汙水中的汙染物質沒有充足的時間被活性汙泥吸附降解,即使F/M很低,MLVSS很高,也不會得到很好的處理效果。因此,運算中應核算Ta值,使其大於允許的最小值。當Ta太小時,可以降低MLVSS值,增加投運池數。
風機輸出風量作為主控信號,DO及NH3-N濃度為輔助信號,控製鼓風機開啟台數與變頻,具體風量可根據天氣、水量、池中溶解氧來確定,一般情況下可視微生物鏡檢和MLSS及30min沉降比來確定。
qh越小,泥水分離效果越好,一般控製qh不大於1.5m3/(m2h),堡鎮汙水處理係統一期第一階段工程亦控製在1.0 m3/(m2h)以下。
回流比R是運行過程中的 一個調節參數,R應在運行過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製,另外,R太大,會增大二沉池的底流流速,幹擾沉降。在運行調度中,應確定一個最大回流比R,以此作為調度的基礎。堡鎮廠設計汙泥回流比為100%, 混合液回流比為100%~200%。
在運行中,當固體表麵負荷超過最大允許值時,將會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汙泥的鬆散程度和凝聚沉降性能,SVI值過小,活性汙泥泥粒細小,無機物含量高,缺乏活性;SVI值過大,汙泥沉降性能不好,容易發生汙泥膨脹。SVI值一般控製在70~150為宜。
某鎮汙水處理係統一期工程的上述工藝參數,有大部分已經在設計文件中列出了(流量、汙泥濃度、汙泥回流比等)。從實際運行情況看,幾乎所有建成後汙水廠的進水都和設計的進水情況有所出入,個別的水質數據相差極大。因此,堡鎮汙水處理係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(wei) 30℃~35℃,低溫12℃~14℃時硝化反應速度下降,亞(ya) 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,最佳範圍在7.5~8.5之間,硝化反應中堿度偏高較好。
d.有毒物質:過高濃度的NH3-N與(yu) 重金屬等會(hui) 幹擾細胞的新陳代謝,破壞細菌的氧化能力,抑製硝化過程。
e.汙泥齡:應根據亞(ya) 硝酸菌的世代期來確定較長的汙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(wei) 35℃~45℃,當溫度下降可適當提高水力停留時間。
b.溶解氧:應嚴(yan) 格控製在0.5mg/l以下。
c.PH值:最佳範圍在6.5~7.5之間,反硝化過程可補充硝化過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:厭氧段應嚴格控製在0.2mg/l以下;好氧段應控製在2.0mg/l左右。
c.PH值:當PH<6.5時生物池除磷效果會明顯下降。
d.碳源有機物:源水中的BOD負荷需滿足BOD/TP>15。
e.汙泥泥齡:汙泥齡越短,汙泥含磷量就越高,排放的剩餘汙泥量越多,除磷效果越好。
1. 反映處理效果的項目:進出水總的BOD5、CODcr、SS。
2. 反映汙泥情況的項目:汙泥沉降比(SV%)、MLSS、MLVSS、SVI、溶解氧(DO)、微生物鏡檢。
3. 反映汙泥營養和環境條件的項目:氮、磷、PH值、水溫等。
因生物除磷本身並不消耗氧,所以A-A-O生物脫氮除磷工藝曝氣係統的控製與生物反硝化係統一致。
控製回流比時,應首先保證不使汙泥在二沉池內停留時間過長,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,以防過量的NO3-N濃度大於4mg/l,必須降低回流比R。單純從NO3-N對除磷的影響來看,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,結合本廠的具體特點,確定出最佳的回流比。
內回流比r與除磷的關係不大,因而r的調節完全與反硝化工藝一致。生物反硝化係統的回流比r是一個重要的控製參數。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,此時脫氮效率EDN為:
η=(r+R)/(1+ r+R)
式中:
R—汙泥回流比;
r—混合液回流比;
經試驗r取100%、200%、300%、400%、500%五種情況分析,r越大,係統的總脫氮效率越高,出水TN越低。但從另一個方麵來看,r太高,對脫氮率有不利的影響。因為r太高,通過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,會幹擾反硝化的進行,使總脫氮率下降。當DO高於0.5mg/l時,會使反硝化停止,實際脫氮率降為零。另外,r太高,還會使汙水在缺氧段內的實際停留時間縮短,同樣也使脫氮效率降低。
綜上所述,對於某一生物脫氮係統來說,都存在一個最佳的內回流比,在該r下運行,脫氮效率最高。運行人員應根據本廠實際情況,摸索調度出這個最佳的r值。對於典型的城市汙水,最佳的r值在300~500%之間。
剩餘汙泥排放宜根據SRT進行控製,因為SRT的大小直接決定該係統是以脫氮為主還是除磷為主。當控製SRT在8~15d範圍內,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,但此時的除磷效率則可能很高。如果控製SRT>15d,可能使硝化順利時行,從而得到較高的脫氮效率,但由於排泥太少,排泥量僅是A-O除磷工藝的幾分之一,即使汙泥中含磷量很高,也不可能得到太高的除磷效率。
對於生物脫氮來說,BOD/TKN應大於4.0,而生物除磷則要求COD/TP大於20。如果不能滿足上述要求,應向汙水中投加有機物,補充碳源不足。AAO碳源的需求公式:
A-A-O生物脫氮除磷過程,本質上是一係列生物氧化還原反應的綜合,因而工藝控製較複雜。近年來,國外一些處理廠采用氧化還原電位ORP作為係統的一個工藝控製參數,收到了良好效果。國內也已有處理廠安裝ORP在線測定儀表。
混合液中的DO濃度越高,ORP值越高。當混合液中存在NO3--N時,其濃度越高,ORP值也越高;而當存在PO43—P時,ORP則隨著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,缺氧段宜控製在-100mv左右,而好氧段則應控製在40mv以上。
在運行管理中,①如發現厭氧段ORP升高,則預示著除磷效果已經或將降低。應立即分析ORP升高的原因,並采取對策。如果回流汙泥帶入太多的NO3-N,或由於攪拌強度太大產生空氣複氧,都會使ORP值升高;②如發現缺氧段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,產生空氣複氧,同樣也會使ORP升高;③如發現好氧段ORP降低,則說明曝氣不足,使好氧段DO下降。
汙泥混合液的PH一般應控製在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—進出生化係統的NH3-N濃度的差值,mg/L;
7.14—硝化需堿量係數,kg堿度/kgNH3-N。
現象:汙泥不易沉降,SVI值增高、汙泥的結構較散,體積膨脹,含水率上升,上清液稀少,顏色也有變異,這就是汙泥膨脹。
原因:絲狀細菌大量增值所引起的,也有由汙泥中結合水異常增多引起的汙泥膨脹;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,汙泥齡過長引起絲狀菌的大量繁殖。
表現:處理水質渾濁、汙泥絮體細碎化、處理效果變壞等是汙泥解體的現象。
原因:運行不當,如曝氣過量活性汙泥中生物(營養)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,質密;存在有毒性物質時,微生物會受到抑製或傷害,淨化功能下降或完全停止,使汙泥失去活性。
措施:一般可通過顯微鏡觀察來判別產生的原因。當鑒別出是運行方麵的問題時,應對汙水量、回流汙泥量、空氣量和排泥狀態以及SV、MLSS、DO、NS等多項指標進行檢查,加以調整。當確定是汙水中混入有毒物質時,應考慮這是新的工業廢水混入的結果,需查明來源,按國家排放標準加以處理。
原因:曝氣池內汙泥泥齡過長;硝化進程較高,在池底發生反硝化,汙泥相對密度降低,整塊上浮。
措施:增加汙泥回流量或及時排出汙泥;降低混合液汙泥濃度,縮短汙泥齡和降低溶解氧,使之不能進行硝化作用。
現象:二沉池漂散泥,水質變渾,出水SS值明顯偏高。
原因:活性汙泥SVI值過大,沉降性能不好;沉澱池配水量較大,超過設計負荷,水力停留時間變短;生物池出水溶解氧DO偏高。
措施:及時排泥,加大汙泥回流量;控製進水泵房進水量,調節沉澱池配水;減小生物池好氧段的曝氣量。