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行业新闻

水处理之污水处理厂在运行过程中遇到的问题分析

如何进行水处理?

维用水处理为您介绍部分污水处理的专业知识——污水处理厂在运行过程中遇到的问题分析。

 

近年来城镇生活污水和工业废水排放量逐年增加,氮磷超标,有机物任意排放给水环境造成了严重的污染,这已经严重成为制约我国经济发展的突出问题,只有做到节能减排才能走向新的友好型社会。  

对于污水处理行业,节能主要是节电、节水(自来水)、降低运行成本;减排主要是从减少污染物排放,有效地做到污水与污泥处理的完全达标。 在城镇污水处理厂中往往采用活性污泥法来处理污水,但容易出现污泥上浮、活性污泥不增长或减少,产生大量泡沫等问题,影响处理效果。

污水处理厂运行过程中的常见问题汇总如下:

一、活性污泥部分

1、污泥膨胀  

正常的活性污泥沉降性能良好,含水率一般在99%左右。当活性污泥变质时,污泥不易沉淀,SVI值增高,污泥结构松散和体积膨胀,含水率上升,澄清液稀少,颜色也有异变。此即污泥膨胀。污泥膨胀主要是由于大量丝状细菌(特别是球衣细菌)在污泥内繁殖,使泥块松散,密度降低所致;也有由真菌的大量繁殖引起的污泥膨胀。污泥膨胀不但发生率高,发生普遍,而且一旦发生难以控制,通常都需要很长的时间来调整。针对污泥膨胀,各方面的理论很多,但并不完全一致,甚至有很多相互矛盾,这给污水处理工作者造成很大的麻烦。  

污水中碳水化合物较多,溶解氧不足,缺乏氮、磷等营养物,水温高,pH值较低等都易引起污泥膨胀。为防止污泥膨胀,首先应加强操作管理,经常检测污水水质、曝气池内溶解氧、污泥沉降比、污泥指数和进行显微镜观察等。  

2、从污泥膨胀的内在因素着手,整理出几种较为成熟且有普遍意义的观点,并归纳一下污泥膨胀控制的一般方法:

(1)污泥负荷(F/M)对污泥膨胀的影响;

(2)溶解氧浓度对污泥膨胀的影响;

(3)其它方面对污泥膨胀的影响。

3、针对上述问题采取的方式:  

(1)缺氧、水温较高可加大曝气量,或者降低进水量以减轻负荷,亦可降低MLSS值使得需氧量减少等;  

(2)F/M污泥负荷率过高,可提高MLSS值,以调整负荷,必要时可停止进水。

(3)缺乏氮、磷等营养物,可投加硝化污泥液,或氮磷等成份。  

保持池内足够的溶解氧对于高负荷的生化系统特别重要, 一般至少应控制DO>2mg/L。

4、应急措施  

若污泥大量流失,可投加5~10mg/L氯化铁,帮助凝聚,刺激菌胶团的生长。

主要方法是投加药物增强污泥沉降性能或是直接杀死丝状菌。投加铁盐铝盐等混凝剂可以直接提高污泥的压密性保证沉淀出水。另外,投加一些化学药剂,如氯气,加在回流污泥中也可以达到消除污泥膨胀现象。投加过氧化氢和臭氧也可以起到破坏丝状菌的效果。  

5、控制污泥膨胀的指导性方法

在解决了以上问题后,如果污泥膨胀现象仍得不到控制,就得根据实际情况加以分析,针对几中常见的工艺提出一些指导性的方法:

(1)高负荷活性污泥工艺  

目前国内对活性污泥工艺的设计通常采用中等负荷(0.3KgBOD5/(kgMLSS•d)),而在实际中人们从经济角度考虑总是采用较高的负荷,所以高负荷下的污泥膨胀在中国具体较为广泛的意义。在高负荷情况下,最常见的是DO不足,所以先采取提高气水比,强化曝气,在推流式曝气池内首端采用射流曝气等方式,观察一段时间,找出问题的所在。

如果在以上措施采取后一段时间情况仍无好转,则可考虑在曝气池头部加设软填料。这一部份对于有机酸去除率很高,从而去除丝状菌的生长促进因素,帮助絮状菌生长。这个方法比较有效,但造价较高,且对以后的维修管理造成不便。或者在曝气池前设置一个水力停留时间约为15min的选择器,一般能很有效的抑制丝状菌的生长。

对于间歇式进水的SBR工艺来说,反应器本身是完全混合式的,而且在时间上其污染物的基质就存在浓度梯度,所以无需再另设选择器。通常间歇式SBR工艺产生污泥膨胀的原因是,污泥浓度过高,而进水有机物浓度偏低或水量偏小而导致污泥负荷偏低。对于这种情况,降低排出比,提高基质初始浓度,并对SBR强制排泥,一般就能够对污泥膨胀现象进行有效的控制。而对于连续进水的SBR如ICEAS和CASS等工艺如果发生污泥膨胀的话,就有必要在进水端设置一个预反应区或生物反应器了。

(2)低负荷活性污泥工艺  

低负荷活性污泥工艺曝气池内基质浓度较低,丝状菌容易获得较高的增长效率,所以是最容易产生污泥膨胀。除了在水质和曝气上想办法外,最根本和有效的是将曝气池分成多格且以推流方式运行,或增设一个分格设置的小型预曝气池作为生物选择器,在这个选择器内采用高污泥负荷,吸附部分有机物并消除有机酸。这个办法不但有助于抑制污泥膨胀,并能有效的改善生化处理效果。在曝气池内增加填料的方法也同样在低负荷完全混合工艺中适用。

对于A/O和A2/O工艺可通过在在好氧段前设置缺氧段和厌氧段以及污泥回流系统,使混合菌群交替处于缺氧和好氧状态,并使有机物浓度发生周期性变化,这既控制了污泥膨胀又改善了污泥的沉降性能。而交替工作式氧化沟和UNITANK工艺等连续进水的系统因为其本身在时间和空间上就有了实际上的“选择器”,所以对污泥膨胀有着效强的控制能力。如果这两种工艺发生污泥膨胀,则可通过调整曝气控制溶氧量和控制回流污泥量来调节池内的污泥负荷及DO,通过一段时间的改善,一般能够控制住污泥膨胀现象。

6、总结  

总的来说,污泥膨胀由于丝状菌的种类繁多,且生长适宜的环境也不尽相同。在不同工艺不同水质的情况下,微生物的生长环境非常微妙,这就要求发生污泥膨胀时,需要根据实际情况作大量切实的实验和分析,大胆实践,才能解决污泥膨胀问题。

动力学与计量参数:最大增值速率、衰减系数、产率系数、最大降解速率 进水水质:易生物降解、慢速生物降解、难生物降解、抑制效率 沉淀性能:沉降通量(沉淀池操作用)  停留时间:硝化停留时间、总水力停留时间、污泥停留时间(污泥龄) 水力条件:反应池真实容积、反应池死区容积及比例

二、起吊装置设计的问题

污水处理厂中包括进水泵房、污泥泵站,它们当中的水泵都比较庞大,为了将水泵提升,需要采用起吊装置,以达到提升的目的。因此,在对起吊装置进行设计时,要考虑到水泵的起吊、外运以及维修等都比较方便。因此,在设计的时候,要注意到以下几点问题。

1、要确定合理的起吊高度,这是因为当钢丝绳较短的时候,会直接影响到水泵的吊装。

2、确定合理的吊车的安装高度。在安装的时候需要留有足够的空间,当空间较小时,水泵的体积又很大,会导致起吊的不方便。

3、采用电动单梁悬挂起重机,这样方便水泵的起吊,当水泵出现问题需要维修的时候,可以将其吊至泵房平台,当水泵需要返厂处理时,可以直接将其吊出泵房。

三、构筑物抗浮设计问题

对于地下水位比较高的地区,在将构筑物防空时,它会受到浮力的影响,对构筑物的结构产生不利的影响。为了避免这种不利的影响,在污水处理厂中一般采取的都是抗浮井设计。但是,在实际的应用中,由于操作比较复杂,只有专业的技术人员才能够操作,这就会增加成本。另一方面,抗浮井设计还容易发生坍塌的现象,就会使抗浮作用失效。为了解决这一问题,保证抗浮设计的可靠性,可以根据污水处理厂的具体情况,选用自重抗浮、压重抗浮以及打锚杆等方式,以提高抗浮井设计的有效性,保证其正常运作。

四、搅拌装置设计的问题

在很多污水处理厂中都存在池内积泥的现象,尤其是在生化池的拐弯处,厌氧池、缺氧池等区域,积泥的现象更加的严重。大量淤泥的堆积,会直接影响污水处理的效率,对污水处理厂造成严重的后果,因此,该问题必须引起足够的重视。

池内淤泥堆积的主要原因是搅拌器的设置不够科学合理,使得池内的淤泥没有完全混合,从而使池内的淤泥产生堆积的现象。而在对搅拌器进行设置的时候,会受到很多因素的影响,比如说构筑物的池型、池深以及水质等,这些都会增加搅拌器设置以及选型的难度。

为了使池内的淤泥完全的混合,在设计的时候,要充分优化构筑池的池型,将厌氧池和缺氧池设置成循环流动的形式,在两池的中间设置隔离墙,这样就能使搅拌器实现污水的循环流动,在搅拌的时候不会出现死角,也就不会产生淤泥的堆积。对于矩形的构筑物来说,最好采用高速小叶轮进行搅拌,这样就能避免淤泥的堆积。

另外,除了搅拌器的设置会影响搅拌的效果,搅拌器型号的选择也会直接影响污水处理的效果。因此,在选择搅拌器的型号时,也要特别注意。就目前来说,一般的污水处理厂采用的是2W/m³〜8W/m³型号的搅拌器,但是由于它的变化范围较大,在实际选择的时候还是会产生一些问题。不过,现在很多的搅拌器制造商都会帮助污水处理厂选择合适型号的搅拌器,因为他们具有专业的水力计算模型软件,能够科学的计算出污水处理厂所需的搅拌器的型号、数量以及相应的布置。因此,污水处理厂在选择搅拌器的时候,要充分的考虑制造商的建议,选择合理的掠拌器。

对于生物池来说,选择搅拌器的时候,不光要考虑以上几点原因,还要考虑进水量不足或者进水污染物不足这一类现象,避免出现由于池内的掠拌能力不足出现的池内淤泥堆积的现象。

五、放空管与集水坑设计的问题

在污水处理厂中的构筑物大多数为盛水构筑物,在对其进行检修时,要保证池内的污水放空,因此,在对污水处理厂进行设计的时候,还要考虑放空管与集水坑的设计问题。

对于一些大型的污水处理厂来说,放空主要采用的形式有两种。第一种是将放空管从下面穿过池壁,从池的底部引到池外,对于这种方式来说,就需要相应的集水坑,但是由于这种方式需要保证管道的埋深要很深,这就会影响厂区内污水管道的整体埋深,另外,还需要保证放空管的管道的防护问题,避免出现漏水的现象。另一种方式是将放空管从池的底部穿出池外,但是为了避免防水套管被切断,我们需要将放空管设置在腋角的上面,这就增加了放空管和池壁之间的距离,使得池内的水不能够完全排净,这样需要在去附近设置相应的集水坑,保证池内的污水全部排空。但是,采用这种方式需要在池的底部增加一个水泵,这就增加的电量的消耗,耗费了更多的资金。

对于一些小型的污水处理厂,也可以采用上述的两种方式进行防空,但是还要考虑污水处理厂的实际情况,保证与周围污水管道的衔接等。对于构筑物的埋深与厂区污水管道的埋深不能够对应的厂区,可以在构筑物内设置集水坑,保证池内的污水能够排到就近的污水管内。

另一方面,在设计的时候还要考虑放空管和厂区污水管管径之间的关系。在以前的设计中,通常保持两个管径尺寸的相同,但是在实际的运行过程中,会发现放空管内的污水流速较快,而厂区污水管内的流速较慢,如果管径相同的话,就会出现污水冒出地面的现象。为了避免这一现象的发生,在设计的时候,要保证放空管的管径要略小于厂区污水管的管径,这样就能保证污水正常的流通。

六、设备的变频控制问题

对于污水处理厂来说,成本最高的就是电费,为了有效的降低污水处理厂的成本,我们需要首先降低设备的耗电量。为了达到节能的目的,目前污水处理厂通常采用的措施是对主要的耗电设备加装变频装置。通过变频装置可以改变鼓风机、提升泵等设备的电压和频率,这样能够根据流量来控制泵或者风机的转速,从而降低电能的消耗。但是,在实际的设计中,污水处理厂通常采用的都是普通的风机,而普通的风机都是恒频恒压设计,不能够适应增加的变频装置,两个装置配合在一起,反而会使运行的效率下降,运行时的温度升高,另外还会减少风机的寿命,造成更严重的损失。针对这一问题,还需要在设计时进行更全面的考虑,以降低污水处理厂的成本。

七、结语

污水处理厂的设计是一个相当复杂的问题,它包括建筑、设备、自动化控制等多个方面的专业技术问题,只有对每一部分进行科学合理的设计,才能保证污水处理厂正常的运行,并且有效的降低成本,达到最大程度的污水处理效果。

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