要想保證污水處理的穩定達標,就需要在過程中對各種控制參數進行合理有效地調控。
但在實際運行管理中,很多小伙伴往往只能“拿捏”單個參數指標,一旦涉及到兩個或多個參數的分析與控制就立馬迷糊了,無法根據其中某一項的異常去聯動其他工藝參數,系統地判斷污水處理運行狀況。沉降比實驗是現場監測活性污泥系統運行狀況最簡易、有效的方法,它對整個活性污泥系統故障的及早發現具有重要的參考價值,掌握好對這一控制指標的認識,對我們操作活性污泥法系統意義非凡。一般來說,在沉降比較小的情況下,DO會增大,反之,DO會減小。在沉降比較小的情況下,微生物數量少,對溶解氧的消耗量自然不多,剩余溶解氧就會增多;在沉降比較大的情況下,微生物數量多,溶解氧消耗量增大,DO 就會減少。污泥沉降30min后呈層狀上浮,說明活性污泥氧化能力較強,氨氮發生硝化反應并還原為氮氣,附著污泥上浮,這種情況可以通過減少污泥在二沉池的停留時間或降低曝氣來解決。污泥容積指數(SVI)是判斷活性污泥是否膨脹和污泥老化的重要指標。一般情況下,SVI<100 時,則說明污泥沉降性能良好,活性污泥處于對數生長期或穩定期;100<SVI<150 時,則說明污泥沉降性能變差,處于內源呼吸期或衰退期;SVI>150時,則說明污泥負荷過高或發生污泥膨脹。在進水受到pH沖擊的時候,通過污泥沉降比實驗可觀察到污泥沉降速率慢,上清液呈現混濁現象,偶爾也會發現污水表面漂浮著污泥絮體。若進水pH值若超出活性污泥適宜pH范圍,對活性污泥產生較大影響,這種影響會使以上現象更加明顯,需要較長的時間才能使活性污泥系統恢復。在實際應用中,常用活性污泥在曝氣池和沉淀池的污泥濃度來計算回流污泥量,但利用沉降比來確定回流污泥量往往更容易。計算公式如下:
QR——回流流量
SV30——曝氣池內30min的沉降比
VSV30——曝氣池內混合液在1000ml量筒內30min后的污泥體積
不過要特別注意的是,當工藝出現異常時,污泥沉降比與污泥濃度不存在線性關系,因此通過這種方法計算出來的回流污泥量只能作為一個參考值。
氧化還原電位(ORP)是液體中指示電極的氧化還原電位與比較電極的氧化還原電位的差,可以對整個系統的氧化還原狀態給出一個綜合指標。
它是污水處理廠自動控制技術和厭氧精確控制發展的重要方向,對于節省能源、控制厭氧微生物的代謝途徑以及改善處理效果具有重要的意義。1)氧化還原電位(ORP)和溶解氧(DO),啥關系?如ORP值低,表面廢水處理系統中還原性物質或有機污染物含量高,溶解氧濃度低,還原環境占優點。如ORP值高,表明廢水中有機污染物濃度低,溶解氧或氧化性物質濃度高,氧化環境占優。pH值是引起ORP升降的一個重要因素,pH值越高,ORP越低;pH值越低,ORP越高。值得一提的是,在污水中雖然pH與ORP有一定的相關性,但由于ORP還受微生物活動、溶解氧等因素的影響,pH與ORP的相關性沒有在純水中的強。溶液溫度越高,溶液的ORP越低;在廢水處理過程中,溫度的影響也是如此。另外水處理過程溫度越高,ORP越低,還與溫度升高導致水分子團簇變小有關。此外,溫度的改變也可同時導致酸堿度、氣體溶解度、生物活性的改變以及水體污染物相間平衡的改變,進而影響ORP。厭氧活性污泥的活性可由最大比產甲烷速率和最大比COD去除速率表示。好氧活性污泥的活性也可由最大比COD去除速率表示。微生物的活性越高,消耗氧氣的速率和產生還原性物質的速率也越快,ORP降低也越迅速 。
pH值的控制不但是排放水要求的控制,更是對活性污泥法主體微生物生長條件的要求??刂撇缓弥苯佑绊懱幚硇Ч?,甚至造成生化系統的癱瘓。
當生化池整池水體pH值低于5或高于10的時候,為了減少pH沖擊對污泥的影響,需要調動二沉池的出水,通過增大污泥回流比,稀釋進水的pH值,這種措施在受pH沖擊影響不大的情況下,可以緩解活性污泥承受壓力。活性污泥濃度越高,污泥耐沖擊能力越強,更能適應大波動污水。系統在經歷pH沖擊時,需要開啟排泥泵增大排泥量,并且向其中添加同類型新鮮污泥,利用新污泥的快速增值能力來修復受影響的污泥,使之恢復正常功能。當進水受到pH沖擊或者未及時投加中和藥劑情況,可能會引起污水處理過程出現故障。其水質特點是有機物濃度低,懸浮顆粒物少,應對此類水要充分利用調節池或相當量的中和藥劑。如上文所述,當受到pH值過高或過低的污廢水沖擊,沉降比檢測時活性污泥沉降緩慢,上清液渾濁,甚至發現液面有漂浮的活性污泥絮體。
控制活性污泥濃度對有機污染物的去除率抗沖擊負荷能力、出水懸浮顆粒濃度、節能降耗等都有顯著的影響,也是日常操控常用的系統運況調整工具。
1)污泥濃度(MLSS)和污泥齡(SRT),啥關系?污泥齡是通過合理的排泥量和污泥負荷的控制調整污泥濃度的合理范圍。若需對污泥濃度的控制做出準確的判斷,通過對污泥齡的判斷比直接測定更準確。根據工程經驗,夏季的污水處理效果好于冬季,研究表明,水溫每降低10攝氏度,污泥的活性將降低一倍。當水溫偏低時,通過提高污泥濃度來彌補污泥活性降低的影響,從而起到增高去除效率的目的。3)污泥濃度(MLSS)和污泥沉降比(SV30),啥關系?根據工程經驗,被認為高污泥濃度狀態微生物數量較多,污泥經過壓縮沉淀后自然就會出現較高的沉降比了。但要注意的是,污泥濃度較高也包括惰性物質含量較高的情況,會造成污泥濃度虛高的假象。
活性污泥法工藝的微生物皆以耗氧菌為主體,缺乏溶解氧的時候首先影響的是處理效率,甚至會對整個活性污泥系統產生抑制,使恢復周期延長;而過度的溶解氧也會影響出水水質。
1)溶解氧(DO)和污泥濃度(MLSS),啥關系?如前文所述,高污泥濃度耐沖擊能力較強,更能適應大波動沖擊負荷,但是,高污泥濃度對溶解氧的需求量高于低污泥濃度,會導致曝氣量和電量劇增,增加污水處理廠運行成本。因此,為了能夠達標并且降低能耗,應盡可能降低活性污泥的濃度。在低污泥濃度狀態下,要及時調整曝氣量,避免曝氣過度導致活性污泥解體現象產生,在二沉池出水看到有顆粒懸浮物流出,這就是由過度氧化導致污泥解體的緣故。原水中有機物含量與溶解氧(DO)密切相關,原水中有機物含量高,微生物代謝分解所需消耗的溶解氧能力比正常狀況下多,反之則越少。若進水量為設計值的1.5倍時,曝氣量沒有改變,則曝氣池中溶解氧含量可能過低。另外,原水中存在的某些特殊成分,也會影響充氧效果,比如原有中存在有機溶液(如洗滌劑),在曝氣池表面形成泡沫,會影響充氧效果而導致出水水質超標。
進入活性污泥法處理系統的原水,其水溫控制也很重要,適合的水溫是實現活性污泥法最高處理效率的基本前提條件。
水溫低會導致活性污泥的活性降低。同時,由于有機物分解時間較長,處理效果較差,在測定污泥沉降比實驗的時候,會出現上清液中朦朧的現象,這都是有機物分解不完全的原因。在污水處理廠實際運行中,水溫對活性污泥中原生動物的種群變化有著重要的影響,進而影響活性污泥的活性。通過觀察活性污泥中原生動物的種群變化,進而判斷水溫對活性污泥的影響,當水溫過低的時候:污水中的原生生物數量減少,活動區域受到限制,一些種群消失。
污泥負荷的調節和控制是操作人員對系統控制和調整的常用方法,往往在應急調整中被用到,當然也是系統長期穩定需要經常調節的工藝控制參數。
研究表明,污泥的需氧量隨著污泥負荷的增加而減少。當污泥負荷過低時,相應的污泥濃度就會過高,剩余部分的活性污泥越多,消耗的溶解氧含量也就越多。2)污泥負荷(F/M)和污泥濃度(MLSS),啥關系?作為生化系統異常故障必須分析的項目之一,分析污泥負荷是為了系統地了解進水有機物濃度對應當前的污泥濃度是否合適,由此可以對污泥濃度進行適當的調整。污泥濃度通常是由剩余污泥排放控制。過大的污泥排放速率會使活性污泥濃度過快下降,一般來說,采用排放剩余污泥這一控制措施,耗時較長,且可逆性差,往往過度調控使之處理效果惡化。反之,如果污泥排放量小于污泥增長量,污泥濃度也會隨著剩余排泥量的增加而增加。一般情況下,我們會通過繪制污泥濃度-排泥量的變化趨勢圖,將污泥負荷控制在合理的范圍內。3)污泥負荷(F/M)和污泥沉降比(SV30),啥關系?當F/M過低時,沉降比表現為:1)沉降過程可出現活性污泥過多,絮體??;2)活性污泥色澤較深;3)沉降過程較迅速;4)上清液帶有小顆粒;5)沉降的活性污泥壓縮性好。當F/M過高時,沉降比表現為: 1)活性污泥稀少;2)活性污泥色澤鮮淡;3)絮凝沉降速度相對緩慢;4)上清液渾濁;5)沉降活性污泥階段壓縮性差。
活性污泥法作為處理有機污染物的首選處理工藝,有機污染物的濃度固然重要,但是其水質成分的均勻、全面性也是至關重要的。有時候排除大量干擾因素后,會發現處理水處理效率低下往往是由于原水成分不均勻、水質成分單一造成的。
污泥負荷中的有機物與原水成分的關系密不可分,原水中的有機物含量決定了微生物“食物”的多少,而微生物在生化系統通常保持一定范圍,所以原水中的有機物間接決定了污泥負荷所需控制的范圍。在實際操作中,應注意特別原水成分中的惰性物質,惰性物質的增加會造成污泥濃度過高的錯覺,導致誤判。根據工程經驗,認為只要污泥不排放,污泥濃度就可以得到提高,處理效率自然也可以得到提高,但活性污泥濃度中大量的惰性物質也有可能造成污泥濃度過高的錯覺,實際上,含有有效惰性物質的活性污泥并不多,導致出水SS超標,使處理效率降低。如上文所述,當進水受到pH沖擊或者未及時投加中和藥劑情況,可能會引起污水處理過程出現故障。如水質特點是有機物濃度低,懸浮顆粒物少,應對此類水要充分利用調節池或相當量的中和藥劑。原水成分比較復雜,包括以N、P、S元素為主的生活污水和部分的工業廢水水質,但是無論哪種成分污水都會對生化系統產生不利的影響。由于不同原水成分的進水對活性污泥產生影響也不同,原水主要成分類型對活性污泥的影響如下表所示: