在污水處理過程中,出水COD達標是一個基本要求。COD 超標的其成因錯綜復雜,涵蓋進水、工藝、設備等多個層面。若無法及時、準確地剖析并解決這些問題,那鍋要誰來背?
今天咱們針對COD異常的問題展開全方位的思考,順便間接捋一捋、順一順工藝調整的思維邏輯。咱們先簡單回顧一下COD的去除原理。本章可結合《COD深度解說》同步閱讀。
COD去除原理
物理去除
通過物理手段分離污水中的懸浮物和顆粒態有機物。如格柵攔截大顆粒漂浮物、沉砂池去除砂礫等無機顆粒、初沉池通過重力沉降去除懸浮物和部分顆粒態有機物。
生物去除
通過微生物代謝分解溶解性有機物,占COD去除的主要部分。
好氧生物處理:在有氧條件下,異養菌將有機物氧化為二氧化碳和水,同時合成自身細胞物質。
厭氧生物處理:在無氧條件下,產甲烷菌等將有機物轉化為甲烷和二氧化碳。
脫氮除磷耦合工藝:通過缺氧-好氧交替環境,同步去除COD、氮、磷。
化學去除
混凝沉淀:投加PAC混凝劑和PAM絮凝劑,通過電中和、吸附架橋作用使膠體物質凝聚沉淀,去除膠體態COD。
深度處理
過濾:砂濾、活性炭吸附截留微小顆粒和部分溶解性有機物。
膜技術:超濾/微濾膜截留微生物和大分子有機物,出水COD更低。
對于出水COD的異常,今天盡可能的全面找一找原因,并按★級區分發生概率,星星越多,概率越大。
進水方面
流量超負荷★★★
當進水水量超過水廠設計處理能力時,水流在處理設施中的停留時間會縮短,導致污染物不能充分與微生物充分作用,無法被有效去除。
解決辦法:增設調節池,對進水水量進行調節和緩沖,使進入后續處理單元的水量保持相對穩定。沒有調節池,建議可以占用應急池部分空間,必要時進行擴建或改造。
COD突變★★★
關于這點,咱們心中只有一萬只草泥馬跑過,工業廢水中的偷排可能含有大量的有機物、重金屬等污染物, COD 濃度“見紅”是基本操作。一旦大量大量進入,會使進水的 COD 濃度急劇升高,超出水廠正常處理能力范圍。
解決辦法:“加強對工業廢水排放的源頭管控”這方面都是比較理想化的。主要還是實時監測進水水質,一旦發現 COD 等指標異常,及時將超標水超越到應急池。
含難降解有機物★★
油脂、苯系物、酚類等有機物結構穩定,難以被常規的水處理微生物分解代謝。它們進入后會在系統中積累,導致 COD 難以達標。
解決辦法:在預處理階段增加相應的處理單元,如采用氣浮裝置去除油脂,利用活性炭吸附或高級氧化技術處理苯系物和酚類等難降解有機物。
含有毒性物質★★
重金屬離子以及過量的消毒劑,會抑制或破壞微生物的生長、繁殖和代謝活性,使微生物對有機物的分解能力下降,嚴重情況導致微生物失活,進而導致 COD 超標。
解決辦法:在進水端設置專門的預處理工藝,如化學沉淀法去除重金屬,通過活性炭吸附或水解等方式去除過量的消毒劑,以降低毒性物質對微生物的影響。
pH 異常★★
微生物的生長和代謝需要適宜的 pH 環境。pH 過高或過低會同樣會抑制微生物對有機物的降解作用,導致 COD 升高。
解決辦法:通過投加酸堿調節劑,如鹽酸來降低 pH 值,投加氫氧化鈉來提高 pH 值,將進水 pH 調節至6.5-8.5 的適宜范圍。
工藝方面
好氧池溶解氧控制不當★★★
溶解氧過高時,微生物的代謝速度過快,導致污泥老化,活性降低,對有機物的去除能力下降。溶解氧過低則無法滿足好氧微生物的代謝需求,微生物對COD的去除能力也會下降。
解決辦法:通過安裝 DO 在線儀,實時監測好氧池內的溶解氧濃度,并與曝氣設備聯動,根據溶解氧的變化自動調節曝氣量,使溶解氧濃度保持在合適的范圍,一般好氧池的 DO 控制在 2-4mg/L,實際生產過程中1.5-2.5mg/L基本可以保持正常運行,沒有把握的可考慮 2-3mg/L。
曝氣過曝★★★
過度曝氣會產生強大的水力剪切力,使菌膠團結構被破壞,原本被菌膠團吸附和包裹的微生物及一些未被完全分解的有機物顆粒會散逸到水中,增加了水中的 COD 含量。
解決辦法:根據好氧池的實際情況,適當降低曝氣量,避免菌膠團破裂,觀察污泥的性狀和處理效果,調整到合適的曝氣強度。
污泥濃度過低★★★
污泥濃度低意味著參與有機物分解的微生物數量少,對廢水中有機物的處理能力有限,無法在規定時間內將有機物充分降解,導致 COD 超標。
解決辦法:減少排泥量,使污泥在系統內積累,提高污泥濃度。也可以向系統中投加適量的活性污泥,快速增加微生物量。
污泥回流比不合理★★★
污泥回流比過低會使曝氣池中活性污泥的濃度降低。濃度不足意味著參與 COD 降解的微生物數量減少,對污水中有機物的分解代謝能力下降,從而導致 COD 去除不充分。污泥回流比過高,二沉池受到擾動,停留時間過短,沉降差,出水懸浮物上升,導致 COD 超標。
解決辦法:根據不同的工藝類型,將污泥回流比調整至 20-100% 的合理范圍,通過試驗和運行數據確定最佳回流比,在保證反硝化和脫氮過程的順利進行的同時也提高 COD 的去除效果。具體可參考《回流比深度解說》。
二沉池沉淀效果差★★★
可能是排泥不及時,污泥在二沉池內積累過多,導致污泥不易沉淀,隨水流出,或者二沉池硝態氮高,反硝化細菌會利用硝態氮進行反硝化反應產生氮氣,氮氣附著在污泥上,出現反硝化浮泥,使出水的懸浮物和 COD 升高。
解決辦法:優化排泥頻率,根據污泥的沉淀情況和二沉池的運行參數,合理確定排泥時間和排泥量、也可投加適量的絮凝劑,增強污泥的絮凝性能,促進污泥沉淀。對于反硝化浮泥問題,可通過優化缺氧-好氧工藝,控制好反硝化過程,減少二沉池內的硝態氮含量,適當提高好氧末端溶解氧,以免造成二沉池反硝化環境。
污泥老化★★★
污泥齡過長,微生物會處于內源呼吸階段,微生物的活性降低,污泥老化,污泥的處理效果變差,對有機物的分解能力下降,導致 COD 升高。
解決辦法:增加排泥量,縮短污泥齡,使污泥保持活性高的狀態。根據不同的工藝和水質情況,將污泥齡調整至合理范圍。具體調整可查看《SRT深度解說》
pH 值異常★★★
硝化反應會降低 pH 值,反硝化反應會提升 pH 值,當其中兩極反應持續進行而不加以干預時,系統 pH 值可能會偏高或偏低,導致活性污泥受到抑制,從而 COD 會偏高。
解決辦法:安裝在線 pH 監測儀表實時監測系統的 pH 值,當 pH 值異常時,用藥劑進行調節,將 pH 值控制在 6.5-8.5。
生化池水力停留時間不足★★
水力停留時間不足,意味著廢水在生化池內與微生物的接觸時間過短,有機物不能充分與微生物發生反應,無法被有效降解,導致 COD 超標,但是這也基本不太會發生,一般情況都是在設計條件下運行,能導致水力停留不夠,一般都是進水超負荷。
解決辦法:降低進水負荷,使廢水在反應池內有足夠的停留時間,或者適當調整回流比。
生物膜法填料堵塞或脫落★★
生物膜法中,填料是微生物附著生長的載體。填料堵塞會導致水流不暢,廢水與生物膜的接觸面積減小,影響有機物的去除效果。填料脫落則會使生物膜量減少,微生物對有機物的處理能力下降,導致 COD 升高。
解決辦法:定期對填料進行沖洗,去除堵塞填料的雜質和生物膜碎片,恢復填料的通透性。對于脫落嚴重的填料,及時更換,為微生物提供良好的附著環境。
二沉池短流現象★★
解決辦法:實時監測水量水質,設流量調節裝置與緩沖池。重新評估優化進水口設計并定期清理。合理排泥與調整污泥回流比。優化曝氣系統,檢測進水水質,發生污泥中毒及時采取應急措施,加強微生物培養馴化 。
排泥過量★★
排泥過量會使處理系統中的活性污泥數量急劇減少,參與有機物降解的微生物量不足,無法有效處理 COD,導致 COD 升高。
解決辦法:減少或停止排泥,使污泥在系統內逐漸積累,提升系統的污泥量。同時,在前端適當投加一部分有機碳源,為微生物提供充足的營養,加快系統養菌速度。必要時,可以投加適量的活性污泥,加速系統的恢復。
曝氣系統不均勻★
曝氣系統不均勻會導致好氧池內部分區域溶解氧過高,部分區域溶解氧過低甚至出現缺氧狀態。死區內的微生物由于得不到足夠的氧氣和營養物質,活性下降,甚至死亡,使這些區域的有機物無法得到有效分解,進而影響部分 COD 去除。
解決辦法:定期清理曝氣頭,防止堵塞,確保曝氣均勻。
營養不足★
微生物的生長和代謝除了需要碳源外,還需要適量的氮、磷等營養元素。氮、磷不足會導致微生物細胞內的蛋白質、核酸等生物大分子合成受阻,影響微生物的生長繁殖和代謝活性,使有機物分解不徹底。
解決辦法:根據進水水質和微生物的需求,向處理系統中補充尿素、磷酸鹽等營養劑,保證微生物有充足的營養供應,一般活性污泥法中 C/N/P 的比例控制在 100/5/1 左右。
溫度過低★
溫度過低 <15℃ 使微生物的生長、繁殖和代謝速度減慢,對有機物的分解能力下降,導致 COD 升高。
解決辦法:提高污泥濃度或適當增加曝氣、減少回流比,增加廢水生化停留時間。
碳源投加過量★
反硝化過程中碳源投加過多,會導致出水中殘留過量的有機物,這些有機物會使出水的 COD 升高。同時,過量的碳源可能會改變微生物的生長環境和代謝途徑,影響處理效果。
解決辦法:根據反硝化的實際需求控制碳源的投加量,避免碳源過量,但是其實出現這種問題最常見的是運維人員不注意導致的,所以最重要的還是需要關注運維人員是否定時去查看碳源投加情況。
設備方面
曝氣設備故障★★★
曝氣頭堵塞會導致空氣無法均勻地進入水中,使好氧池內溶解氧分布不均,部分區域缺氧,影響微生物的代謝。風機效率下降則會使曝氣總量不足,無法滿足好氧微生物對氧氣的需求,導致有機物分解不徹底。
污泥回流泵異常★★★
污泥回流異常會導致處理系統中活性污泥的數量和分布失衡,活性污泥量不足或分布不均會削弱對有機物的分解能力,進而導致 COD 超標。
攪拌設備失效★★
缺氧區的攪拌設備失效會導致污泥和廢水混合不均勻,局部區域碳源和微生物分布不均,影響 COD 的去除效果。
在線監測儀表數據失真★
DO、pH、ORP等在線儀表長期使用后,傳感器會受到污水中污染物、化學物質的侵蝕,導致靈敏度下降、測量不準確,影響工藝的判斷調整,長期積累會形成偏差,導致水質處理效果不佳。
好了,今天COD大部分異常的癥狀都理出來了,也許還有,但是萬變不離其中。