污水處理里總磷的去除其實不難理解,簡單來說,聚磷菌就像個倉庫。在缺氧環境下它會把體內存的磷吐出來,等換到有氧環境,反過來瘋狂吸收水里的磷。最后通過排泥把這些磷胖子,水里的磷自然就少了。不過實際操作中容易翻車的地方不少。咱們今天就探討總磷異常和超標的問題。
TP 去除原理
總磷的去除是去除它里面包含的磷元素,所以磷元素的去除就會伴隨總磷的下降,但是它的去除過程跟總氮不一樣。
有機磷去除:有機磷首先會在微生物產生的磷酸酶等作用下,逐步水解為無機磷,如磷酸單酯、磷酸二酯等有機磷化合物被水解為正磷酸鹽,然后再進入聚磷菌的厭氧釋磷和好氧吸磷過程被去除。
厭氧釋磷:在厭氧條件下,聚磷菌釋放體內儲存的聚磷酸鹽,吸收污水中的有機碳源 VFA(揮發性脂肪酸等),并將其合成 PHB(聚-β-羥基丁酸)等細胞內儲能物質,儲存于體內。同時將聚磷酸鹽分解為正磷酸鹽釋放到細胞外,此過程中污水中的無機磷含量升高。
好氧吸磷:進入好氧階段后,聚磷菌以 PHB 等儲能物質為能源,大量攝取污水中的正磷酸鹽等無機磷,合成聚磷酸鹽儲存在細胞內,使細胞內的聚磷酸鹽含量升高,污水中的無機磷含量大幅降低。通過排放富含聚磷菌的剩余污泥,實現磷從污水中的去除。
工藝控制問題
溶解氧控制不當
厭氧段是聚磷菌釋放磷的關鍵環境,若溶解氧過高,會抑制聚磷菌的厭氧釋磷過程,使聚磷菌無法在后續好氧段充分吸磷,從而導致出水總磷升高。如果厭氧池的攪拌不均勻,導致局部溶解氧過高,破壞了厭氧環境,聚磷菌無法正常釋放磷,就會影響好氧段的吸磷效果,最終導致出水總磷超標。
好氧段溶解氧不足,聚磷菌無法進行充分的有氧呼吸,從而影響其對磷的吸收。而溶解氧過高,會導致污泥過氧化,微生物活性降低,也不利于除磷。
解決辦法:優化厭氧池的攪拌方式和強度,確保厭氧池內溶解氧低于 0.2mg/L,按實際情況調整攪拌器位置和轉速等方式來實現。好氧池溶解氧一般在2.0~4.0 mg/L之間,實際2.0-3.0也基本保證正常運行。
污泥停留時間不合理
污泥停留時間對生物除磷影響較大。SRT 過長,污泥中的聚磷菌會老化,其吸磷能力下降。SRT 過短,聚磷菌來不及充分吸磷就被排出系統,同樣會導致除磷效果不佳。
排泥不及時
污泥中含有大量的磷,若排泥不及時,污泥中的磷會重新釋放到污水中,導致出水總磷升高。同時,污泥長時間積累還可能引發污泥老化等問題,進一步影響除磷效果。
解決辦法:根據進水水質和處理效果,定期核算污泥停留時間,通過調整污泥排放量來維持合適的 SRT。例如,當發現出水總磷升高且污泥老化時,適當縮短 SRT,排出老化污泥,促進新的聚磷菌生長。具體可點擊《SRT深度解說》查看。
污泥回流比不當
污泥回流比會影響厭氧池和曝氣池的污泥濃度和組成。回流比過低,進入厭氧池的聚磷菌數量不足,影響磷的釋放和吸收。回流比過高,造成沖擊溶解氧上升,破壞厭氧環境。
解決辦法:根據二沉池的運行情況和污泥沉降性能,通過經驗公式確定外回流比,再根據實際情況合理調整外回流比,一般控制在 20% - 100%。具體可點擊《回流比深度解說》查看。
污泥負荷不合理
污泥負荷也就是有機負荷或食微比。污泥負荷過高,微生物的代謝能力有限,無法充分分解有機物,同時也會影響聚磷菌對磷的吸收。污泥負荷過低,微生物缺乏足夠的營養物質,活性降低,同樣不利于除磷。
解決辦法:合理調整進水流量和污泥濃度,將污泥負荷控制在合適的范圍內。具體可點擊《F/M深度解說》查看。
水力停留時間
水力停留時間過短,污水中的磷無法與聚磷菌充分接觸反應,導致磷的去除率降低。
解決辦法:合理調整進水方式、外回流比同步協調等,確保水力停留時間滿足處理要求。如AAO工藝,水力停留時間為10-23小時。其中厭氧段1-2小時,缺氧段2-10小時。
厭氧段硝態氮濃度過高
硝態氮在厭氧段會被反硝化細菌利用參與碳源爭奪進行反硝化作用,從而抑制聚磷菌無法正常釋放磷,影響后續的吸磷效果,造成出水總磷超標。
解決辦法:通過優化污泥回流比,減少進入厭氧段的硝態氮含量。
除磷劑投加異常
采用化學除磷輔助工藝的污水廠,除磷劑投加量不足,無法使污水中的磷充分沉淀去除。同時除磷劑投加的位置和時間不當,也會降低除磷效果。
解決辦法:根據進水總磷濃度、處理水量等參數,通過試驗確定合適的除磷劑投加量。同時,定期對加藥系統進行檢查和維護。投加量計算可點擊《PAC、PAM深度解說》參考
二沉池沉降效果變差出水跑泥
二沉池沉降效果不佳,會使活性污泥隨水流出,導致出水中的懸浮物增加,其中包含的磷也隨之流出,造成出水總磷超標,原因包括有水力負荷過大、污泥膨脹、二沉池設計不合理、曝氣過曝導致污泥解體等。只要是出水在線測定期間檢測到磷突然超標,多半是檢測水樣里有懸浮物。
解決辦法:若因水力負荷過大導致沉降效果變差,可適當降低進水流量,或降低污泥回流量。若為污泥膨脹問題,可通過調整工藝參數、投加化學藥劑等方法解決。若二沉池設計不合理,可考慮進行改造優化,如增加斜管沉淀裝置等,提高沉降效果。
二次釋磷
污泥在二沉池停留時間過長,或者回流污泥進入厭氧段后,由于環境變化及底物的消耗,聚磷菌會再次釋放磷。
解決辦法:優化二沉池的運行管理,縮短污泥在二沉池的停留時間,避免污泥長時間積壓。同時,合理調整回流污泥的路徑和流量,減少因回流污泥引發的二次釋磷。
水質沖擊
進水總磷濃度過高
當污水廠接納了含有高濃度磷的工業廢水或生活污水時,進水總磷濃度超出了污水處理系統的設計處理能力,會導致出水總磷超標。例如一些化工、制藥、食品加工等行業的廢水,磷含量可能較高。
解決辦法:在污水廠內設置調節池,對進水水質和水量進行均衡調節,緩沖進水異常沖擊。實時監測進水水質情況,當濃度過高時,及時調整工藝參數應對。如果超標特別嚴重,緊急調用應急池,負荷過高時,可加大污泥回流,提高生化池微生物總量。
碳源不足
在生物除磷過程中,聚磷菌在厭氧段需要利用碳源進行發酵產酸,為后續吸磷提供能量。如果進水中碳源不足,聚磷菌無法充分發酵產酸,就會影響其吸磷能力,導致出水總磷升高。進水的 BOD5/TP 理應大于 20,不小于15,才能保證良好的生物除磷效果。
解決辦法:及時掌握進水碳源含量的變化情況,若碳源不足,可適當投加碳源。
溫度和 pH 值影響
聚磷菌的生長和代謝活動受溫度影響較大。當水溫低于 15℃時,聚磷菌的活性降低,磷的釋放和吸收效率下降。
生物除磷的 pH 值范圍為中性至弱堿性,pH的異常影響磷的釋放和吸收
解決辦法:對于溫度較低的地區或季節,可適當增加曝氣和污泥濃度。對于 pH 值的調節,可在進水口或反應池中投加適量的酸或堿,如鹽酸、氫氧化鈉等,將 pH 值控制在適宜的范圍內。但要注意投加量的控制,避免突躍現象。
設備故障
攪拌設備故障
厭氧池的攪拌設備若出現故障,如攪拌槳葉損壞、電機故障等,會導致混合液攪拌不均勻,影響聚磷菌與底物的接觸,破壞厭氧環境,進而影響生物除磷效果。
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氨氮的去除。
加藥設備故障
對于采用化學除磷的工藝,加藥設備故障如加藥泵堵塞、加藥管道泄漏等,會導致混凝劑無法準確投加,影響化學除磷的效果,使出水總磷超標。