污水处理氮磷超标的原因及控制方法

反硝化除磷工艺在污水处理中的应用越来越多,但在实际运行过程中,出水中氮磷含量过高往往困扰水厂工作人员。因此,明确和控制脱氮除磷工艺的重要参数,可以保证系统的正常运行,出水的氮磷含量达标。


污水中氮含量超标的原因及控制方法

氨氮超标

1.污泥负荷与污泥龄

生物硝化是一个低负荷过程,f/M一般为0.05-0.15kgbod/kgmlvss·D。

负荷越低,硝化作用越强,NH-N转化为no-N的效率越高。

与低负荷相对应,生物硝化系统的SRT较长,这是因为硝化细菌的产生周期较长。如果生物系统的污泥停留时间太短,污泥浓度较低,则不会培养硝化细菌,也不会取得硝化效果。

SRT的控制取决于温度和其他因素。对于以反硝化为主要目的的生物系统,SRT通常需要11-23天。

2.回流比和水力停留时间

生物硝化系统的回流比一般大于传统的活性污泥法,主要是因为生物硝化系统中活性污泥混合液中含有大量的硝酸盐。回流比过小,活性污泥在二沉池中停留时间较长,容易产生反硝化作用,导致污泥上浮。回流比通常控制在50-100%。

生物硝化曝气池的水力停留时间比活性污泥法的水力停留时间长,至少8小时。

这主要是因为硝化速率远低于有机污染物的去除速率,因此需要较长的反应时间。

3.生化需氧量5/TKN

BOD5/TkN越大,硝化菌在活性污泥中的比例越小,硝化速率越小,在相同操作条件下硝化效率越低;

相反,BOD5/TkN越小,硝化效率越高。

在许多城市污水处理厂中,BOD5/TkN的最佳范围约为2-3。

4.溶解氧

硝化细菌是一种特殊的需氧细菌。当没有氧气时,它们就停止了生命活动。此外,硝化细菌的吸氧速率远低于分解有机物的细菌。如果它们不能维持足够的氧气,硝化细菌就不会“竞争”所需的氧气。

因此,生物池好氧区的溶解氧应保持在2mg/L以上,特殊情况下需增加溶解氧含量。

5.温度和pH值

硝化细菌对温度的变化也非常敏感。当污水温度低于15℃时,硝化速率明显下降。当污水温度低于5℃时,其生理活动将完全停止。

因此,冬季污水处理厂出水特别是北方地区氨氮超标现象较为明显。

硝化细菌对pH值非常敏感,其生物活性在pH 8-9范围内最强。当pH值小于6.0或大于9.6时,硝化细菌的生物活性将受到抑制并趋于停止。因此,有必要将生物硝化系统混合液的pH值控制在7.0以上。

总氮超标

1.污泥负荷与污泥龄

由于生物硝化是生物反硝化的前提,只有好的硝化才能获得高效稳定的反硝化。

因此,反硝化系统也必须采用低负荷或超低负荷,并采用高泥龄。

2.内外回流比

生物反硝化系统的回流比简单生物硝化系统的回流小,主要原因是进水污水中大部分氮已被去除,二沉池中no-n浓度不高。

反硝化系统污泥沉降速度快。在保证所需污泥浓度的前提下,降低回流比,延长污水在曝气池中的停留时间。

在运行良好的污水处理厂,外回流比可以控制在50%以下。内回流比一般控制在300%-500%之间。

3.缺氧区溶解氧

对于反硝化,希望do尽可能低,最好为零,这样反硝化细菌才能“充分”反硝化,提高反硝化效率。然而,根据污水处理厂的实际运行情况,很难控制缺氧区内的DO低于0.5 mg/L,因此也影响出水的生物脱氮过程和总氮指数。

4.生化需氧量5/TKN

反硝化细菌在有机物分解过程中进行反硝化和反硝化作用,因此必须有足够的有机物进入缺氧区,以保证反硝化作用的顺利进行。

目前,许多污水处理厂配套管网建设滞后,全厂BOD5低于设计值,氮、磷等指标均等于或高于设计值,这使得进水中的碳源无法满足反硝化对碳源的要求,也造成出水总氮不时超标的情况。

5.温度和pH值

虽然反硝化细菌对温度变化的敏感性不如硝化细菌,但反硝化效果会随着温度的变化而变化。温度越高,反硝化速率越高。在30~35℃时,反硝化速率最大。当温度低于15℃时,反硝化速率明显降低,当温度达到5℃时,反硝化趋于停止。反硝化细菌对pH值的变化不如硝化细菌敏感。在pH值6-9范围内,可以进行正常的生理代谢,但生物脱氮的最佳pH值范围为6.5-8.0。

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