近年来,城市污水与工业废水的增长依然非常快速,这就要求污水厂出水更加严格地控制,保证出水的稳定达标。 但问题是,在污水厂运行过程中, 上游管网时常出现工业企业废水排放超标或超量现象,使得污水厂进水出现高负荷或高有毒有害物质浓度影响 ,进而冲击污水厂的安全稳定运行,给污水厂出水稳定达标运行带来了极大的压力。 一位环保老兵曾在水圈留言道:
近年来,城市污水与工业废水的增长依然非常快速,这就要求污水厂出水更加严格地控制,保证出水的稳定达标。
但问题是,在污水厂运行过程中, 上游管网时常出现工业企业废水排放超标或超量现象,使得污水厂进水出现高负荷或高有毒有害物质浓度影响 ,进而冲击污水厂的安全稳定运行,给污水厂出水稳定达标运行带来了极大的压力。
一位环保老兵曾在水圈留言道: “说实话,现在我和兄弟们 不是忙于工艺管理,更多的是忙于如何准确做到对进水水质预警从而保障出水水质 ,真是苦不堪言......”
因此,针对进水高负荷或有毒有害物质引起的冲击影响问题,污水厂亟须探讨出污水快速应急预警、溯源及调控措施策略, 减少进水 冲击对活性污泥系统的影响, 实现 污水厂的安全稳定运行和优化控制。
0 1
如何准确、快速地对进水水质进行预警?
1、 通过溶解氧的变化及时判断水质情况
发生进水冲击时生化池好氧段溶解氧比较敏感,会产生异常升高或降低。
当进水中 COD、氨氮负荷异常增高或硫化物含量较高时,系统需氧量异常增加,溶解氧会异常降低;
当进水中含有有毒有害物质时,系统中生化反应受抑制,溶解氧会异常升高。
运行中, 若水量风量未调整,生化池溶解氧在 1 小时内突然升高或降低超过3mg/L,可视作异常。
若冲击强度较大,生化池溶解氧可能在 1 小时内突然升高至7mg/L 以上或降低至 0.7mg/L 以下, 这种情况需高度关注。
对于进水水质冲击较多的污水厂来说,在日常生产运行中要提高警惕,及时发现溶解氧的异常变化,发生进水冲击后首要措施为切断污染源,然后再进行系统恢复。
一旦发现溶解氧异常变化,要立即采取相应措施 ,如关注生化池出水氨氮变化、曝气实验排查进水及管网来水、取样送检等;若为高负荷进水冲击,可同时采取手动调整风机增加风量及相关提高 MLSS 的措施。
值得一提的是 ,发生进水冲击时,生化池上的曝气效果和污泥性状也会发生变化。
发生高负荷冲击溶解氧异常降低时,生化系统的曝气效果表现为泡沫变少且分散,同时感官上曝气对生化池混合液的搅拌效果也会变差;
发生有毒有害物质冲击溶解氧异常升高时,生化系统内曝气效果表现为泡沫较大且非常密集,泡沫不易破,易堆积,同时污泥性状变得分散,泡沫携带污泥上浮,但感官上曝气对生化池混合液的搅拌效果与水质正常时相比无差异。
2、通过曝气试验判断水质冲击来源
曝气实验是通过将硝化效果良好的AAO的外回流活性污泥1:1比例与污水混合进行曝气(模拟好氧段的停留时间),测量上清液氨氮数据。
若氨氮未达标,继续延时曝气2小时(排除氨氮负荷过高引起的结果误判情况),再次测量上清液氨氮数据;
若氨氮仍未达标,判断为进水中含有抑制性物质,通过此方法对进水水质的抑制性排查,效果较好。
同时,可以进行洗泥实验,即用自来水清洗目前受抑制的活性污泥两遍后,再用水质较好、正常污水厂进水进行曝气实验,可快速断定目前活性污泥受抑制程度。
综上所述,受到进水水质冲击时,可以 通过曝气实验快速排查恶化水质进水时间及其来源,同时也能清楚了解目前进水水质情况及目前系统恢复情况,掌握进水及出水水质变化趋势。
值得一提的是,在曝气试验中进行曝气后氨氮去除效果的判断时, 结合钠氏试剂滴色法,更加快速高效 。
通过曝气试验和纳氏试剂滴色结合锁定问题管网后,及时查阅管网水质波动历史档案,同步实施色质联送检,可更加明确水质冲击性质
3、通过在上游管网安装在线监测设备
在运行中发现, 由于部分不法企业逃避环保部门监管,向城市排水管网中偷排未经处理的污水,导致本污水处理厂易遭受进水冲击,此进水存在以下特点:
不定时且持续时间较短,水质极其恶劣,对系统影响较大往往超出系统负荷甚至导致生化处理单元崩溃,极易造成出水水质不达标。
由于排水企业数量多且排水管网布置体系也庞大复杂,厂内进水出现问题时难以排查出问题污水的来源。
因此, 为了可以及时掌握排水管网的水质情况,结合各支路管网排水的水质特点,在主管网节点集中加装在线水质监测设备。
依据管网在线监测设备监测所得的数据,可以作为工业企业超标排放的预警依据, 根据管网在线监测数据可以提前进行相应的工艺安排,以应对进水带来的冲击,防止出现出水超标情况的发生。
02
受到冲击,应采取哪些工艺应急调整策略?
1、溶解氧调整策略
当进水受到高负荷冲击时,会导致溶解氧异常降低,此时可以通过多种途径来稳定系统防止出现水质波动,其中之一为 及时加开风机,增加风量,使溶解氧迅速控制于较高水,便于系统快速恢复。
以某城市污水厂为例子,取该污水厂好氧池中的污泥,同时取进入污水厂管网中水质较差点位处的进水,与好氧池污泥按照1:1的形式进行混合于5L的实验桶中,设置三组实验,利用曝气装置将三组实验组的溶解氧分别控制于2mg/L,4mg/L,6mg/L,研究高负荷冲击时溶解氧的调整模式(2mg/L,4mg/L,6mg/L)对水质恢复的影响。
通过实验可得, 溶解氧控制浓度越高,越有利于氨氮的去除 。当溶解氧控制大于 4mg/L时,氨氮去除效果较好。
值得一提的是,对该污水处理厂受高负荷进水冲击情况进行分析,在生化池系统恢复后,在 保持第一阶段筛选出的溶解氧浓度情况下,持续1天后系统可进入稳定期运行。
2、回流比及水量调整策略
进水水质异常时 , 可加开回流稀释来水,降低水质异常对系统影响;同时加开回流可提高系统 MLSS,提高系统抗冲击能力 。 需研究不同回流比条件下,应对高负荷水质冲击的效果。
如果是高负荷冲击 ,可利用管网蓄水能力,减小进水量,延长系统停留时间,降低系统负荷,利于出水水质快速恢复;
如果是硝化抑制导致的污泥中毒 ,需提高水量,使问题水源快速通过系统,尽快将恢复后的来水引入系统。需研究不同冲击类型下,不同水量调整控制模式对系统的恢复影响。
以某城市污水厂为例,为研究研究在污水处理厂受到高负荷进水冲击时, 通过增加回流比及减少进水量,观察对系统运行的影响以及对系统恢复时间的影响 ,研究人员设置4组实验。
实验组1条件为回流比100%,进水量为日常水量1/2倍时对系统影响;
实验组2条件为回流比100%,进水量为日常水量2/3倍时对系统影响;
实验组3条件为回流比150%,进水量为日常水量1/2倍时对系统影响;
实验组4条件为回流比150%,进水量为日常水量2/3倍时对系统影响。
需要说明的是,该污水处理厂AB工艺日常进水量为120000m3/d,所有实验组进水统一使用该污水处理厂的实际进水,进水指标COD浓度为769mg/L,氨氮浓度为78.7mg/L。
通过实验发现, 在污水厂受到高负荷进水影响时,合理地增加回流比及适当地减少进水量对系统的恢复有较大的影响 。
具体表现为,在水质冲击时,水量控制为日常进水量的 2/3,同时增加回流比到150%,更易于调控,且系统恢复效果较为显著。
值得大家共同关注的是,目前 很多进入污水厂的管网路线仍为老旧市政管线,管线冗长复杂,有些管线走向不是十分明确。
所以,有时受到冲击时,无法快速地判断,无法准确地对水源做出定位。