CN105906141A - 一种针对污水处理厂出水tn超标的处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种针对污水处理厂出水TN超标的处理方法，属于环境工程技术领域。本发明方法包括检测出水TN各成分得到进水不可氨化有机氮含量、出水硝态氮含量和/或出水NH3‑N含量，根据检测得到的数据一一排查原因，进而准确或者导致出水TN超标的问题根源，通过采取相应的措施快读、高效地解决这个问题。本发明方法全面、高效、准确，适合各种污水处理工艺，而且需要检测的指标少，能够及时进行排查、提出有效解决方案，提高污水处理厂运行管理水平。

Description

一种针对污水处理厂出水TN超标的处理方法
技术领域
本发明涉及一种针对污水处理厂出水TN超标的处理方法，属于环境工程技术领域。
背景技术
自改革开放以来，我国的经济快速发展，人民生活质量日益提升，但同时环境却在持续的恶化，其中水污染形势仍十分严峻。至2014年12月，全国62座重点湖泊(水库)、423条主要河流的968个国控地表水监测断面监测数据显示，目前Ⅲ类(含)占63.1％，Ⅳ、Ⅴ和劣Ⅴ类水质断面仍占36.9％，主要污染指标为五日生化需氧量(BOD5)、化学需氧量(COD)、总磷(TP)和氨氮(NH3-N)。未来随着我国人口数量的不断增加、城市化进程的继续推进和人民生活水平的进一步提高，生活污水排放量将继续增长，成为新增污水排放量的主要来源，故目前对于生活污水的处理量和处理效果的提升仍是我国水质改善工作的重点。
目前我国污水处理厂主要存在如下问题：(1)城镇污水处理厂普遍存在进水水质水量变化幅度大、无机悬浮固体含量高、碳氮比偏低、存在工业有毒有害污染物冲击的特征；(2)实际进水水质水量和设计值相差较大；(3)污水处理工艺设备不配套问题突出；(4)在运行过程出现问题时不能及时进行排查、提出有效解决方案，致使污水处理厂运行管理水平较低。实际上，现行一线技术管理人员中多数人缺乏丰富的污水处理实践经验，现有的文献书籍等也多以原理为主，缺少污水处理厂运行经验和能解决实际问题的直接方案或措施，从而使很多实际工作中的问题成为制约污水处理厂稳定达标的因素。
因此，有必要开发一种污水处理方法，为污水处理厂运行管理问题提供解决方案，辅助提高污水处理厂运行管理水平，改善污水出水水质，提高污水处理厂运行效率、节约运行成本。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供了一种针对污水处理厂出水TN超标(大于15mg/L)的处理方法，所述方法包括检测出水TN各成分得到进水不可氨化有机氮含量、出水硝态氮含量和/或出水NH3-N含量；
(1)当出水NH3-N含量大于2mg/L时检测池内温度、好氧池pH和/或进水氨氮浓度，若不正常则进行相应调整，若池内温度、好氧池pH、进水氨氮浓度都正常再进行小试模拟曝气实验确定是好氧池DO问题、活性污泥问题还是进水问题再进行相应调整；
(2)当出水硝态氮含量大于11mg/L时检测缺氧池末端硝态氮含量，若出水硝态氮浓度远大于缺氧段末端硝态氮浓度(比如差值达到4mg/L以上)则加大内回流，若两者相近(比如差值小于2mg/L)则调整温度、缺氧池DO和/或进水BOD5/TN值；
(3)当进水可不氨化有机氮含量大于2mg/L时排查上游排污企业。
在本发明的一种实施方式中，所述(1)的池内温度低于12℃时，则加大曝气、减少排泥或加大外回流比。
在本发明的一种实施方式中，所述(1)的好氧池pH小于6.8或大于8.5则投加药剂调整pH。
在本发明的一种实施方式中，所述(1)的进水氨氮浓度高于设计值的1.5倍则减少进水量或排查上游排污企业。
在本发明的一种实施方式中，所述(1)的设计值是指该污水处理厂氨氮设计值，或者月平均进水氨氮浓度。
在本发明的一种实施方式中，所述(1)模拟曝气实验确定是好氧池DO问题，进行加大好氧池曝气量或适当减少进水。
在本发明的一种实施方式中，所述(1)模拟曝气实验确定是进水问题，进行排查上游排污企业排放水质、调整进水水质。
在本发明的一种实施方式中，所述(1)模拟曝气实验确定是活性污泥问题，投加碳源提高BOD5浓度或者延长泥龄。
在本发明的一种实施方式中，所述(1)的模拟曝气实验具体流程为：设置四组静态实验，各自装有氨氮超标厂(出水氨氮浓度大于2mg/L)及对比厂(出水氨氮达标厂，出水氨氮浓度小于2mg/L)的污泥和进水，按照一定比例混合(尽可能的模拟两个污水处理厂好氧池的泥水混合状态)，维持DO＝3-5mg/L，连续曝气8h以上，每隔一段时间取样测氨氮浓度；其中四组静态实验具体为：A组为对比厂污泥+对比厂进水、B组为氨氮超标厂污泥+氨氮超标厂进水、C组为氨氮超标厂污泥+对比厂进水、D组为对比厂污泥+氨氮超标厂进水。
在本发明的一种实施方式中，所述(1)的确定是好氧池DO问题、活性污泥问题还是进水问题再进行相应调整是指在模拟曝气实验A组正常的情况下：若B组正常则为好氧池DO问题，进行加大好氧池曝气量或适当减少进水；若C组氨氮不超标且D组氨氮超标，则为进水问题，进行排查上游排污企业排放水质、调整进水水质；若D组氨氮不超标，且B组或者C租氨氮超标，则为活性污泥问题，当进水BOD5低(比如小于100mg/L)时添加碳源提高BOD5浓度，当泥龄短(比如小于10d)时延长泥龄。
在本发明的一种实施方式中，所述活性污泥问题，是指MLVSS过低，即夏季时MLVSS小于750mg/L、冬季时MLVSS小于1500mg/L。
在本发明的一种实施方式中，所述延长泥龄，可以是减少排泥量或者增加外回流。
在本发明的一种实施方式中，所述(2)中的调整温度、缺氧池DO和/或进水BOD5/TN值是指：若温度低于12℃则进行外加碳源、减少排泥或者加大外回流比，若DO大于0.5mg/L则减少内回流比、减少好氧池末端曝气量或者增加进水，若温度和DO都正常时且BOD5/TN不超过4则外加碳源。
在本发明的一种实施方式中，所述方法适合各种污水处理工艺，比如SBR、A2O、氧化沟和MBR。
在本发明的一种实施方式中，所述污水处理厂出水水质执行一级A标准。
本发明的方法适用于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A标准对于出水TN浓度的要求。
本发明还要求保护基于所述方法的污水处理智能设备，以及所述方法或者设备在污水处理厂的应用。
本发明的有益效果：
(1)本发明根据各水质指标污染物的去除原理及大量的工程经验，为污水处理厂出水TN超标问题提供了一种全面可靠的处理方法，通过本发明的方法，可以明确是污水处理过程中的哪一部分出现了问题，从而有针对性地对问题进行解决，使出水指标恢复正常；
(2)本发明的方法具有普适性，采用本发明方法对几十个污水处理厂的出水TN超标问题进行了解决，适合各种污水处理工艺(比如SBR、A2O、氧化沟和MBR)的问题解决。且本发明的方法准确性非常高，能够快速找到出水TN超标的问题所在，并有效解决污水处理厂的出水TN超标问题；
(3)本发明的方法简便，只需要检测进水不可氨化有机氮含量、出水硝态氮含量、出水NH3-N含量、池内温度、好氧池pH、进水氨氮浓度、缺氧池DO、进水BOD5/TN等中的某些指标，或者还包括小型曝气模拟实验，能够及时进行排查、提出有效解决方案，提高污水处理厂运行管理水平。
附图说明
图1：本发明的针对出水TN超标的处理方法框架图；
图2：实施例2的污水处理厂工艺流程图；
图3：实施例3的污水处理厂工艺流程图。
具体实施方式
实施例1：
本发明的针对出水TN超标的污水处理方法，如图1所示。
所述方法包括检测出水TN各成分得到进水不可氨化有机氮含量、出水硝态氮含量和/或出水NH3-N含量，确定是哪一部分异常，然后再采取相应的解决措施。
(一)当出水NH3-N含量大于2mg/L时检测池内温度、好氧池pH和/或进水氨氮浓度：
(i)若池内温度低于12℃，则加大曝气、减少排泥或加大外回流比。温度是微生物生长的重要限制性因子，在一定的温度范围内，升高温度有利于微生物的生长繁殖。温度会显著影响活性污泥系统硝化菌的活性。
(ii)若好氧池pH小于6.8或大于8.5则投加药剂调整pH。pH也是氨氮硝化的限制性因素之一，pH影响硝化速率主要是由于pH的改变会导致硝化菌细胞膜电位的改变，影响细胞代谢酶的活性。pH异常时可通过投加一定量的酸或碱进行中和。
(iii)若进水氨氮浓度高于设计值的1.5倍则减少进水量或排查上游排污企业。
(iv)当池内温度、好氧池pH、进水氨氮浓度都正常，需要进行一个小试模拟曝气实验，来确定出水氨氮超标的具体原因，确定是好氧池DO问题、活性污泥问题还是进水问题，然后再进行相应调整。
其中，模拟曝气实验具体流程为：
四组静态实验，各自装有氨氮超标厂及对比厂(出水氨氮达标厂)的污泥和进水，按照一定比例混合(尽可能的模拟两个污水处理厂好氧池的泥水混合状态)，维持DO＝3-5mg/L，连续曝气8h以上，前两个小时每隔10min取样测氨氮浓度，之后每隔15min取上清液测氨氮浓度，最后分析得出氨氮超标原因。四组静态实验具体为：
A组：对比厂污泥+对比厂进水
B组：氨氮超标厂污泥+氨氮超标厂进水
C组：氨氮超标厂污泥+对比厂进水
D组：对比厂污泥+氨氮超标厂进水
实验结果分析：
A组：对比实验，预期实验结果为出水氨氮达标。出问题则为操作问题，重新进行。
B组：氨氮不超标，则说明好氧池DO低是导致出水氨氮超标的原因，解决措施为加大好氧池曝气量或适当减少进水。
C组：氨氮不超标，且D组实验结果为氨氮超标，即氨氮超标厂的污泥可以降解达标厂的进水且达标厂的污泥无法降解超标厂的进水，则说明是氨氮超标厂进水水质问题导致出水氨氮超标，解决措施为排查上游排污企业排放污水的水质，找到问题污水的源头，监督排污企业废水处理达到接管标准。
D组：氨氮不超标，且B组实验或C组实验出现氨氮超标现象，即氨氮达标厂的污泥可以降解氨氮超标厂的进水，且出现氨氮超标厂的污泥无法降解超标厂的进水或达标厂进水的情况，则说明目前超标厂进水中没有有毒有害物质，氨氮超标的原因是该厂活性污泥无法降解进水中的氨氮，主要原因包括两个方面：MLVSS浓度过低和污泥中毒。
MLVSS浓度过低的原因主要有两个方面：进水中碳源过少和泥龄较短。可以采取适当投加碳源、减少排泥量或者适当增加外回流的解决措施。
通过氨氮曝气对比实验方法，可快速判断出污水处理厂氨氮超标的具体原因，并针对性地采取措施。
(二)当出水硝态氮含量大于11mg/L时检测缺氧池末端硝态氮含量，若出水硝态氮远大于缺氧段硝态氮则加大内回流，若两者相近则调整温度、缺氧池DO和/或进水BOD5/TN值。
若温度低于12℃则进行外加碳源、减少排泥或者加大外回流比，若DO大于0.5mg/L则减少内回流比、减少好氧池末端曝气量或者增加进水，若温度和DO都正常时且BOD5/TN不超过4则外加碳源。
(三)当进水可不氨化有机氮含量大于2mg/L时排查上游排污企业。
实施例2：本发明方法在出水TN超标的污水处理厂的应用
某污水处理厂位于江苏省太湖流域，处理规模为3.0万m3/d，出水水质执行一级A标准。生物处理工艺采用A2O+MBR工艺。其具体工艺流程如图2所示。某一段时间，出现出水TN超标现象。经检测，出水硝态氮含量和进水可不氨化有机氮含量正常，而出水NH3-N含量大于2mg/L。进一步检测，发现池内温度为22℃、好氧池pH为7.8、进水氨氮含量为该污水处理厂月平均进水氨氮浓度的1.1倍，说明池内温度、好氧池pH和进水氨氮含量正常。
进一步进行曝气试验，发现氨氮超标厂污泥+氨氮超标厂进水的实验组没有出现氨氮超标现象，因此，采用加大好氧池曝气量或适当减少进水的措施。结果发现，出水TN迅速恢复到14mg/L以下，满足一级A标准。
此外，在上述处理过程中，如果采用投加碳源、减少排泥量或者加大外回流比、调节pH等措施，都无法有效解决出水TN超标的问题。这也进一步说明，采用本发明的方法能够快速、准确地找到出水TN超标的根源并通过有效措施解决这一问题。
实施例3：本发明方法在出水TN超标的污水处理厂的应用
该污水处理厂地处华东地区，设计处理水量为4万m3/d，进水中生活污水与工业废水所占的比例分别为60％和40％，涉及到的工业类型主要包括：造纸、电子、化工及制造业。综合考虑该地区的污水水质特征，设计主要进水水质和主要控制出水水质指标如表1、表2所示。设计的工艺流程如图3所示。
表1 设计进水水质
表2 主要控制出水水质指标
生化单元工艺设计参数：污泥泥龄为15d；混合液污泥浓度为3.5g/L；污泥负荷为0.071kgBOD5/(kgMLSS·d)；好氧混合液回流为100～200％；污泥回流比为50～100％。
有效总池容为25920m3，总水力停留时间为15.6h。其中厌氧段池容为2592m3，水力停留时间为1.5h；缺氧段池容为7776m3，水力停留时间为4.7h；好氧段池容为15552m3，水力停留时间为9.4h。二沉池容积为4985m3，水力停留时间为3h。
2013年1月-2月，出现出水TN超标现象。经检测，进水可不氨化有机氮和出水NH3-N含量正常，而出水硝态氮含量大于11mg/L。经检测，发现出水硝态氮远大于缺氧池末端硝态氮含量，采用加大内回流比的措施后，出水TN恢复正常。2014年5月，又出现出水TN超标现象。经检测，出水硝态氮含量和出水NH3-N含量正常，而进水可不氨化有机氮大于2mg/L，经排查上游排污企业，是上游企业排放污水有问题，经改善后，进水可不氨化有机氮恢复正常，进而出现出水TN恢复到15mg/L以下，满足一级A标准。
此外，在上述处理过程中，发明人发现，如果采用减少排泥量或者加大曝气等措施，都无法有效解决出水TN超标的问题。这也进一步说明，采用本发明的方法能够快速、准确地找到出水TN超标的根源并通过有效措施解决这一问题。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (10)

1.一种针对污水处理厂出水TN超标的处理方法，其特征在于，所述方法包括检测出水TN各成分得到进水不可氨化有机氮含量、出水硝态氮含量和/或出水NH3-N含量；
(1)当出水NH3-N含量大于2mg/L时检测池内温度、好氧池pH和/或进水氨氮含量，若不正常则进行相应调整，若池内温度、好氧池pH、进水氨氮含量都正常再进行小试模拟曝气实验确定是好氧池DO问题、活性污泥问题还是进水问题再进行相应调整；
(2)当出水硝态氮含量大于11mg/L时检测缺氧池末端硝态氮含量，若出水硝态氮远大于缺氧段硝态氮则加大内回流，若两者相近则调整温度、缺氧池DO和/或进水BOD5/TN值；
(3)当进水可不氨化有机氮含量大于2mg/L时排查上游排污企业。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述(1)的池内温度低于12℃，加大曝气、减少排泥或加大外回流比。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述(1)的好氧池pH小于6.8或大于8.5，投加药剂调整pH。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述(1)的进水氨氮含量高于设计值的1.5倍，减少进水量或排查上游排污企业。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述(1)模拟曝气实验确定是好氧池DO问题，进行加大好氧池曝气量或适当减少进水。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述(1)模拟曝气实验确定是进水问题，进行排查上游排污企业排放水质、调整进水水质。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述(1)模拟曝气实验确定是活性污泥问题，添加碳源提高进行BOD5或者延长泥龄。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述(1)模拟曝气实验具体流程为：设置四组静态实验，各自装有氨氮超标厂及出水氨氮达标厂的污泥和进水，按照一定比例混合，维持DO＝3-5mg/L，连续曝气8h以上，每隔一段时间取样测氨氮浓度；其中四组静态实验具体为：A组为出水氨氮达标厂污泥+出水氨氮达标厂进水、B组为氨氮超标厂污泥+氨氮超标厂进水、C组为氨氮超标厂污泥+出水氨氮达标厂进水、D组为出水氨氮达标厂污泥+氨氮超标厂进水。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述(2)中的调整温度、缺氧池DO和/或进水BOD5/TN值是指：若温度低于12℃则进行外加碳源、减少排泥或者加大外回流比，若DO大于0.5mg/L则减少内回流比、减少好氧池末端曝气量或者增加进水，若温度和DO都正常时且BOD5/TN不超过4则外加碳源。
10.基于权利要求1-9任一所述方法的污水处理智能设备，以及所述方法或者设备在污水处理厂的应用。
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