含鈣污水生化處理裝置的開車調(diào)試
前言
含鈣污水遍及輕工、化工、石油化工等行業(yè)以及某些污水厭氧處理的后處理階段、以工業(yè)污水為主的城市污水以及大型化、區(qū)域化、集中處理的綜合性污水中。
含鈣污水處理存在普遍的共性問題是：碳酸鈣結(jié)晶及其在系統(tǒng)中不斷析出對生化處理過程的影響，特別是對系統(tǒng)穩(wěn)定性和處理效果的影響。盡管目前在含鈣廢水處理研究方面有了一些新的發(fā)展和突破，但在A/O生物脫氮系統(tǒng)處理含鈣、含氨氮污水過程中暴露了一些問題。
本文結(jié)合某工業(yè)化A/O生物脫氮系統(tǒng)開車調(diào)試實踐，就含鈣、含氨氮污水生物脫氮過程中出現(xiàn)的問題進行探討。
1 工藝簡介
1.1 設(shè)計水量水質(zhì)
某污水處理廠生化系統(tǒng)日處理廢水量為1.44×104t/d。進水水質(zhì)為pH6－9，CODCr1010mg/L，BOD5≥606mg/L，SS≥70mg/L，NH3-N80mg/L。處理廢水主要有醇醛廢水、合成氨廢水、硫酸廢水、AC廢水、聚氯乙烯廢水、錦綸廢水、季戊四醇廢水、氟化工廢水等。出水水質(zhì)執(zhí)行GB 8978－1996一級排放標準。
1.2 生化處理工藝流程
生化處理采用A/O-O的工藝流程，并在流程上設(shè)置事故池、均質(zhì)池。各股廢水設(shè)獨立管道送至污水處理廠。經(jīng)流量計計量后進人均質(zhì)池，經(jīng)中和調(diào)節(jié)、營養(yǎng)鹽調(diào)整后并與回流污泥、回流液混合進人A/O生化池中。污水在A/O池內(nèi)進行脫碳、硝化和脫氮后，混合液流入一段沉淀池，經(jīng)泥水分離后，出水流入二段好氧池，處理后出水經(jīng)二段沉淀池外排。
2 調(diào)試期間進水水量水質(zhì)特點
調(diào)試期間污水處理廠水量水質(zhì)具有如下特點：
廢水來源于多套化工裝置，排放規(guī)律性差，集中排放經(jīng)常發(fā)生，造成水量波動較大。pH、CODCr、NH3-N等水質(zhì)指標波動較大，廢水毒性大，背景組份復(fù)雜。且廢水在預(yù)處理時使用廢棄的電石渣中和，造成廢水中含有大量的鈣離子和SS。增加了生化處理系統(tǒng)開車調(diào)試的復(fù)雜性和難度。
3 開車調(diào)試
3.1 污泥培養(yǎng)馴化階段
培養(yǎng)馴化采用的廢水為醇醛廢水、錦綸廢水，廢水中不含鈣離子。起始CODCr濃度為300mg/L，廢水水質(zhì)由低濃度向高濃度逐步過渡。由于選擇的接種污泥較好，加之培養(yǎng)馴化初期進水有機物濃度低，污泥對處理的廢水有很好的適應(yīng)性。僅用半月時間，進水水質(zhì)達到了正常值，進水CODCr為1411mg/L（平均），NH3-N168mg/L（平均）。系統(tǒng)硝化反應(yīng)劇烈，出水pH值降至5.5。隨后投加Na2CO3調(diào)整pH值，2d后，出水全面達標，出水CODCr值為67mg/L（平均），NH3-N為4mg/L（平均），CODCr、NH3-N去除率分別為95.66%，97.22%。系統(tǒng)運行正常。
3.2 含鈣廢水處理
穩(wěn)定運行20d后，開始進PVC廢水、合成氨廢水、氟化工廢水。此時，進水中SS高達200mg/L、鈣離子高達1000mg/L，造成生化處理系統(tǒng)鈣沉積現(xiàn)象，污泥性能惡化，SVI值降至20mL/g左右。MLVSS/MISS下降至30%，出水CODCr上升至200mg/L以上，NH3-N上升至140mg/L左右，系統(tǒng)被迫停止進電化廠PVC廢水、合成氨廢水、氟化工廢水。
隨后，開始系統(tǒng)恢復(fù)工作。進行了污泥洗脫，在不改變污泥生化性能的前提下改善了污泥沉降性能異常的問題。通過有計劃地安排各股廢水進入系統(tǒng)，避免了含鈣廢水對系統(tǒng)的沖擊，解決了微生物對含鈣廢水的適應(yīng)性，實現(xiàn)了污泥的再馴化。并應(yīng)用水的穩(wěn)定性原理，解決了含鈣廢水中的鈣離子在生化系統(tǒng)的沉積、鈣離子的平衡問題。實現(xiàn)了生化處理系統(tǒng)的連續(xù)、穩(wěn)定運行。
經(jīng)過約一個月的運行調(diào)整，實現(xiàn)了現(xiàn)有廢水的全面處理，處理廢水清澈透明，全面達標。CODCr去除率為95%以上，BOD5去除率為99.3%以上，NH3-N去除率為84.3%以上。
3.3 含鈣廢水開車過程中的異常情況及解決辦法
3.3.1 污泥沉降性能異常
開車凋試過程中，由于大量電石渣廢水進入系統(tǒng)中，造成污泥SVI值僅20mL/g左右，MLVSS/MLSS僅30%。給設(shè)備乃至整個生化處理系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運行帶來了麻煩。大量無機物質(zhì)在系統(tǒng)沉積，反硝化池污泥沉積于池底，硝化池為清水，污泥循環(huán)系統(tǒng)被破壞，并造成沉淀池刮吸泥機吸泥管堵塞嚴重，出水效果急劇惡化現(xiàn)象。因此，大量鈣離子進入系統(tǒng)并沉積，不僅引起污泥性能異常，而且將直接威脅整個系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運行，嚴重時會造成整個系統(tǒng)的癱瘓。
造成鈣沉積的原因是在污水生物處理過程中微生物產(chǎn)生的以H2CO3、HCO3-、CO32-等形式存在于水體中的CO2，以及生物脫氮過程需要補充的堿度。據(jù)資料報道，氧化1kgCOD約產(chǎn)生1.38kgCO2。
我們知道，含鈣水質(zhì)有其自身的特點和內(nèi)在的規(guī)律，是自然界中存在的水系之一。含鈣污水處理系統(tǒng)不僅有碳酸鹽平衡，還涉及到碳酸鈣的溶解平衡，也即通常所說的水的穩(wěn)定性問題。當(dāng)水中碳酸鈣達到動態(tài)平衡時的pH值稱為平衡pH值，pH值大于此值，水具有沉積性，系統(tǒng)將發(fā)生碳酸鈣沉淀，pH值小于此值，水具有侵蝕性，系統(tǒng)將發(fā)生碳酸鈣溶解。根據(jù)這一水的穩(wěn)定性調(diào)整原理，我們可以控制含鈣污水的pH值，防止含鈣污水生化過程中的鈣沉積。
在實際操作中應(yīng)根據(jù)進水水質(zhì)、生化過程建立pH、Ca、堿度及各種碳酸鹽含量存在的相關(guān)關(guān)系。并對進水進行調(diào)整。通過計算，我們發(fā)現(xiàn)人工控制pH值在6.5－7.0之間，既可滿足生化條件，又避免了鈣沉積。
3.3.2 硝化抑制現(xiàn)象
鈣離子進入系統(tǒng)后，對硝化菌產(chǎn)生了抑制，起初，NH3-N去除率為零，隨著時間的延長，硝化反應(yīng)開始，但去除率一直維持在50%左右，產(chǎn)生硝化菌抑制的原因據(jù)觀察主要來自NH3-N自身的抑制和鈣離子存在造成的系統(tǒng)失衡。我們曾對含抑制的混合液（不含鈣）曝氣長達一個月，也未出現(xiàn)硝化現(xiàn)象，NH3-N幾乎不變。由于系統(tǒng)鈣的存在，碳酸鹽以及系統(tǒng)生化產(chǎn)生的CO2利用率低，影響系統(tǒng)PH值，間接產(chǎn)生硝化過程抑制。
當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)NH3-N硝化抑制時，首先要人為降低系統(tǒng)中的NH3-N，建立硝化反硝化系統(tǒng)。并通過進水水質(zhì)的嚴格控制保證系統(tǒng)的正常運行。一旦出現(xiàn)抑制，系統(tǒng)硝化的恢復(fù)將是復(fù)雜的。
另外，系統(tǒng)的堿度、pH值也很重要，系統(tǒng)的運行、調(diào)整應(yīng)是動態(tài)的，應(yīng)通過各運行參數(shù)的分析，建立符合實際的CODCr、NH3-N、堿度等物料平衡及相關(guān)關(guān)系，以做到整個系統(tǒng)運行狀況的預(yù)見性。
3.3.3 污泥洗脫
開車調(diào)試期間，因大量含鈣懸浮物和含鈣廢水進入并在系統(tǒng)發(fā)生沉積，導(dǎo)致污泥性能異常。出現(xiàn)上述情況后，一般應(yīng)更換污泥，污泥需要重新接種培養(yǎng)馴化。本次開車出現(xiàn)鈣沉積后，我們充分利用系統(tǒng)的硬件設(shè)施，應(yīng)用水的穩(wěn)定性原理，通過進水水質(zhì)的控制，在保證污泥生物性能的前提下，成功地實現(xiàn)了化學(xué)法污泥洗脫。改善了污泥的沉降性能。污泥SVI值升至100mL/g左右，解決了污泥更換、重新培養(yǎng)馴化的問題？s短了啟動周期。
3.4 含鈣廢水運行參數(shù)的調(diào)整
在含鈣廢水的A/O生物脫氮系統(tǒng)中，雖然鈣沉積可通過加大剩余污泥排放量、控制進水鈣離子和SS來實現(xiàn)，但最主要的是系統(tǒng)運行參數(shù)間的調(diào)整和關(guān)聯(lián)控制。
在含鈣污水處理過程中，pH、Ca、堿度及各種碳酸鹽含量存在相關(guān)關(guān)系，pH、CODCr、NH3-N、堿度也存在相關(guān)關(guān)系。因此，生化運行控制條件應(yīng)在對水質(zhì)、系統(tǒng)充分分析的基礎(chǔ)上，找出既可防止鈣沉積又滿足生化的控制條件。該控制條件可能偏離生化控制的最佳條件，也由于限制因素多，造成控制參數(shù)范圍變窄，控制難度加大。此時，采取動態(tài)控制、參數(shù)間關(guān)聯(lián)控制、及時分析處理運行數(shù)據(jù)，對系統(tǒng)情況的預(yù)測就顯得特別重要。
加強來水水質(zhì)的預(yù)處理、事故水質(zhì)的管理、進水水質(zhì)的監(jiān)測和控制是系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要保證和前提。通過預(yù)處理降低進水SS含量，對于含鈣廢水生化運行來說是必要的，也應(yīng)加以重視。
4 結(jié)語
對于含鈣廢水的A/O生物脫氮系統(tǒng)，鈣離子在系統(tǒng)的沉積可能導(dǎo)致污泥性能異常，影響整個系統(tǒng)運行。含鈣廢水調(diào)試實踐表明，在充分了解水質(zhì)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用水的物化特性和水的穩(wěn)定性原理，對進水水質(zhì)進行合理調(diào)整和監(jiān)控，嚴格控制事故沖擊和進水懸浮物，采用生化系統(tǒng)運行參數(shù)的動態(tài)控制可解決鈣沉積引起的系統(tǒng)綜合性問題和開車調(diào)試過程中出現(xiàn)的異常問題，實現(xiàn)生化系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運行。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”
