廢氣處理設(shè)備,污水處理工藝

溶解氧(DO)異常變化 我整理了這些規(guī)律和對策!

2023/5/17 12:53:28

當(dāng)前污水處理中的生物處理大多是采用與好氧相結(jié)合的處理工藝,溶解氧?在實際的廢水生物處理操作中具有舉足輕重的作用,這一指標(biāo)的不合適或波動過大,會迅速導(dǎo)致活性污泥系統(tǒng)受到?jīng)_擊,進(jìn)而影響處理效率。因此在實際生化處理工藝中,需嚴(yán)格控制溶解氧的含量。


一、什么是溶解氧(DO)


DO是溶解氧(Dissolved Oxygen)的簡稱,是表征水溶液中氧的濃度的參數(shù),是溶解在水中的游離態(tài)氧。溶解氧的單位為mg/L,用每升水里氧氣的毫克數(shù)表示。水中溶解氧的多少是表征水體自凈能力的一個指標(biāo)。溶解氧高有利于對水體中各類污染物的降解,從而使水體較快得以凈化;反之,溶解氧低,水體中污染物降解較緩慢。


在日常運行管理中,DO值不能太高,也不能太低。目前業(yè)內(nèi)公認(rèn)的DO值宜控制在2mg/L左右,實際運行中應(yīng)根據(jù)各廠自己的具體情況而定。


但以生物硝化脫氮為目的的處理廠,其DO值通常比常規(guī)處理所需的值高,因為硝化細(xì)菌為轉(zhuǎn)性好氧菌,無氧即停止活動,而且其攝氧速率較分解有機物的細(xì)菌低得多,因此硝化系統(tǒng)需維持高濃度DO。


二、溶解氧(DO)異常變化的規(guī)律


DO異常表現(xiàn)為DO過高和過低兩種現(xiàn)象。其中DO過低的現(xiàn)象可以分為某個時段DO急劇下降和同樣鼓風(fēng)條件下DO逐漸降低兩種情況。


1、DO急劇下降主要原因


1)進(jìn)水水質(zhì)突變


高濃度有機廢水(溶解性BOD)流入。高濃度有機廢水主要指食品加工廢水、釀造業(yè)廢水、造紙廢水等,BOD易被活性污泥分解去除,導(dǎo)致耗氧量增加,DO降低。


高耗氧量污水的排入。污水管網(wǎng)或沉淀池中堆積的污泥流入,濃縮池或消化池上清液的大量流入,工業(yè)廢水如耗氧量高的油脂廢水、皮革加工廠工業(yè)廢水、印刷、纖維、化學(xué)合成廢水的流入都可導(dǎo)致DO急劇下降。


影響氧轉(zhuǎn)移廢水的流入。污水中的表面活性劑(如短鏈脂肪酸和乙醇等)、高粘性物質(zhì)、油脂等將聚集在氣、液界面上,阻礙氧分子的擴散轉(zhuǎn)移。由于它們增加了氧轉(zhuǎn)移過程的阻力,因此造成氧的轉(zhuǎn)移系數(shù)下降,轉(zhuǎn)移效率降低,從而使DO下降。


高濃度FeO廢水的流入。高濃度FeO廢水主要來自地下水或礦山、煉鐵廠、電纜廠等工礦企業(yè),這些廢水中含有大量氧化亞鐵,易被氧化成Fe3+,消耗大量氧,導(dǎo)致DO降低。


2)曝氣池發(fā)生硝化反應(yīng)


硝化反應(yīng)的公式為:


NH4+2O2→NO3-+2H++H2O


發(fā)生硝化反應(yīng)必須滿足這樣的條件:適宜的水溫、PH和DO,且SRT>1/Vn,其中SRT指污泥齡,Vn指硝化細(xì)菌的比增長率。


采用相同SRT運轉(zhuǎn)的污水處理廠,硝化細(xì)菌的比增長速率Vn隨溫度的上升而上升,或者由于剩余污泥排放急劇減少,當(dāng)滿足發(fā)生硝化反應(yīng)的條件時,會突然發(fā)生硝化反應(yīng),由上面公式可以看出,硝化作用會同時消耗氧,導(dǎo)致DO下降。


2、DO逐漸降低主要原因


保持相同鼓風(fēng)條件下,DO逐漸降低,大多是因為曝氣頭堵塞或曝氣膜老化所致。堵塞的可能原因是空氣中灰塵過多、鼓風(fēng)機過濾不徹底、鼓風(fēng)機冷卻油進(jìn)入管道、曝氣管內(nèi)部生銹、銹渣堵塞曝氣頭導(dǎo)致DO下降。


曝氣膜老化會導(dǎo)致氣泡變粗、變散,較大的氣泡降低了氣相、液相的接觸面積,縮短了二者的接觸時間,從而使氧的轉(zhuǎn)移效率降低,同樣曝氣情況下,DO會逐漸下降。


3、DO急劇升高主要原因


由于大量排放剩余污泥,或者在二沉池發(fā)生污泥膨脹而使污泥隨出水流失,或進(jìn)水負(fù)荷過高等都可導(dǎo)致曝氣池活性污泥濃度降低,耗氧量也會跟著降低,那么DO就會上升。


進(jìn)水濃度過低。對于雨污合流的排水體制,由于長時間降雨、融雪水的大量流入,會造成曝氣池進(jìn)水負(fù)荷過低,使DO上升。


有毒有害物質(zhì)的流入。由于工業(yè)廢水的流入會造成有毒有害廢水的進(jìn)入,導(dǎo)致活性污泥好氧速率下降,DO上升。如超量重金屬是細(xì)菌的抑制劑和殺菌劑,漂白粉、液氯等對細(xì)菌有很強的殺傷力,這些物質(zhì)可導(dǎo)致細(xì)菌大量死亡。


含強氧化劑廢水的大量流入。強氧化劑如高錳酸鉀可氧化細(xì)菌的細(xì)胞物質(zhì)而使細(xì)菌的正常代謝受到阻礙,甚至死亡,其結(jié)果必然導(dǎo)致微生物需氧量下降而使DO上升。


硝化反應(yīng)停止。由于水溫下降或者污泥齡縮短導(dǎo)致硝化反應(yīng)停止時,氧的消耗減少,DO上升。


除了以上因素,水溫也會對DO產(chǎn)生影響。在微生物酶系統(tǒng)不受變性影響的溫度范圍內(nèi),水溫上升會使微生物活動旺盛,提高反應(yīng)速度。水溫上升還有利于混合、攪拌、沉淀等物理過程,但不利于氧的轉(zhuǎn)移。


對于生化過程,一般認(rèn)為水溫在20~30℃時效果最好,35℃以上和10℃以下凈化效果即行降低。當(dāng)來水水溫突然增高,如水溫超過40℃時,就會引起蛋白變質(zhì),氧失去活性,導(dǎo)致處理水質(zhì)惡化。


三、溶解氧(DO)異常對策


溶解氧是活性污泥工藝曝氣池運行控制及其重要的指標(biāo),活性污泥的活性,可以用溶解氧的消耗來判別。良好的活性污泥需氧量大,取樣后混合液中的DO很快消失,即使充氧飽和數(shù)分鐘也就消耗了,而失去活性的污泥經(jīng)過數(shù)分鐘也不會消耗。


由于活性污泥絮凝體的大小不同,所需的最小溶解氧濃度也就不一樣,絮凝體越小,與污水的接觸面積越大,也越宜于對樣的攝取,所需要的溶解氧濃度就小;反之絮凝體越大,則需要的溶解氧濃度就大。


溶解氧不能太低,因為過低的溶解氧無法滿足曝氣池微生物新陳代謝對氧的需求而導(dǎo)致微生物數(shù)量下降,妨礙正常的代謝過程,滋長絲狀菌,污泥凈化機能下降,有機污染物分解不徹底,影響出水效果。如果出水段DO長期過低,還可導(dǎo)致二沉池發(fā)生反硝化而使污泥上浮。


溶解氧也不能過高,因為過高的溶解氧意味著要消耗過多的能量,還會引發(fā)喜好高DO的放線菌過量增加,影響處理效果。


除此之外,過度曝氣會導(dǎo)致一部分污泥不能沉淀而成為上浮污泥,還可能引起污泥解體或過氧化,使活性污泥生物營養(yǎng)的平衡遭到破壞,使微生物量減少而失去活性,吸附能力降低,絮凝體縮小質(zhì)密,污泥容積指數(shù)SVI降低;過度曝氣還會發(fā)生曝氣池泡沫增多等異?,F(xiàn)象。因此,曝氣池溶解氧并非越高越好。


對于傳統(tǒng)活性污泥法及其變形工藝,在不影響出水的前提下,應(yīng)盡可能降低DO值。對于傳統(tǒng)活性污泥法,氧的最大需要出現(xiàn)在污水與污泥開始接觸混合的曝氣池首段,即Ⅰ區(qū)。對于不要求脫氮的活性污泥工藝來說,Ⅰ區(qū)(進(jìn)水區(qū))溶解氧控制在0.8~1.2mg/L之間,Ⅱ區(qū)(中間區(qū))控制在1.0~1.5mg/L之間,Ⅲ區(qū)(出水區(qū))控制在2mg/L左右就可以滿足處理需要。出水區(qū)溶解氧稍高是為了磷的充分吸收并防止污泥在二沉池厭氧上浮。


DO異常也間接反映了進(jìn)水水質(zhì)或工藝控制的異常,要結(jié)合其產(chǎn)生的原因,采取不同的對策。如因進(jìn)水水質(zhì)問題,則應(yīng)加強與環(huán)保部門的溝通,摸清水質(zhì)來源,加強源頭管理,或者適時避開高峰期,分時段減量進(jìn)水。如因工藝控制產(chǎn)生的DO異常,則應(yīng)對照上述現(xiàn)象產(chǎn)生的原因加以調(diào)整。


另外,夏季因水溫高,應(yīng)適當(dāng)增大曝氣量,冬天則相反。因曝氣系統(tǒng)堵塞產(chǎn)生的溶解氧下降則應(yīng)對曝氣池進(jìn)行全面檢修,清洗或更換曝氣膜,清理曝氣管內(nèi)部堵塞物,使空氣能順暢進(jìn)入曝氣池,為微生物提供正常的溶解氧量。


總而言之,溶解氧DO是活性污泥法中極其重要的工藝控制手段,其值的大小會對一系列指標(biāo)產(chǎn)生影響。DO異常時要結(jié)合其產(chǎn)生原因,認(rèn)真分析,對癥下藥,及時調(diào)整,盡量把異常控制在最小范圍內(nèi),使污水達(dá)標(biāo)排放。



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