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城市污水處理廠和工業廢水處理站市污水處理廠和工業廢水處理站普遍存在,其直接結果是水中懸浮物含量增加,同時BOD、COD、TN、TP等指標含量也相應增加,嚴重時污泥流失,系統運行不穩定
。
一、產生反硝化浮泥的因素
沉淀池底部的高固體濃度和廢水(污水)需要在池內停留一定時間(缺氧條件),增加了反硝化產生氮氣的可能性。氮的溶解度超過臨界值(一定水壓下的飽和濃度)時釋放出來。在泥水混合液向沉淀池底部壓縮沉淀的過程中,氮的飽和度取決于水深(增加會導致氮的溶解度增加)和反硝化反應(增加氮的濃度)。在池內一定水深下,影響氮濃度的因素很多,泥水混合液中的氮濃度達到臨界值會增加浮泥出現的概率。
1)氮的溶解度
氮在水中的溶解度取決于特定溫度和壓力下的氣液平衡,隨著溫度的升高,水中氮的飽和濃度會降低。在曝氣池中,氧的消耗導致氣相中氮的比例增加,導致液相中氮的比例增加,最終氣液中氮的比例達到平衡。
2)停留時間。
沉淀池中的污泥濃度高,DO低,極大地促進了反硝化,停留時間越長產生的氮越多。沉淀池的深度影響氮的飽和濃度(隨著水深的增加飽和濃度相應增加),所以沉淀池底部的氮飽和濃度最高。在排出沉淀池的過程中,隨著壓力的降低,氮的飽和濃度會降低,導致氮的釋放產生浮泥。
3)反硝化率
沉淀池中的氮主要是由反硝化產生的,反硝化速率主要取決于四個因素:硝酸鹽濃度、溫度、可用碳源和沉淀池中的污泥濃度。
rv=rxx
公式:
單位體積反硝化速率;
微生物的反硝化速率是溫度和碳源可利用的函數;
微生物濃度,是污泥濃度,沉淀池運行方式,SVI等功能。
對具有硝化工藝的活性污泥系統而言,到達沉淀池的碳源降解速度較慢,反硝化速率較低。反硝化過程對溫度有重要影響,當溫度升高時,內源碳的反硝化速率會大大提高。
4.進水溶解氧濃度
氧對反硝化工藝有抑制作用(O2接受電子的能力遠高于NO2-和NO3-),沉淀池進水時一定量的氧會延遲反硝化工藝,抑制沉淀池中氮的產生。
二、防止反硝化浮泥的措施
1.優化操作
首先,進入二沉池的硝酸鹽濃度應盡可能降低,這可以通過控制硝化過程在低負荷下運行或設置缺氧池(單獨或合建)來實現。此外,它還可以延長污泥年齡,穩定污泥(降低活性部分)和可生化有機物,從而降低沉淀池中的反硝化率。
2.增加池深
當水溫較低時,由沉淀池深度升高而引起的飽和濃度差異較大(3.5m和5m之間的飽和濃度差異接近6mg/L),但當水溫升高到20℃以上時,飽和濃度差異明顯減小,30℃時飽和濃度差異<2mg/L。
隨著沉淀池深度的增加,氮的臨界飽和濃度也相應增加,但在高溫下,不足以抵消水力停留時間延長產生的氮的一部分,反而容易產生浮泥,因此只能適當增加設計池的深度。
3.減少污泥停留時間
當溫度升高時,反硝化率升高是浮泥產生的主要原因。在不影響泥水分離效果的前提下,適當減少二沉池中污泥的停留時間,減少反硝化產生的氮量,有助于解決反硝化引起的浮泥問題。
4.提高進水溶解氧的濃度。
沉淀池中一定量的氧氣會延遲反硝化過程,但氧氣不會抑制大多數反硝化細菌本身,這些細菌呼吸鏈的一些成分甚至需要在有氧條件下合成。當溫度>20℃時,進水中的溶解氧(濃度很低)對反硝化過程的延遲極其有限。H2O2可以作為實驗中的氧源,但在工程上很難實現。
綜上所述,在低溫下,采取增加二沉池深度、適當減少污泥停留時間、增加進水溶解氧濃度等措施是可行的,但在高溫下,這些措施效果不大。一方面,水中氮的飽和濃度明顯降低,另一方面硝化細菌活躍,硝化作用增強,沉淀池進水硝化氮濃度增加。