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講2個汙水處理廠出水氨氮超標的案例,看看你能找到原因嗎?

2024-08-23科學

本文2024年4月2日先發於公眾號:「胖先生的水處理日記」,如果您想提前學習更多有趣有料的水處理知識,歡迎搜尋關註(本號只引流不回復,要想進一步交流請移步公眾號)!

前幾天,胖哥發了一篇關於如何解決汙水廠出水氨氮超標的案例,詳見以下連結:

汙水處理廠出水氨氮超標,了解完整個情況後,我人都麻了!

文章發出後,有不少粉絲找到胖哥,說關於文中的那張思維導圖看不大懂。

▲治理出水氨氮超標的萬能「藥方」

胖哥覺得,對於我總結的這張圖,私信我的那些粉絲們並非是看不懂,而是不會用。

接下來我就結合我遇到過的或者聽說過的幾個氨氮超標案例,然後咱們分別用這張圖來尋找下「病根」,看看行不行得通。

案例一

某工業廢水處理廠,采用AO工藝進行脫氮,原水COD=150mg/L,氨氮=60mg/L,總氮=70mg/L,要求出水COD≤50mg/L,氨氮≤3mg/L,總氮≤15mg/L。

因為來水中的C/N較低,所以在缺氧池日常投加葡萄糖,維持缺氧池中C/N在5左右,可以保證出水總氮達標。

夏季的某天,執行人員巡檢時,發現好氧池水面粘稠性泡沫增多,經過檢測發現,pH正常,但好氧池DO比平時偏低,在1~2mg/L之間,二沈池出水COD、氨氮以及總氮均大幅升高,遠超排放標準。

問題來了,如果你是營運人員,該如何下手尋找導致此次氨氮超標的真正原因?

首先,根據說明,可以排除是因為水溫低、堿度不足引起的硝化菌崩潰。

其次,溶解氧偏低是有可能會導致硝化菌功能下降的,但此時的溶解氧卻並非是真正的「病因」。

為什麽這麽說呢?

你想,營運人員並沒有刻意去調整風機的風量,那為啥溶解氧就降下來了呢?

原因只有一個,消耗溶解氧的地方多了,也即活性汙泥對於溶解氧的需求增大了。

再結合二沈池出水COD飆升的現象,很明顯說明進入好氧池的有機物多了,好氧池內的化能異營菌型微生物們狂吃海喝,這才導致溶解氧消耗遠超平時。

落在開頭那張思維導圖上,就是高有機負荷導致的硝化菌抑制,從而導致氨氮去除率下降,甚至沒有。

後來現場人員經過調查後發現,那天正好趕上現場配制葡萄糖溶液,因為操作人員失誤,導致葡萄糖溶液加藥泵流量大增,過多的葡萄糖進入缺氧池,C/N一度高達30左右,這才導致最終出水COD、氨氮、總氮飆升。

可見我上面的推理思路是正確的。

至於解決辦法,因為發現碳源流量異常後已經采取措施,所以有機負荷高只是暫時的,只需要短時間內把它降解掉即可恢復硝化功能。

營運人員根據這個思路采取了兩個措施,首先立即停止生化池進水,但保持內外回流連續開啟,並對好氧池內殘存的葡萄糖進行燜曝。

其次,立即停止排泥,短時間內提升生化池內的汙泥濃度,加速葡萄糖的降解。

在采取了兩條措施後,出水COD快速下降,首先達標。

然後就是氨氮,在有機負荷極大緩解後,硝化菌也恢復了活性,12h後出水氨氮也合格了。

案例二

某工業廢水處理廠,采用AO工藝進行脫氮,原水COD=1500mg/L,氨氮=80mg/L,總氮=100mg/L,要求出水COD≤50mg/L,氨氮≤3mg/L,總氮≤15mg/L。

因為來水中的C/N較低,所以在缺氧池日常投加葡萄糖,維持缺氧池中C/N在5左右,可以保證出水總氮達標。

夏季的某天,執行人員巡檢時發現內回流泵泵頭漏液,經過檢修後還是不能解決問題,於是替換了一台用庫存水泵。

結果新水泵換完後的第二天,化驗室檢測人員反饋,出水氨氮、總氮超標,其中氨氮=10m/L,總氮=20mg/L,但COD並不超標,為40mg/L。

經過營運人員查詢,發現水溫、pH、汙泥濃度等因素,和此前執行正常時相比並沒有改變,且來水非常穩定,也可以排除是抑制性因素導致的硝化菌失效。

那麽問題來了,如果你是營運人員,該如何下手尋找導致此次氨氮超標的真正原因?

聰明的人肯定早已想到,既然我已經在前面的描述中提到了內回流泵,那麽問題肯定出在這裏。

而事實也是如此,營運人員也是第一時間就懷疑到了這點,於是去現場檢查,發現是新裝的水泵,接線接反了,執行時是以反轉狀態執行的,所以整個AO系統幾乎就沒有了內回流。

事後營運人員更改了接線,反轉變正轉,內回流流量就此恢復。

差不多三天後,出水氨氮和總氮就恢復了原生水平,不超標了。

寫到這,胖哥不知道會有多少人,覺得有點不對勁:

「內回流比,影響的是出水硝態氮的值,貌似和氨氮沒關系吧?」

沒錯,AO系統之所以需要內回流,是因為A在O前面,對於進水中不含硝態氮,只含氨氮的情況,必須要把好氧硝化單元產生的硝態氮回流到缺氧池,才能實作反硝化的效果。

如果不設內回流,頂多就是好氧池硝化反應後產生的硝態氮,直接隨著外排水出去了,但絕對不會影響到氨氮的降解!

能夠在我前面不斷的引導下,還能想到這一層的,絕對是已經對AO工藝原理了如指掌的人,有資格稱之為高手了。

理論雖是如此,但事實的確是,AO內回流系統恢復正常後,出水氨氮就不超標了。

當時負責現場營運的工程師也是百思不得其解,於是就找到了我。

我絲毫沒遲疑,就把最開始那張圖發給了他,然後讓他一條條去對比。

比來比去,最後發現,最有可能就是好氧池有機負荷太高,導致硝化菌失效。

但可惜的是,那位工程師當時並沒有從好氧池中取樣檢測COD值,所以無法得知當時好氧池內具體的F/M值。

不過這並不影響最終結果,經過我的分析後,大致還原了當時最有可能的情況。

因為內回流系統失效,所以缺氧池內僅能夠依靠汙泥回流系統,帶來一丟丟的硝態氮,這點硝態氮消耗的COD有限。

一旦硝態氮被徹底降解後,整個缺氧池就會轉變成厭氧模式執行,而來水中的總磷值又不高,這就導致多余的COD被迫轉入水解酸化的模式執行。

那麽問題來了,經過水解酸化後,水中的COD值總量會有明顯的降低嗎?

很顯然,不會,因為水解酸化只是把相對大分子的有機物轉化為相對小分子有機物,而不是最終的產物CO2和pO,因此從COD總量上,水解酸化出水幾乎不變。

而這些COD,最終就都流向了好氧池,導致好氧池內的F/M值升高,進而壓制了硝化菌的活性,最終出水氨氮超標。

而當內回流系統恢復正常後,硝態氮也就能夠恢復正常供應了,缺氧池內有機物也就能正常消耗了,到了好氧池這邊,F/M值也就降低了,自然硝化菌就又活過來了。

怎麽樣,您各位也是這樣認為的嗎?

所以說,不管你遇到的導致氨氮超標的「病因」有多奇葩,但分析來分析去,最後的根,準能在我最開始放的那張思維導圖上找到答案。

今天胖哥工作有點忙,就先寫到這吧,後面等有時間了,我在寫幾個氨氮超標的案例分析,歡迎您各位繼續關註。

另外看在胖哥寫文不易的份上,您各位走之前,一定要先給點個贊哦!

十分感謝您關註胖哥的水處理日記,咱們下次繼續聊水處理的那些事兒。

還沒有關註胖哥的朋友們,動動小手關註下吧~

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我是胖先生,專註於汙水處理技術研發10年有余,我會非週期性在本公眾號分享有關於水處理技術上的個人心得、經驗和一些有趣的案例故事,歡迎大家關註、分享。

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