Те, кто занимается эксплуатацией и обслуживанием сточных вод, вероятно, столкнулись с этим досадным тупиком: система работает нормально, без каких-либо серьезных изменений в аэрации, сбросе осадка или притоке, однако уровни ХПК и аммиачного азота в сточных водах постоянно не соответствуют стандартам. Этот цикл превышения ограничений, необходимости исправления, а затем повторного превышения ограничений делает поиск и устранение неисправностей бесполезным, а проверки еще более нервными-.
Фактически, в отрасли существует консенсус в отношении того, что чрезмерный ХПК и чрезмерный аммиачный азот представляют собой фундаментально разные системные проблемы с совершенно разными недостатками в их биологических процессах.
Вкратце: при превышении стандартов ХПК сточных вод: сосредоточьтесь на «потере ила, воздействии на приточные воды и разложении осадка». В случае превышения стандартов по сходящему аммиачному азоту: сосредоточьтесь на том, «соблюдаются ли условия нитрификации» (DO, возраст осадка, температура, соотношение C/N, щелочность). Сегодня мы четко обрисуем все основные причины, основную логику и ключевые моменты для-устранения неполадок на месте, связанных с постоянным превышением этих двух показателей. Это все практическая и актуальная информация; мы рекомендуем сохранить его для дальнейшего использования!
I. Постоянно ли ХПК ваших сточных вод ниже нормы? Не делайте поспешных корректировок! Проблема в основном в этих 4 вопросах:
Многие люди ошибочно полагают, что чрезмерная ХПК возникает просто из-за «слишком большого количества органических веществ или недостаточной аэрации». В действительности, в большинстве случаев постоянное превышение ХПК происходит не из-за проблем с аэрацией, а, скорее, из-за сбоя в отделении осадка-воды, аномального образования осадка или снижения ударопрочности системы.
1. Наиболее распространенная и непосредственная причина: Сток ила из вторичного отстойника, переносимый СС со стоками.
Это основная причина чрезмерного наложенного платежа на-сайте без исключения!
При нормальных условиях эксплуатации сточные воды содержат лишь небольшое количество не-биоразлагаемого инертного ХПК, а их значение стабильно и соответствует стандарту. Однако в случае неисправности вторичного отстойника сточные воды содержат большое количество частиц ила, а содержание ХПК в виде твердых частиц напрямую повышает значение сточных вод, неизбежно превышая стандарт.
Распространенные сценарии перелива осадка на-площадке:
Набухание осадка. Осадок имеет крайне плохие свойства осаждения, граница раздела осадка-воды расположена близко к поверхности воды, а сточные воды повсюду содержат мутный ил.
Денитрификация и газообразование во вторичных отстойниках: Донный ил подвергается денитрификации и всплывает на поверхность, на поверхности воды плавают крупные куски ила, а сточные воды содержат большое количество взвешенных веществ.
Неисправность физико-химической стадии: предварительная-коагуляция и седиментация не могут блокировать неорганические взвешенные частицы, что превышает адсорбционную способность активного ила, в результате чего в сточных водах остается большое количество мелких частиц.
Внезапный скачок содержания SS в сточных водах: приходящие взвешенные твердые вещества превышают стандарт, биологическая система не может справиться с этим вовремя, и одновременно с этим повышается SS в сточных водах, после чего ХПК превышает стандарт.
2. Скрытый убийца: шок от качества приточной воды + отравление илом. Биологические системы наиболее уязвимы к «внезапным колебаниям и токсичным веществам». Несмотря на кажущуюся бесперебойность работы, активность ила уже может быть нарушена. Когда приточные БПК и ХПК внезапно резко возрастают или когда вводятся устойчивые загрязнители (волокна, амилоза, диспергаторы, промышленные добавки и т. д.), возникают две основные проблемы: 1. Отравление активным илом, значительное снижение активности или даже локализованная гибель ила, что приводит к резкому падению способности к разложению органических веществ.. 2. Неисправность предшествующей физико-химической коагуляции, предотвращающей пред-предварительная очистка загрязняющих веществ и обеспечение их накопления на этапе биологической очистки. Такие превышения часто не имеют явных предупреждающих знаков, проявляя характеристики «постоянных небольших превышений и периодических крупных превышений», из-за чего их легко не заметить.
3. Долгосрочные-хронические проблемы: ухудшение состояния осадка и ненормальная нагрузка.
Ил является ядром системы биологической очистки. Плохое состояние осадка будет препятствовать снижению ХПК. Четыре распространенные проблемы с патологическим осадком:
Низкий MLVSS: Недостаточный объем ила значительно ослабляет способность адсорбировать и разлагать органические вещества, что приводит к постоянно высокому уровню ХПК в сточных водах.
Длительная-низкая нагрузка (низкая F/M). Микроорганизмы страдают от голода, старения и смерти, производя большое количество неподатливых клеточных остатков и растворимых метаболитов SMP-, образуя устойчивую ХПК.
Распад осадка. Отравление или длительная чрезмерная-аэрация полностью ухудшают флокуляцию бактериальных хлопьев, вызывая мутность воды и резкое снижение эффективности очистки.
Экологический стресс, приводящий к диспергированию хлопьев: высокое TDS, резкие изменения температуры или приток, содержащий большое количество диспергаторов, препятствует осаждению и флокуляции ила, что приводит к одновременному превышению содержания SS и COD в сточных водах.
4. Жесткие ограничения: Низкая температура + Чрезмерное количество неподатливых компонентов в притоке.
Воздействие низких температур: при температуре воды 10-15 градусов микробная активность значительно снижается, эффективность разложения органических веществ резко падает, а эффект удаления ХПК значительно снижается.
Качество воды само по себе непостоянно: высокая доля промышленных сточных вод, большая доля инертных и неподатливых ХПК, недостаточное количество доступных источников углерода, неспособность биологической системы полностью разложиться и, естественно, сточные воды не могут соответствовать стандартам.
5. Остаточные проблемы последующих процессов: отказ фильтра.
Установки глубокой очистки, такие как песочные фильтры и биологические фильтры, которые, казалось бы, не влияют на биологические процессы, на самом деле являются последней линией защиты для соблюдения требований по очистке сточных вод.
Фильтрующий материал, образующий комки грязи, короткое-замыкание трещин фильтрующего слоя, слишком высокая скорость фильтрации, утечка песка, а также слишком грубый или тонкий фильтрующий материал - все это может привести к сбою фильтрации, в результате чего мелкие частицы, не удаленные на входной стадии, вытекают напрямую, что в конечном итоге приводит к чрезмерному ХПК.
II. Постоянное превышение содержания аммиачного азота в сточных водах? Основная проблема заключается в следующем: система нитрификации не работает должным образом.
В отличие от ХПК, удаление аммиачного азота полностью зависит от стабильной работы нитрифицирующих бактерий. Нитрифицирующие бактерии имеют длительный цикл развития, хрупкие и чрезвычайно чувствительные к окружающей среде. Любая потеря контроля над каким-либо одним параметром напрямую приведет к невозможности снижения уровня аммиачного азота.
Все долгосрочные-превышения уровня аммиачного азота сводятся к этим 7 основным причинам:
1. Самая распространенная проблема: недостаточность растворенного кислорода (РК) на аэробной стадии.
Нитрификация – это реакция с высоким-интенсивным использованием кислорода, требующая гораздо больше кислорода, чем при обычном разложении органических веществ.
Стандартные условия эксплуатации: Аэробный раствор кислорода должен стабильно контролироваться на уровне 2,0–3,0 мг/л.
DO < 2,0 мг/л: Нитрификация значительно замедляется.
DO < 1,0 мг/л: нитрификация практически прекращается, а уровень аммиачного азота резко возрастает.
На многих объектах аэрация кажется полной, но на самом деле аэрация неравномерна, имеется локальный дефицит кислорода, а эффективная эффективность переноса кислорода низкая. Хотя может показаться, что он находится в аэробных условиях, на самом деле он не соответствует требованиям нитрификации.
2. Наиболее часто упускаемый из виду: недостаточный возраст ила (SRT).
Нитрифицирующие бактерии размножаются чрезвычайно медленно и имеют длительные циклы размножения, требуя достаточного возраста ила для выживания и накопления.
Если количество сбрасываемого ила слишком велико или срок его хранения слишком мал, вновь образовавшиеся нитрифицирующие бактерии не успеют функционировать до того, как будут выброшены из системы вместе с оставшимся илом. Это приводит к устойчиво низкой концентрации нитрифицирующих бактерий в системе и полному отсутствию денитрификационной способности.
Отраслевой стандарт: первое, что нужно сделать, если уровень аммиачного азота слишком высок, — это уменьшить сброс ила и увеличить его возраст.
3. Распространенная сезонная проблема: низкая температура воды.
Активность нитрифицирующих бактерий сильно зависит от температуры; чем ниже температура, тем хуже скорость нитрификации:
Подходящая температура: 5 ~ 35 градусов
<15℃: Nitrification efficiency drops sharply
<10℃: Only able to barely maintain basic reactions, almost no denitrification capacity
Уровни аммиачного азота обычно слишком высоки осенью и зимой, и основная причина заключается в недостаточной температуре воды, а не просто в проблемах с аэрацией или сбросом ила.
4. Неадекватные гидравлические условия: недостаточное флегмовое число и ЗГТ.
Недостаточное обратное число: время удерживания осадка во вторичном отстойнике слишком велико, что легко приводит к денитрификации и флотации, нарушая систему нитрификации.
Недостаточная HRT: время удерживания сточных вод в аэробной зоне недостаточно, реакция нитрификации не завершена и удаление аммиачного азота неполное.
5. Дисбаланс питательных веществ: несбалансированное соотношение углерода-и-азота, недостаточный эффективный источник углерода.
Оптимальное соотношение углерода-к-азоту (БПК₅/TKN) для биологической денитрификации составляет 2–3.
Высокий коэффициент: гетеротрофные бактерии размножаются, конкурируя за жизненное пространство, подавляя нитрифицирующие бактерии, что приводит к чрезвычайно низкой их доле и резкому падению скорости нитрификации.
Сценарий промышленных сточных вод: высокая доля устойчивых ХПК, дефицит эффективных источников углерода, недостаточное микробное питание, что затрудняет проведение денитрификации.
6. Ингибирование токсичности: Нитрифицирующие бактерии «отравлены». Нитрифицирующие бактерии чрезвычайно хрупки; Ингибировать их активность могут следовые количества токсичных веществ: Тяжелые металлы, комплексные анионы, цианиды, промышленные специальные органические соединения. Свободный аммиак в условиях высокого содержания аммиачного азота: даже концентрация всего 0,1–1,0 мг/л может серьезно подавлять активность нитрифицирующих бактерий, непосредственно парализуя систему нитрификации.
7. Отсутствие основных условий: Приходящий переизбыток аммиачного азота + недостаточная щелочность. Высокие концентрации аммиачного азота и нефтесодержащих сточных вод, попадающих в приток: изоляция кислорода, перегрузка системы и подавление роста микробов. Недостаточная щелочность. Нитрификация — это реакция,-потребляющая щелочь; недостаточная щелочность системы напрямую препятствует реакции нитрификации, делая аэрацию неэффективной.
III. На-советах по быстрому устранению неполадок на сайте! Даже новички могут быстро обнаружить проблемы.
Нет необходимости в слепых поэлементных проверках-по-элементам; для постоянных превышений примените следующую фиксированную логику устранения неполадок:
В случае постоянного превышения наложенного платежа уделите приоритетное внимание проверке этих трех пунктов:
Вторичный отстойник: есть ли утечка осадка? Сточные воды мутные? Превышает ли SS стандарт? Является ли СВИ ненормальным?
Влияние: существует ли шок качества/количества воды? Смешаны ли специальные добавки? Существуют ли стойкие загрязнители?
Шлам: MLVSS, F/M, состояние флокуляции ила, стареет ли он, распадается или расширяется?
В случае постоянных превышений по аммиачному азоту уделите первоочередное внимание проверке этих 4 пунктов:
Аэробика ДО: Постоянно ли она соответствует стандартам? Существуют ли локализованные аноксические состояния?
Возраст ила: имеется ли чрезмерный сброс ила? Нитрифицирующих бактерий недостаточно?
Температура воды: работает ли система при низких температурах?
Соотношение C/N + щелочность: существует ли дисбаланс питательных веществ? Есть ли недостаток щелочности?
IV. Несколько советов
Эксплуатация и техническое обслуживание сточных вод никогда не сводится к «регулировке параметров на ощупь». Каждое превышение показателя имеет соответствующую логику.
ХПК определяется по-отделению воды от осадка и состоянию осадка; аммиачный азот определяется средой и условиями нитрификации. Понимание этих двух систем позволит избежать слепых корректировок и неоднократных превышений.