缺氧池推流器故障導致氨氮超標 是什么原因?
近日,南通市生態(tài)環(huán)境局公布了一起污水處理廠缺氧池推流器故障導致氨氮超標的案例,加上生態(tài)環(huán)境損害賠償共處罰29萬余元!
缺氧池推流器故障導致氨氮超標
2022年6月27日,南通市通州生態(tài)環(huán)境局接江蘇省污染源自動監(jiān)控系統(tǒng)預警,顯示南通市通州區(qū)東沙污水處理有限公司出水口氨氮連續(xù)超標。執(zhí)法人員隨即至該單位進行檢查,現(xiàn)場檢查時該單位正在運營,污水排放口正在排水,南通市通州生態(tài)環(huán)境局委托南通市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站對該單位污水排放口排放廢水進行采樣監(jiān)測。經(jīng)監(jiān)測,該單位污水排放口排放的廢水中氨氮指標濃度為10.1mg/L,超過《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中一級A類排放標準限值的1.02倍。該單位污水排放口位于長江瀏海沙水道左側(cè),橫港沙右邊灘-3米等深海附近,受納水體為Ⅲ類。
經(jīng)調(diào)查,南通市通州區(qū)東沙污水處理有限公司是工業(yè)廢水集中處理廠,主要負責江蘇恒科新材料有限公司預處理后的工業(yè)廢水和開沙島區(qū)域的生活廢水,進水量約為5000噸/天,處理工藝為原水-格柵-旋流沉砂池-均質(zhì)調(diào)節(jié)-水解酸化池-A2/O-二沉淀池-濾布濾池-次氯酸鈉消毒池-出水。2022年6月27日現(xiàn)場檢查時,該單位正常運營,污水處理設施正在運行,廢水總排口正在排放廢水。執(zhí)法人員現(xiàn)場調(diào)閱該單位出水口在線監(jiān)控記錄,發(fā)現(xiàn)氨氮數(shù)值自2022年6月26日16:00至2022年6月27日08:00連續(xù)超標,最高值為12.93mg/L(6月27日00:00)。經(jīng)該單位現(xiàn)場工作人員排查,發(fā)現(xiàn)缺氧池內(nèi)推流器損壞,故造成出水口氨氮超標預警?,F(xiàn)場委托南通市生態(tài)環(huán)境監(jiān)測站對排放廢水進行采樣監(jiān)測,經(jīng)監(jiān)測廢水中氨氮濃度超過《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中一級A類排放標準限值。經(jīng)后續(xù)調(diào)查,該單位于2022年6月27日12:00完成缺氧池內(nèi)推流器維修,出水口氨氮數(shù)值于2022年6月28日2:00恢復正常。
該單位超標排放廢水的行為違反了《中華人民共和國水污染防治法》第十條規(guī)定。2022年9月19日,南通市通州生態(tài)環(huán)境局與該單位簽訂生態(tài)環(huán)境損害賠償協(xié)議,生態(tài)環(huán)境損害賠償金額為4.7743萬元。2022年10月10日,南通市生態(tài)環(huán)境局依據(jù)《中華人民共和國水污染防治法》第八十三條第二項之規(guī)定,處罰款人民幣24.3289萬元。
案例中氨氮超標是什么原因?
缺氧池推流器故障導致氨氮異常,筆者之前也遇到過,主要是推流器故障導致污泥大量沉積,生化系統(tǒng)中MLSS急劇減少,從而導致污泥的泥齡降低,泥齡低于世代期,會導致硝化菌無法在系統(tǒng)中聚集,形成不了優(yōu)勢菌種,所以對應的代謝物無法去除,氨氮超標。
什么是污泥齡?
污泥泥齡(一般SRT表示)是指曝氣池中微生物細胞的平均停留時間。對于有回流的活性污泥法,污泥泥齡就是曝氣池全池污泥平均更新一次所需的時間(以天計)。一般常利用系統(tǒng)穩(wěn)定平衡運行時的池中的總泥量(MLSS×曝氣池體積)除每日排除的剩余污泥量(或每日進泥量)計算求得活性污泥的泥齡!
泥齡必須不短于所需利用的微生物的世代期(世代期是指微生物繁殖一代所需的時間),才能使該微生物在生化系統(tǒng)內(nèi)繁殖壯大。一般來說泥齡至少是細菌世代期的3-4倍。因脫氮要求較低負荷和較長泥齡,根據(jù)最新的室外給排水設計規(guī)范中,在單獨脫氮中,泥齡控制在11~23d,在需同時脫氮除磷時,綜合考慮泥齡的影響后,可取10~20d。
什么是世代期?
世代期,不同種類的微生物,具有不同的世代時間。所謂世代時間是指微生物繁殖一代所需的時間。如某種微生物群體以1000個繁殖成2000個需要2天的時間,則該種微生物的世代時間就是2天。如果某種微生物世代時間比活性污泥系統(tǒng)的泥齡長,則該類微生物在繁殖出下一代微生物之前,就被以剩余污泥的方式排走,該類微生物永遠不會在系統(tǒng)中繁殖起來。反之,如果某種微生物的世代時間比活性污泥系統(tǒng)的泥齡短,則該微生物在被以剩余污泥的形式排走前可繁殖出下一代。因此這種微生物就能在系統(tǒng)中存活下來,并且呈增長趨勢。
分解有機污染物的絕大部分微生物,其世代時間都小于3天,因此只要控制污泥齡大于3天,這些微生物就能在活性污泥系統(tǒng)生存下來并得以繁殖,用于處理污水。而硝化桿菌的世代期一般為5天,因此要在活性污泥系統(tǒng)中培養(yǎng)出硝化桿菌,將NH3-N硝化成NO3-N,則必須控制SRT大于5天。而網(wǎng)上流傳最廣的一個回復中的硝化菌世代周期為5天左右,反硝化世代周期為15天左右的說法千萬不要信,已經(jīng)不是一位小伙伴問這個問題了,正確的說法是,反硝化3天左右,硝化5天左右!
另外,SRT直接決定著活性污泥系統(tǒng)中微生物的年齡大小。SRT較大時,年長的微生物也能在系統(tǒng)中存在,而SRT較小時,只有年輕的微生物存在,它們的祖輩、父輩早已被剩余污泥帶走。一般來說,年輕的微生物活性高,分解代謝有機污染物的能力強,但凝聚沉降性能較差,而年長的微生物可能已老化,分解代謝能力較差,但凝聚沉降性能較好。通過調(diào)節(jié)SRT,可以選擇合理的微生物年齡,使活性污泥既有較強的分解代謝能力,又有良好的沉降性能。傳統(tǒng)活性污泥工藝一般控制SRT在3?5天。
污泥齡的長短與污水處理效果的關(guān)系
一方面是泥齡越長,微生物在曝氣池中停留時間越長,微生物降解有機污染物的時間越長,對有機污染物降解越徹底,處理效果越好;
另一方面是泥齡長短對微生物種群有選擇性,因為不同種群的微生物有不同的世代周期,如果泥齡小于某種微生物的世代周期,這種微生物還來不及繁殖就排出池外,不可能在池中生存,為了培養(yǎng)繁殖所需要的某種微生物,選定的泥齡必須大于該種微生物的世代周期。最明顯的例子是硝化菌,它是產(chǎn)生硝化作用的微生物,它的世代周期較長,并要求好氧環(huán)境,所以在污水進行硝化時須有較長的好氧泥齡。
當污水反硝化時,是反硝化菌在工作,反硝化菌需要缺氧環(huán)境,為了進行反硝化,就必須有缺氧段(區(qū)段或時段),隨著反硝化氮量的增大,需要的反硝化菌越多,也就是缺氧段和缺氧泥齡要加長。
泥齡是根據(jù)理論同時又參照經(jīng)驗的累積確定的,按照處理要求和處理廠規(guī)模的不同而采用不同的泥齡,德國ATV標準中單級活性污泥工藝污水處理廠的最小泥齡數(shù)值見《德國標準中活性污泥工藝的最小泥齡表》。
《德國標準中活性污泥工藝的最小泥齡表》中對規(guī)模小的污水廠取大值,是考慮到小廠的進水水質(zhì)變化幅度大,運行工況變化幅度大,因而選用較大的安全系數(shù)。
無硝化污水處理廠的最小泥齡選擇4~5 d,是針對生活污水的水質(zhì)并使處理出水達到BOD=30 mg/L和SS=30 mg/L確定的,這是多年實踐經(jīng)驗的積累,就像污泥負荷的取值一樣。
有硝化的污水處理廠,泥齡必須大于硝化菌的世代周期,設計通常采用一個安全系數(shù),以確保硝化作用的進行,其計算式為:
θc=F(1/μo)——(1)
式中
θc——滿足硝化要求的設計泥齡,d
F——安全系數(shù),取值范圍2.0~3.0,通常取2.3
1/μo——硝化菌世代周期,d
μo——硝化菌比生長速率,d-1
μo=0.47×1.103(T-15)——(2)
式中
T——設計污水溫度,北方地區(qū)通常取10 ℃,南方地區(qū)可取11~12 ℃
代入式(2)得:
μo=0.47×1.103(10-15)=0.288/d
再代入式(1)得:
θc=2.3×1/0.288=7.99 d
計算所得數(shù)值與《德國標準中活性污泥工藝的最小泥齡表》中的數(shù)值相符,它的理論依據(jù)和經(jīng)驗積累具有普遍意義,并不隨水質(zhì)變化而改變,因此可以在我國設計中應用。
在最新的《室外排水設計規(guī)范》2021年版中,對單獨脫氮工藝,最小泥齡為11d,單獨除磷工藝,最小泥齡為3.5d,而對于脫氮除磷工藝來說,最小泥齡為10天,與《德國標準中活性污泥工藝的最小泥齡表》相吻合!
泥齡的控制的手段
系統(tǒng)中總的污泥量MT包括曝氣池內(nèi)的污泥量Ma,二沉池內(nèi)的污泥量Mc和回流系統(tǒng)內(nèi)的污泥量MR,即:MT=Ma+Mc+M
當污水處理廠用SRT控制排泥時,可僅考慮曝氣池內(nèi)的污泥量,即MT=Ma。則
如果從回流系統(tǒng)排泥,則剩余污泥排放量MW=RSS·QW。
式中
QW——每天排放的污泥體積量,m3;
RSS——回流污泥的濃度,mg/L;
Me——二沉池出水每天帶走的干污泥量,Me=SSe·Q;
SSe——二沉池出水的懸浮物;
Q——入流污水量。綜合上式,每天的排污泥量
綜合上式,每天的排污泥量
有人不考慮二沉池的水帶走的污泥量Me。實際上,這部分污泥量占排泥量的比例不容忽視,尤其當出水SS超標時,更不能忽略Me。
【例題】某污水處理廠將SRT控制在5天左右,該廠曝氣池容積Va為5000m3,試計算當天回流污泥濃度RSS為4000mg/L,混合液濃度為2500mg/L,出水SSe為30mg/L,入流污水量Q為20000m3/d時,該廠每天應排放的剩余污泥量。
解:將Q=20000m3/d,Va=5000m3,MLSS=2500mg/L,RSS=4000mg/L,SRT=5d代入式中,則每天應排剩余污泥量
這種計算簡單,使用方便。適應進水流量波動不大的情況。當進水流量發(fā)生變動時,如果回流比保持恒定,則污泥量將在曝氣池和二沉池中隨水量的波動處于動態(tài)分配,此時的MT計算應考慮二沉池內(nèi)的污泥量,即:
MT=Ma+Mc
泥齡SRT的計算公式為
Mc可用下式計算
式中 A——二沉池的表面積,m2(平方米,下同);Hs——二沉池內(nèi)污泥層厚度,m。則每日排放剩余污泥量為
【例題】某廠曝氣池有效容積Va=5000m3,二沉池表面積為625m2(平方米),泥齡SRT=5天,試計算當MLSS=2500mg/L,RSS=4000mg/L,二沉池內(nèi)污泥層厚度Hs=0.9m,進水流量Q=20000m3/d,出水SS=30mg/L時,該廠每天應排放的排泥量?
解:將上述數(shù)據(jù)代入公式
聲明:素材來源于網(wǎng)絡如有侵權(quán)聯(lián)系刪除。