Тези, които работят в областта на експлоатацията и поддръжката на отпадъчни води, вероятно са се сблъскали с тази разочароваща безизходица: системата изглежда работи нормално, без големи промени в аерацията, изхвърлянето на утайки или вливането, но нивата на ХПК и амонячен азот в отпадъчните води постоянно не отговарят на стандартите. Този цикъл на превишаване на лимитите, изискване на коригиране и след това превишаване на лимитите отново оставя отстраняването на неизправности безпомощно, а проверките още-изнервящи.
Всъщност има консенсус в индустрията, че прекомерният ХПК и прекомерният амонячен азот са фундаментално различни системни проблеми, с много различни слабости в техните биологични процеси.
Накратко: За ХПК на отпадъчни води, превишаващ стандартите: съсредоточете се върху „загуба на утайка, влияние на влиянието и разграждане на утайката“. За отпадъчния амонячен азот, превишаващ стандартите: съсредоточете се върху „дали са изпълнени условията за нитрификация“ (DO, възраст на утайката, температура, съотношение C/N, алкалност). Днес ще очертаем ясно всички първопричини, основната логика и ключови моменти за-отстраняване на неизправности на място за постоянно превишаване на тези два индикатора. Всичко това е практическа, първа линия информация; препоръчваме да го запазите за бъдещи справки!
I. ХПК на отпадните ви води постоянно ли е под стандарта? Не правете прибързани корекции! Проблемът е основно в тези 4 проблема:
Много хора погрешно вярват, че прекомерният ХПК се дължи просто на "твърде много органична материя или недостатъчна аерация". В действителност повечето постоянни превишения на COD не се дължат на проблеми с аерирането, а по-скоро на неизправност при отделяне на вода от утайки, необичайна утайка или срив в устойчивостта на удар на системата.
1. Най-честата и пряка причина: Оттичане на утайки от вторичния утаителен резервоар, SS, пренесени в отпадъчните води.
Това е виновникът номер едно за прекомерния COD на-сайта, без изключение!
При нормални работни условия ХПК в отпадъчните води съдържа само малко количество не-биоразградим инертен ХПК и стойността е стабилна и в рамките на стандарта. Въпреки това, след като вторичният утаителен резервоар се повреди, отпадъчните води носят голямо количество частици утайка и ХПК на частици директно ще повиши стойността на отпадъчните води, неизбежно надхвърляйки стандарта.
Често срещани сценарии за преливане на утайки на-сайта:
Натрупване на утайка: Утайката има изключително лоши свойства на утаяване, повърхността на утайката-вода е близо до повърхността на водата и отпадъчните води съдържат мътна утайка навсякъде.
Денитрификация и производство на газ във вторични утаителни резервоари: дънната утайка претърпява денитрификация и изплува на повърхността, големи парчета утайка плуват на водната повърхност, а отпадъчните води носят голямо количество суспендирани твърди вещества.
Неизправност на физикохимичния етап: коагулацията и утаяването в предния край-не успяват да блокират неорганичните суспендирани частици, превишавайки адсорбционния капацитет на активната утайка, което води до оставане на голям брой фини частици в отпадъчния поток.
Внезапен скок на входящия SS: Входящите суспендирани твърди частици надвишават стандарта, биологичната система не може да се справи с него навреме и SS в отпадъчния поток се повишава едновременно, последвано от ХПК, надвишаващ стандарта.
2. Скрит убиец: Влиятелен шок за качеството на водата + отравяне с утайки. Биологичните системи са най-уязвими към "внезапни колебания и токсични вещества". Въпреки че изглежда безпроблемно, активността на утайката може вече да е повредена. Когато влиятелните БПК и ХПК внезапно скочат или когато се въведат непокорни замърсители (влакна, амилоза, диспергатори, промишлени добавки и др.), възникват два основни проблема: 1. Отравяне с активна утайка, значително намаляване на активността или дори локализирана смърт на утайката, което води до рязък спад в капацитета за разграждане на органичната материя. 2. Отказ на горния поток физикохимична коагулация, предотвратяваща предварително-третиране на замърсители и причинявайки натрупването им в етапа на биологично третиране. При такива превишения често липсват очевидни предупредителни знаци, показващи характеристики на „постоянни малки превишения и случайни големи превишения“, което ги прави лесно пренебрегвани.
3. Дългосрочни-хронични проблеми: Влошаване на качеството на утайката и необичайно натоварване
Утайката е ядрото на системата за биологично третиране. Лошото състояние на утайката ще попречи на ХПК да намалее. Четири често срещани проблема с патологичната утайка са:
Нисък MLVSS: Недостатъчният обем на утайката значително отслабва способността за адсорбиране и разграждане на органични вещества, което води до трайно висок ХПК в отпадъчни води.
Дългосрочно-ниско натоварване (нисък F/M): Микроорганизмите страдат от глад, стареене и смърт, произвеждайки големи количества непокорни клетъчни остатъци и SMP-разтворими метаболити, образувайки упорита ХПК.
Разпадане на утайки: Отравяне или продължителна пре-аерация напълно влошава флокулацията на бактериалните флокули, причинявайки мътност на водата и рязък спад в ефективността на пречистване.
Стресът в околната среда, водещ до дисперсия на флокулите: Висок TDS, внезапни температурни промени или входящ поток, съдържащ големи количества дисперсанти, предотвратяват утаяването и флокулацията на утайката, което води до едновременно превишаване на SS и COD в отпадъчните води.
4. Твърди ограничения: Ниска температура + Прекомерни количества непокорни компоненти във входящия поток
Нискотемпературно въздействие: При температури на водата от 10-15 градуса, микробната активност значително намалява, ефективността на разграждане на органичната материя пада драстично и ефектът от отстраняване на COD е значително намален.
Самото качество на водата е непокорно: висок дял промишлени отпадъчни води, голям дял инертен и непокорен ХПК, недостатъчни налични въглеродни източници, неспособност на биологичната система да се разложи напълно и естествено трудно отпадъчните води да отговарят на стандартите.
5. Остатъчни проблеми от процесите надолу по веригата: Повреда на филтъра
Устройствата за дълбоко пречистване като пясъчни филтри и биологични филтри, които на пръв поглед не засягат биологичните процеси, всъщност са последната линия на защита за съответствие на отпадните води.
Филтърната среда, образуваща кални топки, късо{0}}свързване на пукнатини на филтърния слой, прекалено висока скорост на филтриране, изтичане на пясък и прекалено груба или тънка филтърна среда могат да доведат до повреда на филтрирането, позволявайки на фините частици, които не са отстранени в горния етап, да изтичат директно, което в крайна сметка води до прекомерна ХПК.
II. Постоянно превишаване на амонячен азот в отпадъчните води? Основният проблем е: системата за нитрификация не функционира правилно.
За разлика от COD, отстраняването на амонячен азот зависи изцяло от стабилната работа на нитрифициращите бактерии. Нитрифициращите бактерии имат дълги цикли на генериране, деликатни са и са изключително чувствителни към околната среда. Всяка загуба на контрол върху отделен параметър директно ще доведе до невъзможност за намаляване на нивата на амонячен азот.
Всички дългосрочни-превишения на амонячен азот се свеждат до тези 7 основни причини:
1. Най-често срещаният проблем: Недостатъчно разтворен кислород (DO) в аеробния етап.
Нитрификацията е силно-кислородна интензивна реакция, изискваща много повече кислород, отколкото обикновеното разграждане на органична материя.
Стандартни работни условия: Аеробният DO трябва да се контролира стабилно при 2,0~3,0 mg/L.
DO < 2,0 mg/L: Нитрификацията е значително инхибирана.
DO < 1,0 mg/L: Нитрификацията по същество спира и нивата на амонячен азот се повишават.
Много места изглежда имат пълна аерация, но в действителност аерацията е неравномерна, има локализиран недостиг на кислород и ефективността на ефективния пренос на кислород е ниска. Въпреки че може да изглежда, че има аеробни условия, всъщност не отговаря на изискванията за нитрификация.
2. Най-лесно пренебрегваните: Недостатъчна възраст на утайката (SRT).
Нитрифициращите бактерии се размножават изключително бавно и имат дълги цикли на генериране, което изисква достатъчна възраст на утайката, за да оцелее и да се натрупа.
Ако количеството изхвърлена утайка е твърде голямо или възрастта на утайката е твърде кратка, новообразуваните нитрифициращи бактерии няма да имат време да функционират, преди да бъдат изхвърлени от системата с останалата утайка. Това води до постоянно ниска концентрация на нитрифициращи бактерии в системата и пълна липса на капацитет за денитрификация.
Индустриален стандарт: Първото нещо, което трябва да направите, когато нивата на амонячен азот са твърде високи, е да намалите изхвърлянето на утайки и да увеличите възрастта на утайките.
3. Често срещан сезонен проблем: Ниска температура на водата
Активността на нитрифициращите бактерии е силно зависима от температурата; колкото по-ниска е температурата, толкова по-лоша е скоростта на нитрификация:
Подходяща температура: 5~35 градуса
<15℃: Nitrification efficiency drops sharply
<10℃: Only able to barely maintain basic reactions, almost no denitrification capacity
Нивата на амонячен азот обикновено са твърде високи през есента и зимата и основната причина е недостатъчната температура на водата, а не просто проблем с аерацията или изхвърлянето на утайки.
4. Неадекватни хидравлични условия: Недостатъчно съотношение на обратен хладник и HRT.
Недостатъчно съотношение на обратен хладник: Времето за задържане на утайката във вторичния утаителен резервоар е твърде дълго, което лесно води до денитрификация и флотация, нарушавайки системата за нитрификация.
Недостатъчна ХЗТ: Времето за задържане на отпадъчните води в аеробната зона е недостатъчно, реакцията на нитрификация не е завършена и отстраняването на амонячен азот е непълно.
5. Хранителен дисбаланс: Небалансирано съотношение въглерод-към-азот, недостатъчно ефективен източник на въглерод.
Оптималното съотношение на въглерод-към-азот (BOD5/TKN) за биологична денитрификация е 2-3.
Високо съотношение: Хетеротрофните бактерии се размножават, съревновавайки се за жизнено пространство, потискайки нитрифициращите бактерии, което води до изключително нисък дял и рязък спад в скоростта на нитрификация.
Сценарий за промишлени отпадъчни води: Висок дял на непокорна ХПК, оскъдни ефективни източници на въглерод, недостатъчно микробно хранене, което затруднява напредването на денитрификацията.
6. Инхибиране на токсичността: Нитрифициращите бактерии са „отровени“. Нитрифициращите бактерии са изключително крехки; следи от токсични вещества могат да инхибират тяхната активност: тежки метали, комплексни аниони, цианиди, индустриални специални органични съединения. Свободен амоняк при условия на висок амонячен азот: Дори концентрация от само 0,1~1,0 mg/L може сериозно да инхибира активността на нитрифициращите бактерии, директно парализирайки системата за нитрификация.
7. Липса на основни условия: Влиятелно претоварване с амонячен азот + недостатъчна алкалност. Високи концентрации на амонячен азот и маслена отпадъчна вода, навлизаща във входящия поток: Изолиране на кислорода, претоварване на системата и инхибиране на микробния растеж. Недостатъчна алкалност: Нитрификацията е алкална -реакция; недостатъчната алкалност на системата директно възпрепятства реакцията на нитрификация, което прави аерацията неефективна.
III. На-съвети за бързо отстраняване на неизправности! Дори начинаещите могат бързо да локализират проблемите.
Няма нужда от слепи проверки артикул-по-артикул; за постоянни превишения, приложете следната фиксирана логика за отстраняване на неизправности:
За постоянни превишения на COD, дайте приоритет на проверката на тези 3 елемента:
Вторичен резервоар за утаяване: Има ли изтичане на утайка? Мътна ли е отпадната вода? SS надвишава ли стандарта? Ненормален ли е SVI?
Влияние: Има ли шок в качеството/количеството на водата? Добавени ли са специални добавки? Има ли устойчиви замърсители?
Утайка: MLVSS, F/M, състояние на флокулация на утайката, старее ли, разпада се или се разширява?
За постоянни превишения на амонячен азот дайте приоритет на проверката на тези 4 елемента:
Аеробика DO: Постоянно ли отговаря на стандартите? Има ли локализирани аноксични състояния?
Възраст на утайките: Има ли прекомерно изхвърляне на утайки? Недостатъчни ли са нитрифициращите бактерии?
Температура на водата: Системата работи ли при ниски температури?
Съотношение C/N + алкалност: Има ли дисбаланс на хранителни вещества? Има ли липса на алкалност?
IV. Един съвет
Работата и поддръжката на отпадъчните води никога не е свързана с „настройване на параметри чрез усещане“. Всяко превишаване на показател има съответна основна логика.
ХПК се определя от отделянето на-вода от утайката и състоянието на утайката; амонячен азот се определя от средата и условията на нитрификация. Разбирането на тези две системи ще предотврати слепите корекции и многократните превишения.