一種針對污水處理廠出水NH₃-N超標的處理方法

一種針對污水處理廠出水NH₃-N超標的處理方法
【專利摘要】本發明公開了一種針對污水處理廠出水NH3?N超標的處理方法，屬于環境工程技術領域。本發明方法包括先后檢測池內溫度、好氧池pH和/或進水氨氮含量，若不正常則進行相應調整，若池內溫度、好氧池pH、進水氨氮含量都正常再進行小試模擬曝氣實驗確定是好氧池DO問題、活性污泥問題還是進水問題再進行相應調整。本發明根據檢測得到的數據一一排查原因，進而準確或者導致出水NH3?N超標的問題根源，通過采取相應的措施快讀、高效地解決這個問題。本發明方法全面、高效、準確，適合各種污水處理工藝，而且需要檢測的指標少，能夠及時進行排查、提出有效解決方案，提高污水處理廠運行管理水平。
【專利說明】
一種針對污水處理廠出水NH3-N超標的處理方法
技術領域
[0001] 本發明涉及一種針對污水處理廠出水NH3-N超標的處理方法，屬于環境工程技術 領域。
【背景技術】
[0002] 自改革開放以來，我國的經濟快速發展，人民生活質量日益提升，但同時環境卻在 持續的惡化，其中水污染形勢仍十分嚴峻。至2014年12月，全國62座重點湖泊(水庫）、423條 主要河流的968個國控地表水監測斷面監測數據顯示，目前ΙΠ 類(含）占63.1%，IV、V和劣 V類水質斷面仍占36.9%，主要污染指標為五日生化需氧量(BOD5)、化學需氧量(COD)、總 磷(TP)和氨氮(NH 3-N)。未來隨著我國人口數量的不斷增加、城市化進程的繼續推進和人民 生活水平的進一步提高，生活污水排放量將繼續增長，成為新增污水排放量的主要來源，故 目前對于生活污水的處理量和處理效果的提升仍是我國水質改善工作的重點。
[0003] 目前我國污水處理廠主要存在如下問題：（1)城鎮污水處理廠普遍存在進水水質 水量變化幅度大、無機懸浮固體含量高、碳氮比偏低、存在工業有毒有害污染物沖擊的特 征；（2)實際進水水質水量和設計值相差較大；（3)污水處理工藝設備不配套問題突出；（4) 在運行過程出現問題時不能及時進行排查、提出有效解決方案，致使污水處理廠運行管理 水平較低。實際上，現行一線技術管理人員中多數人缺乏豐富的污水處理實踐經驗，現有的 文獻書籍等也多以原理為主，缺少污水處理廠運行經驗和能解決實際問題的直接方案或措 施，從而使很多實際工作中的問題成為制約污水處理廠穩定達標的因素。
[0004] 因此，有必要開發一種污水處理方法，為污水處理廠運行管理問題提供解決方案， 輔助提高污水處理廠運行管理水平，改善污水出水水質，提高污水處理廠運行效率、節約運 行成本。

【發明內容】

[0005] 為了解決上述問題，本發明提供了一種針對污水處理廠出水NH3-N超標(大于5mg/ U的處理方法，所述方法包括先后檢測池內溫度、好氧池 pH和/或進水氨氮濃度，若不正常 則進行相應調整，若池內溫度、好氧池 PH、進水氨氮濃度都正常再進行小試模擬曝氣實驗確 定是好氧池 DO問題、活性污泥問題還是進水有毒有害物質問題，根據相應問題再進行對應 地調整；
[0006] 在本發明的一種實施方式中，所述池內溫度低于12°C，則加大曝氣、減少排泥或加 大外回流比。
[0007] 在本發明的一種實施方式中，所述好氧池 pH小于6.8或大于8.5，則投加藥劑調整 pH〇
[0008] 在本發明的一種實施方式中，所述進水氨氮濃度高于設計值的1.5倍，則減少進水 量或排查上游排污企業。
[0009] 在本發明的一種實施方式中，所述設計值是指該污水處理廠氨氮設計值，或者月 平均進水氨氮濃度。
[0010] 在本發明的一種實施方式中，所述模擬曝氣實驗確定是好氧池 DO問題，進行加大 好氧池曝氣量或適當減少進水。
[0011] 在本發明的一種實施方式中，所述模擬曝氣實驗確定是進水問題，進行排查上游 排污企業排放水質、調整進水水質。
[0012] 在本發明的一種實施方式中，所述模擬曝氣實驗確定是活性污泥問題（即生化系 統MLVSS濃度過低的問題），采取投加碳源提高BOD 5濃度或者延長泥齡的措施。
[0013] 在本發明的一種實施方式中，所述活性污泥問題，是指MLVSS過低，即夏季時MLVSS 小于 750mg/L、冬季時 MLVSS 小于 1500mg/L。
[0014] 在本發明的一種實施方式中，所述模擬曝氣實驗具體流程為:設置四組靜態實驗， 各自裝有氨氮超標廠（出水氨氮濃度大于2mg/L)及對比廠（出水氨氮達標廠，出水氨氮濃度 小于2mg/L)的污泥和進水，按照一定比例混合(盡可能的模擬兩個污水處理廠好氧池的泥 水混合狀態），維持D0 = 3-5mg/L，連續曝氣8h以上，每隔一段時間取樣測氨氮濃度;其中四 組靜態實驗具體為:A組為對比廠污泥+對比廠進水、B組為氨氮超標廠污泥+氨氮超標廠進 水、C組為氨氮超標廠污泥+對比廠進水、D組為對比廠污泥+氨氮超標廠進水。
[0015] 在本發明的一種實施方式中，所述（1)的確定是好氧池 DO問題、活性污泥問題還是 進水問題再進行相應調整是指在模擬曝氣實驗A組正常的情況下:若B組正常則為好氧池 DO 問題，進行加大好氧池曝氣量或適當減少進水;若C組氨氮不超標且D組氨氮超標，則為進水 問題，進行排查上游排污企業排放水質、調整進水水質;若D組氨氮不超標，且B組或者C租氨 氮超標，則為活性污泥問題，當進水BOD 5*度較低（比如小于100mg/L)時投加碳源提高BOD5 濃度，當泥齡短（比如小于I Od)時延長泥齡。
[0016] 在本發明的一種實施方式中，所述延長泥齡，可以是減少排泥量或者增加外回流。
[0017] 在本發明的一種實施方式中，所述方法適合各種污水處理工藝，比如SBR、A20、氧 化溝和MBR。
[0018] 在本發明的一種實施方式中，所述污水處理廠出水水質執行一級A標準。
[0019] 本發明的方法適用于《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中一級A 標準對于出水氨氮濃度的要求。
[0020] 本發明還要求保護基于所述方法的污水處理智能設備，以及所述方法或者設備在 污水處理廠的應用。
[0021] 本發明的有益效果：
[0022] (1)本發明根據各水質指標污染物的去除原理及大量的工程經驗，為污水處理廠 出水NH3-N超標問題提供了一種全面可靠的處理方法，通過本發明的方法，可以明確是污水 處理過程中的哪一部分出現了問題，從而有針對性地對問題進行解決，使出水指標恢復正 常；
[0023] (2)本發明的方法具有普適性，采用本發明方法對幾十個污水處理廠的出水NH3-N 超標問題進行了解決，適合各種污水處理工藝（比如SBR、A20、氧化溝和MBR)的問題解決。且 本發明的方法準確性非常高，能夠快速找到出水NH 3-N超標的問題所在，并有效解決污水處 理廠的出水Mfe-N超標問題；
[0024] (3)本發明的方法簡便，只需要檢測出水NH3-N含量、池內溫度、好氧池 pH、進水氨 氮含量等中的某些指標，或者還包括小型曝氣模擬實驗，能夠及時進行排查、提出有效解決 方案，提高污水處理廠運行管理水平。
【附圖說明】
[0025]圖1:本發明的針對出水NH3-N超標的處理方法框架圖；
[0026]圖2:實施例2的污水處理廠工藝流程圖；
[0027]圖3:實施例3的污水處理廠工藝流程圖。
【具體實施方式】 [0028] 實施例1:
[0029]本發明的針對出水NH3-N超標(大于5mg/L)的污水處理方法，如圖1所示。
[0030] 所述方法包括檢測池內溫度、好氧池 pH和/或進水氨氮濃度：
[0031] (i)若池內溫度低于12°C，則加大曝氣、減少排泥或加大外回流比。溫度是微生物 生長的重要限制性因子，在一定的溫度范圍內，升高溫度有利于微生物的生長繁殖。溫度會 顯著影響活性污泥系統硝化菌的活性。
[0032] (ii)若好氧池 pH小于6.8或大于8.5則投加藥劑調整plpH也是氨氮硝化的限制性 因素之一，pH影響硝化速率主要是由于pH的改變會導致硝化菌細胞膜電位的改變，影響細 胞代謝酶的活性。PH異常時可通過投加一定量的酸或堿進行中和。
[0033] (iii)若進水氨氮濃度高于設計值的1.5倍則減少進水量或排查上游排污企業。 [0034] (iv)當池內溫度、好氧池 pH、進水氨氮濃度都正常，需要進行一個小試模擬曝氣實 驗，來確定出水氨氮超標的具體原因，確定是好氧池 DO問題、活性污泥問題還是進水問題， 然后再進行相應調整。
[0035]其中，模擬曝氣實驗具體流程為：
[0036]四組靜態實驗，各自裝有氨氮超標廠及對比廠（出水氨氮達標廠）的污泥和進水， 按照一定比例混合(盡可能的模擬兩個污水處理廠好氧池的泥水混合狀態），維持DO = 3-5mg/L，連續曝氣8h以上，前兩個小時每隔IOmin取樣測氨氮濃度，之后每隔15min取上清液 測氨氮濃度，最后分析得出氨氮超標原因。四組靜態實驗具體為：
[0037] A組:對比廠污泥+對比廠進水 [0038] B組:氨氮超標廠污泥+氨氮超標廠進水 [0039] C組:氨氮超標廠污泥+對比廠進水
[0040] D組:對比廠污泥+氨氮超標廠進水
[0041] 實驗結果分析：
[0042] A組:對比實驗，預期實驗結果為出水氨氮達標。出問題則為操作問題，重新進行。 [0043] B組:氨氮不超標，則說明好氧池 DO低是導致出水氨氮超標的原因，解決措施為加 大好氧池曝氣量或適當減少進水。
[0044] C組:氨氮不超標，且D組實驗結果為氨氮超標，即氨氮超標廠的污泥可以降解達標 廠的進水且達標廠的污泥無法降解超標廠的進水，則說明是氨氮超標廠進水水質問題導致 出水氨氮超標，解決措施為排查上游排污企業排放污水的水質，找到問題污水的源頭，監督 排污企業廢水處理達到接管標準。
[0045] D組:氨氮不超標，且B組實驗或C組實驗出現氨氮超標現象，即氨氮達標廠的污泥 可以降解氨氮超標廠的進水，且出現氨氮超標廠的污泥無法降解超標廠的進水或達標廠進 水的情況，則說明目前超標廠進水中沒有有毒有害物質，氨氮超標的原因是該廠活性污泥 無法降解進水中的氨氮，主要原因包括兩個方面:MLVSS濃度過低和污泥中毒。
[0046] MLVSS濃度過低的原因主要有兩個方面:進水中碳源過少和泥齡較短。可以采取適 當投加碳源、減少排泥量或者適當增加外回流的解決措施。
[0047]通過氨氮曝氣對比實驗方法，可快速判斷出污水處理廠氨氮超標的具體原因，并 針對性地采取措施。
[0048]實施例2:本發明方法在出水NH3-N超標的污水處理廠的應用
[0049]某污水處理廠位于江蘇省太湖流域，處理規模為3.0萬m3/d，出水水質執行一級A 標準。生物處理工藝采用A20+MBR工藝。其具體工藝流程如圖2所示。某一段時間，出現出水 NH3-N大于5mg/L的超標現象。經檢測，發現池內溫度為22 °C、好氧池 pH為7.8、進水氨氮含量 為該污水處理廠月平均進水氨氮濃度的1.1倍，說明池內溫度、好氧池 pH和進水氨氮含量正 常。
[0050] 進一步進行曝氣試驗，發現氨氮超標廠污泥+氨氮超標廠進水的實驗組沒有出現 氨氮超標現象，說明好氧池 DO低是導致出水氨氮超標的原因。因此，采用加大好氧池曝氣量 或適當減少進水的措施。結果發現，出水Mfe-N迅速恢復到5mg/L以下，滿足一級A標準。
[0051] 此外，在上述處理過程中，如果采用投加碳源、減少排泥量或者加大外回流比、調 節PH等措施，都無法有效解決出水NH3-N超標的問題。這也進一步說明，采用本發明的方法 能夠快速、準確地找到出水NH 3-N超標的根源并通過有效措施解決這一問題。
[0052]實施例3:本發明方法在出水NH3-N超標的污水處理廠的應用 [0053] 該污水處理廠地處華東地區，設計處理水量為4萬m3/d，進水中生活污水與工業廢 水所占的比例分別為60%和40%，涉及到的工業類型主要包括:造紙、電子、化工及制造業。 綜合考慮該地區的污水水質特征，設計主要進水水質和主要控制出水水質指標如表1、表2 所示。設計的工藝流程如圖3所示。
[0054]表1設計進水水質
[0058] 生化單元工藝設計參數:污泥泥齡為15d;混合液污泥濃度為3.5g/L;污泥負荷為 0.071kgB0D5/(kgMLSS · d);好氧混合液回流為100~200%;污泥回流比為50~100%。
[0059]有效總池容為25920m3,總水力停留時間為15.6h。其中厭氧段池容為2592m3,水力 停留時間為1.5h;缺氧段池容為7776m3,水力停留時間為4.7h;好氧段池容為15552m3,水力 停留時間為9.4h。二沉池容積為4985m 3，水力停留時間為3h。
[0060] 2014年1月-2月，出現出水NH3-N超標現象。經檢測，進水可不氨化有機氮和出水 NH3-N含量正常，而出水硝態氮含量大于I lmg/L。經檢測，發現好氧池pH小于6.8，采用添加 藥劑調節pH至7.2的措施后，出水NH3-N恢復正常。2015年5月，又出現出水NH3-N超標現象。經 檢測，發現池內溫度、好氧池 pH和進水氨氮含量正常。進一步進行曝氣試驗，發現氨氮超標 廠污泥+對比廠進水的C組氨氮不超標且對比廠污泥+氨氮超標廠進水的D組實驗結果為氨 氮超標，說明是氨氮超標廠進水水質問題導致出水氨氮超標。經排查上游排污企業排放污 水的水質，找到問題污水的源頭，監督排污企業廢水處理達到接管標準后，出現出水NH 3-N 恢復到5mg/L以下，滿足一級A標準。
[0061]采用本發明的方法能夠快速、準確地找到出水NH3-N超標的根源并通過有效措施 解決這一問題。
[0062]雖然本發明已以較佳實施例公開如上，但其并非用以限定本發明，任何熟悉此技 術的人，在不脫離本發明的精神和范圍內，都可做各種的改動與修飾，因此本發明的保護范 圍應該以權利要求書所界定的為準。
【主權項】
1. 一種針對污水處理廠出水NH3-N超標的處理方法，其特征在于，所述方法包括先后檢 測池內溫度、好氧池 pH和/或進水氨氮濃度，若不正常則進行相應調整，若池內溫度、好氧池 PH、進水氨氮濃度都正常再進行小試模擬曝氣實驗，確定是好氧池 DO問題、活性污泥問題還 是進水有毒有害物質問題，根據相應問題再進行對應地調整。2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述池內溫度低于12°C，加大曝氣、減少排 泥或加大外回流比。3. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述好氧池 pH小于6.8或大于8.5,投加藥 劑調整pH。4. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述進水氨氮濃度高于設計值的1.5倍，減 少進水量或排查上游排污企業。5. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述模擬曝氣實驗確定是好氧池 DO問題， 進行加大好氧池曝氣量或適當減少進水。6. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述模擬曝氣實驗確定是進水問題，進行 排查上游排污企業排放水質、調整進水水質。7. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法適合各種污水處理工藝，比如 SBR、A20、氧化溝和MBR。8. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述模擬曝氣實驗確定是活性污泥MLVSS 濃度低的問題，采取投加碳源提高B0D5濃度或者延長泥齡的措施。9. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述模擬曝氣實驗具體流程為:設置四組 靜態實驗，各自裝有氨氮超標廠及出水氨氮達標廠的污泥和進水，按照一定比例混合，維持 D0 = 3-5mg/L，連續曝氣8h以上，每隔一段時間取樣測氨氮濃度;其中四組靜態實驗具體為： A組為出水氨氮達標廠污泥+出水氨氮達標廠進水、B組為氨氮超標廠污泥+氨氮超標廠進 水、C組為氨氮超標廠污泥+出水氨氮達標廠進水、D組為出水氨氮達標廠污泥+氨氮超標廠 進水。10. 基于權利要求1-9任一所述方法的污水處理智能設備，以及所述方法或者設備在污 水處理廠的應用。
【文檔編號】C02F101/16GK105859032SQ201610287033
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月29日
【發明人】李激, 王碩, 呂金澤, 鄭凱凱
【申請人】江南大學