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甲醇添加量对活性污泥法污水处理系统运行的影响及调控

[日期:2019-10-15] 来源:《中氮肥》2019年第5期  作者: [字体: ]

段付岗

(陕西润中清洁能源有限公司,陕西 长武713600

  [摘  要] 结合陕西润中清洁能源有限公司甲醇污水站AAO法和陕西陕化煤化工集团有限公司合成氨污水站SBR法工艺系统的运行实际,从不添加甲醇、甲醇添加量不足、甲醇添加量不稳定、甲醇添加过量等方面分析添加甲醇不当对活性污泥法污水处理系统运行状况的影响,并就稳定甲醇添加量、异常情况下甲醇添加量调整、确保源头污水COD均衡等方面提出相应的调控措施。

[关键词]  活性污泥法污水处理系统;AAO法;SBR法;甲醇添加量;影响分析;调控措施

[中图分类号]  X703[文献标志码]  B[文章编号]  1004-9932201905-0046-04

 

1   

活性污泥法处理工业污水通常需添加碳源,如粪便、葡萄糖、甲醇等,以补充活性污泥所需的碳营养。碳源是活性污泥(即微生物)所需的第一大营养,排在第二和第三位的营养元素分别是氮和磷,3种最佳营养元素配比为CNP=100501,这样方可促进活性污泥新陈代谢,保证其以几何倍数的方式繁衍生息、优势生存。

生产实践中,对于碳营养的补充,因添加粪便不太方便,各污水处理厂均不采用此法;葡萄糖价格昂贵,偶尔添加可以承受,长期添加则大大增加生产运行成本,一般企业也不选择;而甲醇尽管属于危险化学品,但对于活性污泥而言,因其碳链较短,易于被吸收和降解,是活性污泥最佳的营养源,故绝大多数企业均采取添加甲醇的方式为活性污泥提供碳营养。

陕西润中清洁能源有限公司(原陕西煤化能源有限公司,简称润中公司)600 kt/a甲醇装置甲醇污水站AAO法污水处理系统与陕西陕化煤化工集团有限公司(简称陕化集团)合成氨污水站SBR法污水处理系统,均采用添加甲醇的方式为活性污泥提供碳营养。值得一提的是,陕化集团所添加的甲醇还是低温甲醇洗系统所置换出来的污甲醇,其合成氨污水站一直运行平稳。以下结合润中公司甲醇污水站和陕化集团合成氨污水站的实际运行情况,就甲醇添加量对污水处理系统运行的影响作一分析与总结,并给出一些调控措施供业内参考。

2  甲醇添加量对系统运行的影响分析

2.1  不添加甲醇的影响

2.1.1  食微比低,活性污泥少

添加甲醇与否,对食微比(F/M)的影响最大。所谓的F/M,通俗地说就是食物和微生物的质量比,其所反映的基本概念是有多少食物就能养多少微生物(也就是养多少活性污泥)。F/M中的F实质上指的是碳、氮、磷3大营养元素之和,即污水中COD、氨氮与总磷的质量浓度之和;M指的是污泥浓度(MLSS),准确地说应是有机污泥浓度(MLVSS)。简言之,F/M就是污水中所有3大营养物与微生物的质量比。理论上,SBR工艺和AAO工艺中食微比(亦称有机负荷率)F/M=0.20.4。若不添加甲醇,污水站生化池内的F/M就会过低,表象为活性污泥增多,污泥色泽变深,沉降速度加快,污泥压缩性能变好,但实质上好氧池会出现溶解氧量严重不足的现象,若其氧量补充不及时,则会造成上清液挟带小颗粒絮体,好氧池出水会变得混浊,污染物指标呈上升趋势。

2.1.2  碳源缺失,营养失衡

通常,无论是工业污水还是生活污水,无论是合成氨污水还是甲醇污水,其COD、氨氮和总磷浓度基本上都不均衡,大多数情况下需添加甲醇补充其中的碳源,但很少有补充氮源和磷源的。因为煤化工污水中一般氨氮和总磷浓度相对较高(氨氮主要来源于气化灰水,总磷来源于气化灰水中所添加的含磷分散剂和循环水中的含磷阻垢剂);而正常情况下污水中的碳源是缺乏的,即使润中公司生产甲醇产品,其污水COD也不高。只有在特殊情况下,如系统大检修时,污水中所有营养元素均缺失时,才全部(碳源、氮源、磷源)予以补充。总之,若不添加甲醇,污水中的碳源是不足的,3大营养元素会严重失衡,无法满足活性污泥生存和繁殖的需求,易引起污水工艺指标波动和系统工况恶化。

2.1.3  COD超标,水质变差

在活性污泥法处理工业污水的过程中,不添加甲醇的最大问题是会造成活性污泥所需的碳营养严重不足而导致污泥活性不良,降解有机物(BODCOD)的能力下降,出水COD超标;严重时,也可能导致氨氮含量随之超标,甚至污水排放指标全部不达标。

通常,工业污水进入污水站时,其处理水量和污染物浓度并不稳定。当污水量大、有机物浓度高时,其中的碳营养就比较丰富,可满足活性污泥的生存条件;当污水中碳源匮乏时,便无法保证活性污泥最基本的营养需求。这样,活性污泥便处于“一会儿饥、一会儿饱”的状态,饥饿时,活性污泥降解污染物的能力最差,即使偶尔能“吃饱”,其降解能力也提高不了多少,会因进水量大、污染物浓度高而无法及时消化,更容易引起出水指标超标,特别是出水COD超标。

利用活性污泥处理生活污水时,此超标现象尤为突出。这是因为生活污水中有机物浓度较低,若不添加甲醇,活性污泥则长期处于“营养不良”或“饥饿状态”,严重削弱其降解污染物的能力,甚至直接影响其生存和繁殖,故所处理的污水时常出现超标现象。

2.1.4  进水COD突然升高易冲击污水站

当活性污泥适应了低污染物浓度的生存环境后,污水站进水中COD和氨氮浓度较低且基本稳定时,活性污泥尚具备一定的降解能力,可保证处理过的污水达标排放;但当有机物浓度突然升高时,活性污泥将难以适应,其降解能力无法在短时间内提高,则污水站容易受到冲击,造成出水COD超标。

20175月以来,润中公司在污水处理量不足设计能力70%的条件下,甲醇污水站长期未添加甲醇,生化池内污泥活性较差,出水COD时常随着进水有机物浓度的升高而超标,严重时污水站受到较大冲击,甚至陷入瘫痪状态,出水COD偶尔达到100 mg/L以上。

2.2  甲醇添加不足的影响

添加甲醇的主要目的有:一是提高食微比,增强活性污泥的降解能力;二是均衡营养,为活性污泥提供足够的碳营养;三是提高污水处理负荷,保证污水达标排放;四是提高污水处理弹性,增强活性污泥的抗冲击能力;五是在进水流量和质量大幅波动时,具备良好的可操作性和调控性。

甲醇添加不足时,补给活性污泥的碳源相对就少,污泥活性一般,可维持最基本的污染物降解能力和污水处理能力,正常情况下不会引起污水超标;但当污水处理量突然增大或污染物浓度突然升高时,尤其是有机物浓度突然变化时,即便采取最有效的调整手段——减少甲醇添加量或不再添加甲醇,仍会造成出水COD超标,只是其超标的幅度较小和可控而已。总之,无论是处理工业污水还是处理生活污水,无论是合成氨污水站还是甲醇污水站,无论是采用SBR工艺还是采用AAO工艺,抑或是采用其他活性污泥法污水处理工艺,甲醇添加量不足较不添加甲醇对污水处理过程和出水水质的影响要小得多。

2.3  甲醇添加量不稳定的影响

更多内容详见《中氮肥》2019年第5

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