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流程分析 | 在污水厂工艺管理中的应用

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治污者说 发表于 2019-8-14 06:38 | 显示全部楼层 打印 上一主题 下一主题
在污水处理厂中,越来越多的运行管理人员都意识到了污水处理管理的难度,认识和了解污水处理过程中的复杂性,这也是我们污水厂的管理人员在这个行业获得提升的必要途径。随着国家对污水厂的监管力度越来越大,现在的阶段可以说是污水厂管理提升的一个关键时刻。多年从事污水厂管理的经验丰富的运行人员都能够很深刻的体会到,污水厂的运营管理提升,特别是在涉及活性污泥工艺的内容方面,可以说是一项异常艰巨而宏大的任务。4 R5 N, w, E9 ?7 n2tech.cn
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     在一个污水厂中,为了使更多的运行人员理解并学会管理污水厂的工艺运行,通常我们管理人员会对员工进行各种各样的培训和学习。对于污水厂的新员工或者之前没有深入学习的老的污水厂的运行员工来说,污水学习过程面临着很多的培训选择,这些培训来自于各种各样的培训结构,各种各样的培训书籍,各种各样的所谓的发证机构,这些机构和培训都在标榜和炫耀自己的正规和权威性。这些培训一般都采取了多种形式,通常会围绕函授课程,短期的课堂教学,研讨会和交流会等形式来进行。这些培训方式提供了各种污水处理的过程控制理论,包括各种令人困惑的理论术语,大量的英文首字母各种词汇,甚至包括偶尔相互矛盾的内容。污水厂的接受培训的人员,在没有通过系统的专业的学习,是很容易受到这种混乱的培训或者学习内容的影响,更加难以全面了解这些片面的知识点,至于这些知识点如何正确的组合在一起,就更没有一个系统的思路了。就像拿到一份打乱成碎片的拼图,但是没有一个正确的思路和方式把这些内容组合成完整的图像。' p; \; j: R. j  m  Q3 a& T9 ?9 f6 Q2tech.cn
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      这样的培训机构往往提供了快速获取证书的模式,在短短几天内,通过缴纳一定的费用,简单的学习一些莫名的知识点,然后给学员一个加盖了所谓的高级培训机构名章的证书,来证明一个污水厂人员的能力。这种员工的培训通常是仅仅只是为了获得证书的培训,和运营管理人员以及员工的最初的意图:学习“如何”处理污水的目标,并没有任何有效改善和提高。4 g& w8 r1 v+ W" A) h' F# E7 m2tech.cn

- Y2 M2 v, t9 ]1 s- y& K* Z8 N" f      这种类型的证书把很多污水厂的运行员工的注意力集中在仅通过考试上,但是却使污水厂的运行员工失去了理解整个生物处理过程的复杂性概念。因此我们实际的运行管理人员应该寻找一种更好的方法来培训员工,关于各自污水厂内的工艺管理体系的问题。这种培训必须首先是结合各自污水厂本身的实际运行的情况,培训员工针对污水厂的运行管理内容,需要建立一种逻辑和简单的方法,可以为污水厂的运行员工提供常识性解释,从而减轻和规避对污水处理更广的边界知识的理解。污水厂的管理人员,应该建立一个适合本厂的运行管理知识体系,这个适合本厂运行的管理知识体系能够为本厂的运行人员,提供对活性污泥工艺中生物化学关系的基本了解,还应为运行人员提供可靠且简化的方法来对工艺进行故障排除。
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5 O9 c2 q% L8 P       基于这种培训的理论,逐步介绍一些更为贴合运营实际的知识体系,将引入更多的管理体系的内容,为更多的一线管理人员提供一些管理提升的思路和发展的方向。今后会在污水厂的系统化的管理运行进行多个系列的文章介绍,帮助大家更深刻的理解系统化管理在污水厂运行中的应用。
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* T! x8 \( b( n( B      从这一期开始,我们将从流程图来进行一个污水厂的异常问题的判断,来开展污水厂工艺运行的系统化管理的内容,这将会是污水厂系统化管理的开篇,今后会有不同的系列从不同的方面和大家交流污水厂的系统化管理。
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       污水厂在日常的运行中,会不断的出现各种工艺问题,这些工艺问题的解决往往让工艺运行人员头疼不已,解决某个工艺问题的期间,往往发现需要解决更多附带问题,解决到最后,才发现问题的根源在另一个环节,这就是污水处理系统的特性,只有通过更系统更全面的分析问题,才能解决某一个看起来很孤立的问题,也才能减少我们工艺管理人员的无谓的付出和劳动。但是不是每个工艺人员都能具备全面的系统分析问题的能力,我们该如何进行问题的分析和研究,来改善我们现在针对工艺问题时的盲目性呢?
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       在了解这个问题前,我们先来了解下什么是流程图:在计算机学科中,以特定的图形符号加上说明,表示算法的图,称为流程图或框图。流程图是流经一个系统的信息流、观点流或部件流的图形代表。在企业中,流程图主要用来说明某一过程。这种过程既可以是生产线上的工艺流程,也可以是完成一项任务必需的管理过程。流程图是揭示和掌握封闭系统运动状况的有效方式。作为诊断工具,它能够辅助决策制定,让管理者清楚地知道,问题可能出在什么地方,从而确定出可供选择的行动方案。流程图有时也称作输入-输出图。该图直观地描述一个工作过程的具体步骤。流程图对准确了解事情是如何进行的,以及决定应如何改进过程极有帮助。流程图可以清楚地描述整个工作过程的顺序。
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       本节开始将把流程图的分析方法引入到污水处理的工艺故障问题的分析中来,利用流程图为一个个污水厂的工艺故障问题建立起各自的分析框架,工艺人员通过对还是不对来分析和判断现场的各种可能的原因,同时在分析框架中把污水的基础知识整合在框架内,每一步的流程都有一定的基础知识和故障排除方法作为步骤执行的途径,通过这样的模块化的框架分析判断污水厂的故障因素,把一些复杂的计算和理论简化到判断过程中。这样可以使运行人员轻松了解工艺操作和故障排除过程中的活性污泥的基础知识,而不需要用昂贵的实验室设备,复杂公式,或者记忆各种过程控制方法,来进行知识结构的提升。- x5 X) U. b' [8 T5 E2tech.cn

# M( G8 r8 q# j, J- Z' b& `) A2 o+ W       我们做工艺管理人员一定要遵从对污水厂内的技术知识的传播,不要把知识包装强化成高精尖的科技感十足的内容,而是要简化污水处理系统知识,要学会利用工艺运行人员已经熟悉的一些概念,操作手段等,用更加直接和简便的,更符合逻辑关系的方式来组织这些内容,最终实现污水厂的运行人员对故障问题的系统化解决方案的实施。
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精彩评论4

 楼主| 治污者说 发表于 2019-8-14 07:04 | 显示全部楼层
在污水处理厂中,由于总氮总磷的监控以后,污水厂的管理都提升了很多,可以说在之前的氨氮超标是一个已经不算是问题的现象了,各个污水厂基本都具备了氨氮超标后的解决方案,也在实践中不断地优化了氨氮超标的工艺方案。由于氨氮超标的解决方案基本在各个厂内都已经具备,大家都有很多现场的解决经验,因此公众号希望通过列举这个氨氮超标的解决流程来和大家沟通一下污水厂氨氮超标之后的调整思路。也希望大家能结合这个流程方案,整合到各自污水厂中的氨氮超标的解决方案中去,通过这样的流程,使更多的工艺运行人员分析和管理污水厂的工艺运行。& l# `6 q2 t$ S2tech.cn

5 {" I0 G! a1 U8 q3 I2 q我们先来看一下这张流程图的样子,当遇到氨氮超标的问题时,需要解决的现场问题很多,很杂乱地时候。现场的运行人员需要一个明确的工艺指示,但是我们经常没有一个准确的全面的现场运行资料的分析,因此我们对现场运行人员需要制作一个分析判断的流程图。一步步引导现场人员对氨氮超标的问题进行分析和调整,直到氨氮调整问题。根据这个思路,制作出这样一个流程图,这是一个通过“是”与“否”的回答来指导运行人员判断下一步工艺操作的流程分析图。
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2 f; B+ j+ g. o' T! @  m这种流程分析图最大的优势在于每一个层面都是简单的是否回答,这样工艺人员就能很快的分析下去,直到找到问题根源。在这个流程图中每一个流程判断都附有详细的说明和解释,作为一个流程图的辅助说明备查手册,附带在流程图后,方便运行人员阅读学习,直到最终掌握和领会应用。
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但是我们也要清楚,污水厂的情况千差万别,公众号只是引用了氨氮超标的一个分析例子,不是作为标准流程进行推广的,如果大家感兴趣,可以根据这个流程图,结合本厂的实际,进行修订,制作一套适合本厂运行的工艺运行异常的检测流程,这样就能更好的使运行人员进行现场的工艺管理。
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这就是一个判断氨氮超标的流程图,其中每一个框图代表了每一个检查内容,从接到氨氮超标的信息开始,我们进入到工艺检查流程,也就是黄色的检查框开始,由于常规的深度处理部分(加药,混凝沉淀,过滤)一般只是对SS和总磷有一定的处理效果,因此我们主要从二沉池的出水氨氮开始检查起,检查二沉池出水氨氮是否超标,从这一点开始回答每个检查流程方框内的问题,回答“是”,我们就沿着绿色的箭头走向下一个流程框,回答“否”,就沿着红色的箭头走向下一个流程框。每个流程框内都有查阅的资料内容,我们把这些内容整合到一个个“速查n”的手册中去,这样我们就能一步步的根据速查的内容进行分析判断了。公众号将围绕这个流程图中的每一个流程,详细的说明速查内容,同时在每个速查内容之后我们还有相应的拓展的内容,将放在最后把拓展的内容和大家一起交流,这些内容主要是污水厂的一些基本技能的说明,因此公众号这个系列同时也是污水厂进行工艺管理的普及内容。1 e  A) D- d9 N- K2 x; X1 g2tech.cn

& T8 F- r, J0 q* V从这篇开始就来把每个流程框内的速查内容和大家交流,希望大家共同探讨并提出各自的意见和看法。下面就是流程方框一的速查1的内容:
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( V% |# t1 W5 E) T速查1:6 Y9 R2 x. G7 t" t7 x2tech.cn
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      二沉池出水的氨氮<5 mg / L。在污水中的污染物质有含有碳(COD/BOD)的有机物和氨氮(NH3-N)形式的N类污染物,在污水厂中的曝气池内的细菌将这些污染物转化为自身繁殖所产生的新的细菌细胞物质所需(同化作用),还有就是通过氧化作用生成了CO2和硝酸根(NO3-)形式,从而防止进入污水厂的内的污染物质流出到自然水体中。曝气池中的硝化细菌将进入的氨氮转化为称为硝酸盐(NO3-)的氮。这些硝化细菌对生长的环境条件非常敏感。由于这种敏感性,监测污水厂内的氨转化就为污水厂氮的去除提供了一个“早期警告”的指示,指示运行人员何时需要对工艺过程进行调整。在污水厂中的各种相关环境条件因素的变化,会限制硝化细菌将氨转化为硝酸盐,最终导致曝气池出水氨氮浓度增加,这表明曝气池的硝化作用受限,导致了二沉池中的氨氮超标。如果曝气池出水的氨氮浓度<5 mg / L,则认为两种主要污染物(COD/BOD和NH3)都已成功转化,所以曝气池的出水达标的情况下,二沉池的出水也就达标,既氨氮<5mg/ L。
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所以从上面的分析来看,曝气池内的生物硝化过程必须先完成。从运行角度来说,曝气池的出水指标,始终是活性污泥系统故障排除过程中的第一个需要检测的项目。如果来自二沉池出水的氨氮浓度大于5mg / L,则表明曝气池硝化过程不完全,或在二沉池中的活性污泥分解中产生氨氮。在这个方框一中需要记住的是:氨氮仅在曝气池的好氧环境中转化为硝酸盐。
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 楼主| 治污者说 发表于 2019-8-14 07:15 | 显示全部楼层
流程图作为污水厂工艺异常的分析方法,在各个污水厂内可以进行自己的流程图设计的,通过公众号一系列的介绍后,希望能给一线工作的技术人员一种解决问题的方式,把每个看起来毫无头绪的超标问题,通过设计的流程图,进行简单的对错判断,一步步的发现问题的症结在哪里,这就是流程图分析工艺异常的途径和方法。这种流程分析,相信在一些工艺管理人员手中已经开展起来了,也希望通过氨氮的去除介绍,把这种流程图的分析方法介绍给大家。" ~( v, s$ e* t2 u$ b5 D3 m2tech.cn
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下面我们继续流程图的框图内容:$ j, L; a; p7 ]3 @. t2tech.cn

7 i1 [' J/ N5 E3 ?* x' C速查2:曝气出水氨氮:<5mg / L。
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" S3 Y9 X" U7 }, d通过检测曝气池出水的氨氮来检查生化处理段的运行效果,当进水中的氨氮(NH3-N)在曝气池中得到充足的曝气后,在活性污泥中的硝化菌的作用下,氨氮会转化为硝酸盐(NO3-N)。如果曝气池内的硝化反应正常进行,那么曝气池出水中的氨氮应小于5mg /L,因此如果二沉池出水的氨氮> 5mg / L,确定出水超标的具体原因,首先测量曝气池出水中的氨氮,根据测定的氨氮出现的两种情况再进行下一步的分析:1 l6 {- k9 {% z6 {5 E2tech.cn
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第一种情况:如果曝气池出水中的氨氮> 5mg / L,那么说明氨氮超标的原因,也就是氨氮转化不完全的位置就在曝气池中。当出现这种情况,就要确定曝气池硝化反应不完全的原因,需要从曝气池收集数据以确定具体原因。
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第二种情况:如果曝气池出水中的氨氮<5mg / L,但二沉池出水中的氨氮浓度> 5mg / L(图2),那么问题的来源(位置)就在二沉池中。这种情况氨氮在曝气池中被硝化菌已经转化成为硝酸根,但在二沉池中又再次升高。这就需要收集更多数据以确定二沉池中氨氮升高的具体原因。2 U9 i, K. t5 ?( s2tech.cn

$ e( Y% U4 C4 F% ?3 E从第二个框图我们能看到,出现问题的时候,重要的是首先确定氨氮具体升高的位置,然后根据升高的工艺环节,将工艺调整操作引导到活性污泥系统的特定处理单元,进而解决工艺问题。确定合理的工艺问题发生点,这一点在工艺调整中是非常重要的。对活性污泥处理进行故障排除的常见错误之一就是:当工艺问题位于另一个处理构筑物中时,但是却对处理系统的一个单元进行调整,往往造成工艺调整混乱和无效。
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本速查中扩展内容“如何检测曝气池出水中的氨氮?“(扩展内容将在速查内容之后全部列出)。+ I& T6 y2 Z% v$ i2tech.cn

2 `+ Q8 a! y$ }) `) J; s/ j- h& m速查3:曝气池出水水温是否<10℃。. D5 w0 M9 e: R5 {. u2tech.cn
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如果曝气池出水氨氮浓度>5mg/ L,说明曝气池内的微生物的生存环境条件,限制了硝化菌对污水中的氨氮转化为硝酸根。其中有一项,特别是北方地区的冬季需要重点考察的就是曝气池中的水温。水温是直接影响将氨转化为硝酸盐的硝化菌的生长速率的因素,当曝气池水温降至10℃以下时,硝化细菌的繁殖速度可能不足以维持足够的数量,无法将进入到曝气池内的污水中的的氨氮全部转化为硝酸盐。在曝气池中,活性污泥中的细菌将污水中的有机物转化为曝气池中的新细菌细胞体的过程中,产生热量,这部分热量被传递到曝气池环境中,当进水中的有机物充足,活性污泥浓度足够,可以使水温通常保持在10℃以上,这也是为什么北方冬季的污水厂需要保持高浓度运行的原因之一。但是很多污水厂存在进水量不足,有机负荷低,活性污泥的污泥浓度底,则细菌在繁殖过程中产生的热量较少,不足以提升曝气池的温度到10℃以上。另外,如果冬季污水厂的曝气量过大,超过进水中有机负荷所需的曝气量,这些过量的曝气生成气泡会把曝气池中的热释放较冷的环境空气中,从而导致热量损失。因此在低有机负荷系统,也就是进水量不足,进水浓度过低的过度曝气会导致曝气池水温降至10℃以下。; ?; V7 A3 x5 D5 u; O1 s+ }$ b0 R2tech.cn

  `8 e5 R% o& T; Q% K% |测量曝气池出水中的水温应结合测量曝气池的溶解氧一起进行,很多型号的便携式溶氧仪上都自带有温度显示," C: S' u7 U& D2 {2 ^2tech.cn
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比如这张图中,该溶解氧测量仪测量超过2mg / L的溶解氧(DO)和9.9℃的水温。在这种情况下,应减少曝气风机的曝气量,防止过量的曝气造成的热量损失,同时节省电费。一般来说,在曝气池出口检测的DO浓度为2 mg / L的情况下,就表明了曝气池内的溶解氧已经完全满足微生物对有机物转化降解能力的需求。因此在冬季,如果存在曝气过度降低水温,可以通过减少曝气运行时间来提升水温。6 n) N6 `. r/ @& L2tech.cn

- v7 t+ r, `6 N$ Y, }2 l+ c速查4:二沉池内污泥分解
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活性污泥在二沉池中长时间停留会出现的活性污泥的分解现象,这种情况会造成氨氮的再释放。活性污泥中细菌的细胞由碳和氮和磷组成的,当活性污泥沉淀到二沉池底部,底部活性污泥中的好氧细菌在长时间没有氧气的环境中时,活性污泥中的厌氧细菌就会繁殖分解。当细菌分解时,它们将活性污泥的微生物体内的氨氮重新释放回二沉池的水中。如果测量二沉池出水中的氨氮含量高于曝气池出水,则二沉池中的活性污泥可能存在分解现象。而厌氧环境通常会造成活性污泥变成黑色;因此,要检查二沉池表面是否有黑色块状污泥上浮,以及二沉池底部污泥层中是否存在腐化污泥。
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1 v. b; u- O2 F8 H9 Q关于二沉池内氨氮超标的情况可能的原因有:
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来源1:二沉池普遍装有浮渣挡板,在曝气池产生的生物泡沫进入到二沉池后,这些生物泡沫会随着水流扩散,积聚在二沉池浮渣挡板后面。当浮渣挡板泡沫聚集时间长后,这些生物泡沫就可能开始厌氧分解,并从分解中的细菌细胞中释放氨氮。由于二沉池本身的功能是泥水分离,而不是为去除氨氮而设计的,因此这部分释放的氨氮通过二沉池的上清液进入后续的流程。解决方案:清洁浮渣挡板区域内堆积的生物泡沫。0 y- W7 v7 l; N4 P& H. f5 q/ l5 Q2 r3 F2tech.cn

- R# D% a* H6 J. ?, _# } 来源2:如果曝气池中的生物泡沫产生过多,生物泡沫最终覆盖整个二沉池表面。这些生物泡沫往往呈棕色,并且通常与曝气池中的活性污泥浓度和进水有机负荷(低F / M比)相关,二沉池大量出现生物泡沫堆积在表面时,就需要解决生物池内的问题了。
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  u- X4 s" c3 L# v1 P7 E+ E解决方案:扩展内容“如何消除曝气池的泡沫?“(扩展内容将在速查内容之后全部列出)。
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6 C! Z) @" P1 w! F0 ]来源3:二沉池内随着污泥层深度的增加,污泥在二沉池中的停留时间会加长,活性污泥中的微生物更有可能分解并释放微生物体内氨氮。由于氨氮是可溶的,它将释放到二沉池水中并通过二沉池的溢流堰板流入到后续构筑物内。因此过长的污泥沉淀时间,导致二沉池底部的污泥层中出现深色或黑色的层面,是活性污泥中的氨释放的视觉标志。: }" ^( C5 u: j# ?5 S2tech.cn

( ?# ]0 K$ ^, m/ Q. Y- y5 {解决方案:扩展内容“如何确定二沉池污泥层中氨氮的释放?”
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 楼主| 治污者说 发表于 2019-8-14 07:16 | 显示全部楼层
速查5:总碱度<100 mg / L。
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5 G, j) O! Z3 z# s如果曝气池出水的氨氮浓度>5mg / L,则曝气池中还有可能存在限制进水完全转化的条件,使硝化菌无法正常进行硝化反应。曝气池内的硝化细菌在好氧条件下将污水厂进水中的氨氮(NH3-N)转化为曝气池中的硝酸盐氮(NO3-N)。在硝化菌将氨氮转化为硝酸盐的过程中,硝化细菌也会产生酸。如果在硝化反应中生成的酸积累的足够多,会把曝气池的pH将降低,如果降到很低以后,大量的酸会最终抑制硝化过程,导致硝化反应停止,造成曝气池出水氨氮超标。由于生活污水厂的进水中一般都在6~8之间,并且会偏在碱性范围内,保持在7.5左右,这部分的PH值可作为硝化细菌在硝化过程中产生酸的缓冲剂。如果进水中有足够的碱度,曝气池内的pH值会保持在硝化细菌的反应向右进行的所需范围内,并完成转化。但是在运行中,如果有工业偷排的废水进入到污水厂内,这部分废水的氨氮浓度远远高于生活污水,或流入的废水的本身的PH值就很低,这两种情况都可能导致曝气池内的pH降低并抑制硝化过程,造成曝气池出水氨氮超标。
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测量曝气池出水中的总碱度可以使用各种快速的检测仪,或者通过实验室做法来进行。一般情况下,当曝气池的总碱度> 100 mg / L时,氨氮的硝化过程不会受到曝气池内的碱度限制,这种情况下,我们要继续根据流程图的指向去分析氨氮超标的其他可能原因。如果曝气池总碱度<100 mg / L,就说明碱度是可能的主要限制因素。当然对碱度的监测仅仅一次或每天同一时间测量,这种监测方式并不能准确的说明曝气池内的碱度变化,为了得出总碱度的真实变化曲线,需要在厂内进行一周中不同日子和一天内不同时间的总碱度测量。监测总碱度(注意这里是总碱度,而不是我们日常化验室所做的pH值)对于预防氨氮出水超薄情况至关重要。因为当硝化过程中消耗碱度时,曝气池内pH将迅速下降,但是一旦检测到PH下降,说明硝化产生的酸已经富集,硝化反应已经停止,因此在氨氮的硝化反应中,检测总碱度的意义大于检测PH值。3 O, r9 ]& Q6 }5 p2tech.cn

& p6 J! }# x8 g% o; |% z; y扩展内容 “如何测量曝气池中的总碱度?“
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速查6:曝气池的热量损失。
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2 d) d/ m# |+ c/ w. }& A4 N( x' J9 h; }减少曝气池的热量损失为了防止曝气池水温过低导致硝化反应受到抑制,从前面的分析中,可以知道生物池内的过量的曝气容易导致冬季水温的损失,因此曝气池内的曝气量与所接收的有机负荷应当相互匹配,北方地区的中小型污水厂还会受到季节性流量变化影响,在冬季可能会出现明显的进水水量的下降。如果冬季的进水量严重减少,工艺的调整是利用系统设计的双线运行的灵活性,将单条曝气池从工艺线路中超越掉,以满足曝气量和有机负荷的匹配。注意不要添加有机碳源以增加有机负荷来维持所有的曝气池的投用,因为我们花钱购买了有机碳源来喂养活性污泥中的细菌,然后再花钱(曝气风机的电费,污泥脱水的药剂费,电费)将其从污水中去除,这种方式毫无经济性。* ^+ g7 J9 i9 Q2tech.cn
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减少热量损失的措施1:要精确的统计计算冬季低温下运行的有机负荷,并根据实际的运行负荷,合理的调控曝气风机的开启,满足曝气量和有机负荷匹配。过量的曝气将会造成曝气池内活性污泥和较冷的环境空气加大接触,造成温度交换致使水温下降。同时也会浪费更多的电力,因此在冬季水量减少导致有机负荷下降的情况下,要减少曝气时间周期以防止过度曝气。' \% t: @& w  m1 Y+ J. j3 Z2tech.cn
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减少热量损失的措施2:加盖。当较冷的环境空气与较温暖的曝气池内活性污泥表面接触时,来自曝气池内混合液的热量会流失到大气中。这种可以用防水布或其他类型的保温隔热材料覆盖在曝气池表面,防止这部分的热量流失。在极端寒冷的情况下,是要建设整体的厂房来保持构筑物的冬季防冻问题。0 K6 v& O- \1 c8 |3 _2tech.cn

7 ?6 \9 g3 P/ q' H" f, \扩展内容:“如何确定需要多少曝气量?“
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" E" r( L3 c* X5 m- W3 q) W3 h速查7:曝气池出水溶解氧DO<2 mg / L$ [5 [4 [. [" Q" q3 n2tech.cn
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如果曝气池出水氨氮浓度>5mg / L,前面的几项都满足的情况下,就要检查曝气池出口的溶解氧含量。硝化反应中,硝化细菌在整个曝气池将氨氮转化为硝酸盐的反应需要足够的DO。如果DO不足,则硝化过程就会受到抑制,曝气池出水氨氮可能>5mg / L。这个是需要在曝气池现场监测整个曝气池中的DO浓度,以确定是否是因为溶解氧DO不足导致硝化反应不完全的原因。曝气池内的DO浓度与进水的有机负荷,也就是进水的COD/BOD浓度密切相关。因此,如果要了解每天曝气池内实际的DO浓度的变化,需要在白天的不同时间,以及在一周内选择不同日期进行监测,通过多组的检测数据来判断和绘制每天的各个时段的溶解氧变化的情况。曝气池上的在线DO仪可以帮助运行人员在较长时间内对曝气池环境中的DO浓度进行趋势分析,但是要注意保持DO探头的定期清洁和数据的校核。如果现场DO仪表没有设置或者数据不准确,就需要运行人员使用手持的便携式溶氧仪进行全天和一个星期内的定期进行测量曝气池出口处的溶解氧,根据这些数据来绘制DO曲线。测量曝气池内不同深度和位置的DO浓度可反映出曝气池内氧化条件的最佳总体情况。在实际的日常记录中,测量DO浓度的最关键位置是曝气池出水,这也是曝气池的DO值最高的位置。
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溶解氧<2mg/L的解决方案:增加曝气池的溶解氧浓度。在工艺调整中,增加鼓风机运行台数或者增加运行频率(变频),调整部分关闭的阀门的开启度,或者可能需要清洁曝气池底部的曝气装置(这个要根据实际的风压的变化来进行判断)。如果现场设备都已经不能满足的情况下,可以使用外部的附加的曝气设备以在必要时增加曝气能力,但是这种情况下就要及时考虑生物池的升级扩容工作了。9 ~, \4 V- V" D& H: f" h2tech.cn

. E0 A! u; \) x1 P 速查8:增加曝气池总碱度
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1 z) D5 C( a; l/ b0 R* n将曝气池中的碱度提高到>100 mg / L。当测量曝气池出水的总碱度<100mg/L时,需要进行曝气池碱度的补充,一般可以采用投加片碱(氢氧化钠)等方式提高碱度。一般来说,硝化细菌将每毫克/升氨氮转化为硝酸盐的过程中需要7倍以上的碱度来平衡产生的酸。因此,在高浓度氨氮进水的情况下,曝气池内的碱度浓度变化的速度很快,并且需要立即进行调整。使用一些化验方式可以快速的测定现场的总碱度。当总碱度降至<100 mg / L时,也就是进水中的碱性物质即将被硝化细菌产生的酸消耗完,这个时候,曝气池内的pH值会迅速从从碱性转为酸性,从大于7转为小于7。因此监测总碱度,并根据检测数值有效的补充碱度来保证硝化菌的正常反应,是氨氮超标检测中的重要的一个部分,而且检测碱度可以在氨氮超标之前,改善曝气池的硝化环境,从而预防出水氨氮的超标。
学社我家 发表于 2019-8-19 07:20 | 显示全部楼层
速查9:曝内气池混合液:离心机旋转后固体物质<2%。9 A% I- r, e- q$ ^8 U8 i' c2tech.cn

2 Z/ D/ S% n+ w! c& E& S2 c如果曝气池出水氨氮浓度>5mg / L,则曝气池中存在着限制进水中的有机物被活性污泥中的微生物完全转化进入细菌细胞体内的条件。污水厂的污水的cBOD和氨氮是曝气池中活性污泥细菌细胞(生物质)的“食物”。因此在污水流出曝气池之前,活性污泥中的细菌必须将所有污水中的这些物质消耗或转化为新的细菌或无害的副产物。而当进水量增加时,曝气池中活性污泥中的生物量(细菌种群)就必须保证污水在曝气池停留时间段内,把氨氮完全硝化成为硝酸盐。如何检测是否有足够的微生物的量呢?通过MLVSS可以检测,在实验室中也可以简单用离心机来估算曝气池中的生物量。由于活性污泥中的絮凝体由丝状菌形成骨架,并组织起来,在离心机的离心作用下,会将活性污泥絮凝体中的水分离心出去,最终剩下无机物和脱离水分的微生物,因此通过离心可以粗略的判断活性污泥中的生物量的多少。: Q( i: o' Y& D+ Y, I% s8 P* b2tech.cn

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% b9 h: S( Q2 R8 U' x在污水厂的日常运行管理中了解生物量的相对浓度及其变化趋势(增加/减少)比了解生物量的确切数量更为重要。因此在日常我们使用离心机可以在15分钟内确定生物质浓度的粗略数值,并且对于在日常的过程控制来说这个数据已经足够了。通过离心检测出的曝气池中生物质浓度的增加,表明曝气池可以处理进水更多的有机负荷CBOD或者氨氮。然而,当生物质浓度(由离心机确定)增加至4%以上时,过多的活性污泥中的微生物就会出现可以抑制或减慢的活性污泥的沉降速率。当发生这种情况时,二沉池内的污泥层就可能开始上升。如果没有及时进行调整,则污泥层可以上升到二沉池池的出水堰的位置,最终随着出水排出,并因此进入后续的处理构筑物,导致出水水质超标。: v+ g5 V/ `: u0 T& R2tech.cn

' u  I2 [7 E% H6 v; F1 B. m# Q+ I解决方案:如果曝气池中的氨氮浓度>5 mg / L,且通过离心机检测的固体物质<2%,表明曝气池内的活性污泥中的生物量的浓度太低,则增加曝气池中的生物量浓度,工艺调整剩余污泥排放率来提高活性污泥的生物量。典型的曝气池混合液离心后的固体体积范围为2%至4%的范围内(各个污水厂可根据实际的进水中的SS含量进行数据积累确定这个范围值)。判断活性污泥中的生物量的浓度的趋势在过程控制决策中是非常有用的一个参数。在日常化验中,长期检测曝气池中的混合液的离心后固体含量,对于快速识别曝气池中的生物量的多少非常有用。
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扩展内容:“如何通过离心机检测活性污泥?“
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速查10:曝气$ V( `& f  O4 H/ L* [2tech.cn

0 r/ b9 u. H; A! l& f# a, \( K$ Y增加曝气池中的空气供应。如果通过检测后,发现曝气池的曝气量不足,则从两个方面进行排查:1、工艺操作问题(了解鼓风机运行时间或者运行台数);2、鼓风机械问题(评估鼓风机输出风量及风压)。' j2 U) i# s0 N, P& R; ~2tech.cn
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需要注意的是对曝气池中DO检测的数值,这些数值如果是抽样检测的数值,并不是曝气是否充分的确凿证据。在日常运行中,需要在一天的不同时间和每天进行的多次测量,这样才能提供更准确的溶解氧数据。通过数据记录,绘制曝气池内的溶解氧曲线,来了解曝气池内的溶解氧的变化情况,最终确定溶解氧的充足与否。+ E, o" s/ Z' J/ x  v/ ?2tech.cn
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- D) E: y5 ^8 p" o. L8 N3 m2 T扩展内容“如何测量曝气池中的DO?“
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- q- s2 L5 j3 }& O* F 解决方案:
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, U" D4 I4 f/ `5 I  y5 V( j1、工艺操作问题:在一些工艺的曝气通过时间来进行控制,比如SBR工艺,在这些工艺中,鼓风机通常由设定好的时间控制器来进行控制,工艺调整中可以通过增加周期频次或者每个周期的曝气时间可以实现增加曝气量。
0 q% e" {5 }, h) V8 n$ e+ |6 b; _4 W1 x. w2tech.cn
扩展内容:“如何确定需要多少曝气时间?“: a: N0 {% W- v+ z: V# ^2tech.cn
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2、机械问题:曝气系统中的各种设备,包括鼓风机,电动机,曝气扩散装置(曝气头,曝气管等)等机械设备会随着使用过程,效率逐步下降。还有就是污水厂在运行之后,进水有机负荷通常会随着运行时间而逐年增加。上述这些情况中的任何一种都可能导致曝气池内的曝气量不充足。9 l3 s0 n2 A3 N' o* y0 ]7 b2tech.cn

+ J9 H) X8 \: h针对这些问题,需要在厂内进行的调查内容有:1、曝气系统中的阀门、管道、扩散器是否堵塞等。2、混合不充分,曝气装置布局不合理,曝气装置堵塞,脱落严重,导致搅拌混合不均匀。3、鼓风机排气压力是否能继续满足曝气池的水头。7 E5 K  @( B" t4 G) @" i2tech.cn

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速查11:曝气池的实际有机负荷率5 r$ u& C$ ~5 F' S! f2tech.cn

, p5 n2 J- V& T* d8 k要经常检查曝气池的有机负荷率是否大于设计的有机负荷率。
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要确定进水有机负荷率,需要在厂内收集以下数据:平均进水流量和平均进水BOD。
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计算进水负荷进水流量,m3)x(进水BOD,mg / L)÷1000 =KgBOD /天
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* ]/ Y) M9 g1 h. L: Z+ C' e3 O- b示例:进水流量= 15,000 m3  进水BOD = 200 mg / L
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进水负荷=15000m3 ×(200mg / L)÷1000= 3000KgBOD /天: o2 }+ f) G- M/ A  r( ^2tech.cn
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' v, _) ]* x: e2 l根据计算得到的每日的有机负荷,再将这个数值除以曝气池的有效容积,这样得出来的就是曝气池的有机负荷率,这个数值要和曝气池的设计参数中的有机负荷率进行比较,确定实际进水的负荷率是否大于处理系统的设计负荷率。如果发现实际进水的有机负荷率明显高于设计负荷率,这就可能导致进水有机物在曝气池中处理不完全。
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8 Z/ y4 n2 W( e, J+ m  o速查12:增加曝气池内的生物量( `4 b5 h' k/ h+ T2tech.cn

/ [% x( ^& a, N' F7 \如果曝气池出水氨浓度>5 mg / L,通过流程图前端的判断,我们需要增加曝气池内的生物量。曝气池中生物质(生物量)的浓度在每个污水厂内曝气池容积确定,曝气量确定的情况下,生物质的量和进水有机负荷是具有相关性的。当进水中的有机负荷越高,曝气池中需要的生物质越多。
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0 O- G$ E7 F- k8 [; H曝气池流出物样品对曝气池流出物进行取样并进行离心机旋转以确定生物质的浓度。检测曝气池混合液的固体物质体积如果低于4%,则需要增加曝气池生物质浓度。在增加浓度的调整期间,要继续监测曝气池出水氨氮浓度。如果这是造成硝化反应不完全的原因,则混合液的氨氮浓度应随着生物质浓度的增加而降低。' G( v4 C0 K8 N# R4 x# }4 S2 J9 R5 ]2tech.cn

; x  Y$ S, ]5 l7 i4 w 在调整期间,要注意控制活性污泥的增长的量,不能为了满足氨氮的去除无限调高生物量,因为如果曝气池混合液的离心后固体物质比例超过4%,通常会导致活性污泥因浓度过高而在二沉池内沉降缓慢。; m9 Q4 \& t( l" m: g2tech.cn

3 P% B2 G2 Q; [# e( d扩展内容“如何测量曝气池中的生物量?“
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. D3 b/ t5 x! i5 O' ?; n速查13:评估可能的进水毒性问题。
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如果曝气池出水氨浓度> 5 mg / L,如果通过计算后,污水厂里的活性污泥系统都在其设计有机和流量负荷范围内运行,并且通过前面的一项项的列表,已经消除了其他工艺可能性(即温度,DO,生物量),这就要再从进水的毒性进行考察。进水毒性的考察要从污水厂内外两种可能进行调查。一种是污水厂内部的系统回流液(即含有高氨氮浓度的消化池上清液),一种是污水厂进水含有中有毒或抑制物质。
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第一种情况:在有些污水厂内的活性污泥在储池储存时间过长,在储池内的厌氧环境下,可能会产生高浓度的氨氮。当厂内的工艺运行中,这部分进入到污水厂的进水集水井内后,经过提升再次进入到生物系统中,就导致我们前面的流程分析中的高浓度氨氮进水的情况,抑制了硝化作用,导致氨氮超标。而实际上它是从污水厂的内部回流导致的情况。因此我们在实际的运行中,对厂内的各种回流导致的进水水质变化,从而导致出水超标的情况要进行认真的分析和调查,特别是工艺排泥,内部循环等等,都可能会造成曝气池内的微生物受到变化负荷的冲击,这就是我们在很多故障原因分析里要重点考察的内容。
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      扩展内容:如何将内部回流识别为来源?9 i* \$ M- {& G8 I+ i2tech.cn
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第二种情况:对污水厂收集管网的水质的检查,对一些有毒有害的进水源进行化验调查,检查是否由于外部进水(管网系统)内的污水造成了毒性的抑制。在日常的巡检过程中,可以通过检查进水的腐蚀性,颜色的变化,气味的变化等的感官迹象来粗略判断是否有异常进水进入污水厂内,同时也要注意一些委托处理的污水中的水质变化等。
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