高比例工业废水对Orbal氧化沟中污泥活性冲击影响及其优化调控技术

摘要

目前，三峡库区大多数工业企业的废水经简单预处理后，直接排入市政排水系统，与生活污水合并共同处理。由于工业废水成分、性质的复杂性和多变性，且多数工业废水存在有毒有害物质，大量的工业废水进入城市污水厂增加了城市污水厂运行管理和监控的复杂性，导致接纳大量工业区废水的污水处理厂常常面临高比例工业废水的冲击，此现象在三峡库区已普遍存在。论文针对活性污泥系统遭高比例工业废水冲击后出现污泥活性降低、处理效果下降等问题，考察和分析了园区各主要工业企业的水量水质特征，确定出对污水处理厂照成冲击的主要有毒物质，通过Orbal氧化沟中试装置研究高比例工业废水冲击对活性污泥系统的影响及污水处理厂遭受高比例工业废水冲击时应采取的运行优化调控方案。
　　 根据空港工业园区地形和污水管网的分布情况，将工业园区划分为西区和东区。西区主要企业排放的废水为高pH碱性工业废水，是城北污水处理厂遭受碱性工业废水冲击的主要原因；东区主要企业排放的废水为低pH酸性工业废水，是城北污水处理厂遭受酸性工业废水冲击的主要原因；工业园区企业所排废水中检测到Cu2+、Zn2+、Ni2+等重金属离子。综合考虑各种有毒物对活性污泥的毒性作用和实验条件，本文选择了强碱、强酸和Cu2+等有毒物模拟高比例工业废水冲击实验。
　　 在正常进水负荷下，ph≤9.5的碱性废水冲击8h，对污泥活性和出水水质影响不大；pH为12和11.5和10.5的碱性废水冲击时氧化沟开始中毒的冲击时间分别为3.4h，6.5h和7.6h。pH为12和11.5碱性废水冲击2h后，出水TP就分别达到了正常出水的1.7和1.3倍，冲击8h后，TP的去除率分别降至6.99％和32.28％；pH为12和11.5的碱性冲击对氨氮出水浓度的影响很大，冲击8h后，氨氮去除率从96％分别降至82.91％和86.71％，但整个冲击过程出水氨氮均能达标；在pH为12，11.5和10.5的冲击下，出水COD和TN均出现了超标。pH≤11.50的碱性废水冲击8h，采取适当的调控措施运行8h后易恢复到冲击前正常状态，而pH为12.00废水冲击8h通过简单的调控措施难恢复。
　　 pH≤5的酸性废水冲击对氧化沟活性污泥活性影响明显，污泥在2h之内即出现中毒迹象，氧化沟活性污泥平均SOUR值下降15％；出水TP对酸性废水冲击最为敏感，pH≤6的酸性废水冲击下，出水TP均超出正常出水浓度，pH≤4的酸性废水冲击8h后，TP的去除率均降至50％以下；氨氮出水对酸性冲击不敏感，pH≤4冲击下，出水TN均在2h之内出现超标，冲击8h后，TN去除率降至46％以下。pH≥4.50的酸性废水冲击8h，采取适当的调控措施运行8h后易恢复到冲击前正常状态，而pH为4.00废水冲击8h通过简单的调控措施难恢复。
　　 含高浓度Cu2+工业废水冲击对Orbal氧化沟系统污泥活性和出水水质的影响具有明显的滞后性。进水Cu2+浓度为8mg/L时，冲击8h对氧化沟的污泥活性和出水水质影响不大，且各污染物去除率均与冲击前基本一致；进水Cu2+浓度为10mg/L，和12mg/L，时，随着冲击时间的增长SOUR值逐渐降低，运行至1440min，出水COD出现超标，运行至1920min时，TN出水浓度分别为22.71mg/L，和23.47mg/L，去除率分别降至48.21％和44.58％；出水NH3-N和TP浓度最高时高达正常出水的3.7、1.5倍和4.4、1.6倍。
　　 伴随有水量冲击负荷的冲击与无水量冲击的情况相比，污泥活性受抑制更加明显且受抑制时间提前，可通过储存或溢流高污染流量避免活性污泥系统受损。提高污泥回流比可降低高比例工业废水冲击对污泥活性和系统处理效果的影响。高比例工业废水的冲击与调控试验过程中，SOUR值变化与DO值变化具有很强一致性，可通过增加曝气量维持活性微生物量。