生化池中的物质去除率受多种因素影响,这些因素可分为环境条件、运行参数、进水水质和微生物特性四大类。以下是具体影响因素及其作用机制:
一、环境条件
温度
影响机制:微生物活性与温度密切相关。
好氧处理:水温每降低10℃,微生物代谢速率下降约50%,导致有机物降解和硝化效率降低。
厌氧处理:低温(<15℃)会抑制产甲烷菌活性,影响沼气产量和有机物分解。
典型案例:冬季北方污水处理厂氨氮去除率可能下降20%-30%,需通过保温或加热措施维持处理效果。
溶解氧(DO)
好氧池:DO需维持在2-4mg/L。
DO过低(<1mg/L):硝化细菌活性受抑制,氨氮去除率下降;异养菌代谢减缓,有机物降解不彻底。
DO过高(>5mg/L):增加能耗,且可能抑制反硝化菌活性(若存在缺氧区)。
缺氧池:DO需控制在0.2-0.5mg/L,过高会抑制反硝化作用。
pH值
最佳范围:6.5-8.5。
pH<6:硝化细菌活性受抑制,氨氮去除率下降;酸性条件可能释放污泥中的重金属,影响出水水质。
pH>9:微生物酶活性降低,有机物降解效率下降。
调节方法:通过投加酸碱(如NaOH、H?SO?)或缓冲剂(如碳酸氢钠)控制pH。
二、运行参数
水力停留时间(HRT)
定义:污水在生化池中的平均停留时间。
影响:
HRT过短(<2小时):微生物与污染物接触不足,有机物和氮磷去除不彻底。
HRT过长(>8小时):可能引发污泥老化,导致出水SS升高。
典型值:
好氧池HRT:4-6小时(生活污水)。
缺氧池HRT:2-4小时(脱氮工艺)。
污泥浓度(MLSS)
定义:混合液中悬浮固体浓度。
影响:
MLSS过低(<2000mg/L):微生物量不足,处理能力下降。
MLSS过高(>6000mg/L):污泥黏度增加,氧传递效率降低,且可能引发污泥膨胀。
最佳范围:3000-5000mg/L(活性污泥法)。
污泥回流比(R)
定义:回流污泥量与进水量的比值。
影响:
R过低(<50%):二沉池污泥易流失,导致生化池污泥浓度下降。
R过高(>150%):增加能耗,且可能将硝酸盐带回厌氧区,影响除磷效果。
典型值:50%-100%(AAO工艺)。
三、进水水质
有机物浓度(COD/BOD)
影响:
进水COD过高(>1000mg/L):可能超出微生物处理能力,导致出水超标。
进水COD过低(<100mg/L):微生物营养不足,活性下降。
应对措施:通过调节进水流量或补充碳源(如甲醇、乙酸钠)维持负荷稳定。
氮磷比例(C/N、C/P)
C/N比:
最佳范围:4-6(反硝化脱氮)。
C/N<2.6:碳源不足,反硝化不完全,TN去除率下降。
C/N>8:碳源过剩,可能导致污泥膨胀。
C/P比:
最佳范围:20-30(生物除磷)。
C/P<15:磷释放不充分,除磷效果差。
有毒物质
常见物质:重金属(如Cu、Zn)、酚类、氰化物等。
影响:抑制微生物活性,甚至导致菌种死亡。
案例:电镀废水含铬(Cr??)时,需预处理(如化学还原)降低毒性后再进入生化池。
四、微生物特性
菌种结构
硝化菌:对温度、DO和pH敏感,需长期培养形成稳定菌群。
反硝化菌:需缺氧环境,且依赖碳源完成反硝化。
聚磷菌:厌氧释磷和好氧吸磷能力直接影响除磷效果。
优化措施:通过接种特定菌种或调整运行条件(如间歇曝气)优化菌种结构。
污泥龄(SRT)
定义:污泥在系统中的平均停留时间。
影响:
SRT过短(<5天):硝化菌未充分生长,氨氮去除率低。
SRT过长(>20天):污泥老化,沉降性能变差。
典型值:
硝化工艺:SRT=10-15天。
除磷工艺:SRT=3-5天(短SRT利于排泥除磷)。
污泥膨胀
原因:丝状菌过度繁殖导致污泥沉降性能恶化。
诱因:
进水有机物不足(F/M<0.1kgBOD/kgMLSS·d)。
DO过低或pH异常。
控制方法:投加混凝剂(如聚丙烯酰胺)或调整运行参数。