TP超标原因分析与对策

污水处理厂TP超标原因分析与对策

1 污水处理厂运行概况

图1 污水处理厂工艺流程图

在运行之初，该厂污水处理效果较好，出水水质达到了设计要求。但随着经济的发展，污水处理厂负荷逐年增加，出水中COD和氮（氨氮（NH3-N、总氮（TN）））的浓度稳定且均能符合排放标准，出水总磷（TP）的浓度波动较大且有超标的情况出现。

2 TP情况调查

如图2所示，进水TP浓度日平均值较为稳定，出水TP浓度日平均值化验室数据与在线数据总体趋势一致。如图3（a）所示，2018年9月出水中TP浓度的日平均值均符合一级B 标准，但时有超过一级A标准的情况发生，此外出水TP浓度波动较大，9月5-7号出水TP 浓度较大。如图3（b、c、d）所示，9月5-7号出水中TP浓度波动较大，9月5号至6号出水中TP浓度有超标的现象发生。图中还表明9月5-7号的19时至第二天的7时出水中TP 浓度值均较高，9月5-7号的7点至19点出水中的浓度值较低，每天的TP浓度值的变化规律与此相似。10月份的TP数据波动与9月份相似，日监测值仍有超标的情况发生。

如图4所示，2018年10月27日进水TP在线监测后，分析10月28~30日的进出水TP 浓度变化。进水TP浓度值每天上午和下午有2个峰值，进水TP浓度最大值为3.08 mg/L（除

去奇异点）。出水TP浓度每天出水一个峰值，均出现在每天的20点至第二天的2点之间。

图2 2018年9月进出水TP变化情况（化验和在线）

(a) 9月出水TP变化情况(b) 9月5、6、7号出水TP变化情况

(c) 9月5号出水TP变化情况(d) 9月7号出水TP变化情况

图3 2018年9月出水TP变化情况（在线）

图4 2018年10月28~29日进出水TP变化情况（在线）

3 出水TP波动且时有超标原因分析

3.1 进水的影响

1、日常生活用水规律的影响

2、进水磷的形态的影响

3.2 除磷药剂的影响

图5显示了1~4月份氧化沟对氨氮的去除情况。进水氨氮基本在设计范围内波动，然而氨氮去除效果却很差，经常出现出水浓度高于进水的现象。

图5 2010年1~4月进、出水氨氮浓度值及去除率

这说明当污水中的有机氮通过氨化菌的氨化作用转化为氨态氮时，而氨态氮没有及时被硝化菌与反硝化菌通过硝化、反硝化作用转化为硝态氮以及最终产物N2。意味着氧化沟的硝化与反硝化功能已经失效，其原因可能是：①进水中有机物浓度过高时，异养菌与硝化菌争夺氧而使得后者处于劣势；②硝化菌和反硝化菌对环境相对敏感，有毒有害物质的存在、水温过高、pH值冲击都可能会对其产生抑制作用，这将在下几节讨论。

3.3 生化过程微生物的影响

1、厌氧段的生物释磷

2、好氧段的生物吸磷

3、污泥泥龄

大量研究表明[1]，氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的适宜pH值分别为7.0~8.5和6.0~7.5，反硝化菌为7.0~8.5，超出对应的范围，生物反应将减缓甚至停止。相比而言，氨化菌则较大范围地适应偏碱性的环境，氨化菌最适pH值为7~10，即使在pH=12时，氨化菌在经过短暂的抑制之后仍能够较好地生存。可以推断，来水的pH值冲击是氧化沟系统脱氮功能失效的重要原因之一，pH值冲击使得氧化沟内硝化菌与反硝化菌受到抑制，而氨化菌却能较好地适应，仍然不断地将有机氮转化为氨态氮，故使得出水的氨态氮比进水的要高。

3.4 水温的影响

水温对氧化沟系统的影响主要表现在以下两个方面：

（1）水温对氧化沟中微生物量和微生物活性的影响

祝威等[2]在研究不同温度水解酸化-好氧工艺处理高矿化度采油废水时发现，好氧微生物的活性在较高温度时受到较大的抑制，而水解酸化的温度可以高一些。张可方等[3]的研究表明，序批式生物膜反应器氧化氨的速度和TN的去除能力在高于35℃就会下降；同时指出脱氮过程中亚硝化反应受温度的影响更为显著。

（2）水温对氧化沟曝气充氧效率的影响

Carrousel氧化沟的特点是分段曝气，其采用表曝器在氧化沟的一端向污水中曝气。这样会使得氧化沟不同流段的污水中溶解氧分别处于充足、不足和严重缺乏状态，有利于各类微生物分别完成好氧分解、硝化、反硝化过程。由于氧气在水中的溶解度随水温的升高而下降，在较高水温下氧化沟中好氧条件将大大地缩减，这会对污水处理效果产生很大的影响。

3.5 有毒有害物质对水处理的影响

李娟英等[4]在研究几种重金属对活性污泥微生物毒性的大小时，测得活性污泥脱氢酶活性的抑制程度由大到小依次为Cd>Hg>Zn>Pb，与测得的活性污泥硝化速率抑制程度大小顺序一致。其他研究表明，污水中含有较高的铁、铬、锰等重金属时，不仅会对氧化沟中的活性污泥微生物有不同程度的毒害和抑制作用，也会影响到出水的颜色等感官性状[5]。水处理微生物对于硫酸盐的耐受能力相对较强，但仍有部分微生物会受到高浓度硫酸盐的影响，常规Carrousel氧化沟不能有效去除污水中高浓度的硫酸盐[6]。

4 TP超标对策

4.1 对DO的控制

生物除磷本身不消耗氧气。供氧量考虑的是硝化过程。通常情况下，缺氧区DO控制在0.3~0.7 mg/L，好氧区DO控制在2.0~3.2 mg/L的范围内。好氧段DO浓度过低，影响聚磷菌吸磷，好氧段DO浓度过高，氧随着回流污泥回流至厌氧段，影响聚磷菌释磷，因此好氧段的DO需要维持在一个合适的值，保持微生物的除磷效果。

4.2 对泥龄的控制

氧化沟系统的脱氮过程需要较长的泥龄（SRT），这是由于硝化细菌的世代周期较长。但生物除磷又需要通过排泥实现，因此需要控制合适的SRT，一般讲SRT控制在3.5~7天。

4.3 对BOD5/TP的控制

BOD5/TP越大，对细菌的释磷效果越好，进而对后续的除磷越有利。对一般城市生活污水控制BOD5/TP≥20～25 mg/L。

4.4 优化运行调度并建立应急预案，提高系统抗冲击负荷能力

根据污水处理工艺的设计要求进行科学的管理，在水质条件和环境条件发生变化时，充分利用该工艺的弹性适当调整运行参数，及时发现并解决异常问题，使污水处理系统高效低耗地完成污水净化处理作用。强化进水中各项水质指标的监测，特别是对微生物有毒有害组