汙水處理廠的正常運行是保證正常出(chū)水的根本保證。而對於汙(wū)水廠進行科學有效的(de)運行(háng)管理是保證正常運行的重(chóng)要手段。其中(zhōng),對(duì)於汙水廠的運(yùn)行指標的定(dìng)期(qī)、準確(què)的監測,並對獲得的數據進行分析、統計,從而指導汙水(shuǐ)廠運行則是汙水廠工作的根本(běn)。
1、溫度
對汙水、汙泥(ní)的物理性質、化(huà)學性質及生物性質有著直接(jiē)影響。在(zài)活(huó)性(xìng)汙泥係統的曝氣(qì)池(chí)中,主要依靠大量活性微生物(菌膠團)進行處理,他們比較適合的溫度一般在20~30℃左右,因此,如果要保證較(jiào)好的有機物處理效果,溫度應該盡可能的控製在20~30℃左右。
溫度監(jiān)測在現場(chǎng)進行,常(cháng)用的方法有水溫計法、深水溫計法、顛倒溫度計法和熱(rè)敏溫度計法(fǎ)。
2、色度
城市汙水處理廠的(de)汙水與工業廢(fèi)水的汙水不同,其色度並不是很明顯,但是並不說對於(yú)色度的監測不(bú)重要(yào)。其實(shí),通過對進入汙水處理(lǐ)廠的汙水顏色(sè)的觀察,可以判斷汙水的新鮮程度。通常,新鮮的城市汙水呈灰色,可是如果(guǒ)在管道輸(shū)送過程中厭氧腐敗(bài),DO很少,則汙水呈黑色並帶(dài)有臭味。另外,在我國,由於通常采用將(jiāng)工業廢水與生活汙水合流(liú)排放的排水體製,所以(yǐ)有時城市汙水廠的色(sè)度有時有較大差異。色度給人(rén)以不悅的感覺,我國(guó)對於汙水廠排放標準中對於色(sè)度有(yǒu)排放要求,因此,如(rú)果進水的色度較大時(shí),出水的監測指標中色度應該予(yǔ)以重視。
3、臭味
水中臭味主要(yào)來自有機質的腐敗產生的,也(yě)會(huì)給人帶來不快,甚至會(huì)影響到人體生理,呼吸困難、嘔吐等。因(yīn)此,臭味是比較重要的物理指標,不過,目(mù)前汙水廠並沒有對臭(chòu)味進行專門(mén)的(de)監測。
汙水水質化學(xué)指標有懸浮(fú)物、pH、堿度、重金屬離子、硫(liú)化物、生化需氧量(liàng)、化(huà)學需氧量、總需氧量、總(zǒng)有機碳、有機氮、溶解氧等等。
1、化學需氧量(COD)
化學需氧量(COD),是在一定的條件下,采用一定的強氧化劑處理水樣時,所(suǒ)消耗的氧化劑量。它是表示水(shuǐ)中還原性物質多少的(de)一個指標。水中的還原性(xìng)物質(zhì)有各種有機物、亞硝酸(suān)鹽、硫化物(wù)、亞(yà)鐵鹽等。但(dàn)主要的是有(yǒu)機物。因此,化學需氧量(COD)又往往作為衡量水中有機物質含量(liàng)多少的指標(biāo)。化學需(xū)氧量越大,說明水體受有機物的汙染越嚴重。
COD的測(cè)定是汙水處理廠日常主要監測項目,通過對不同構築物的進出水COD的測定,可以(yǐ)準確掌握構築物的運行情況,通過對一段時期的數(shù)據分析,可以對構築物的運行進行適當調整,以便保證汙水(shuǐ)的處理效果。另外,對(duì)汙水廠出(chū)水而言,COD是必須監(jiān)測的項目(mù),出水應(yīng)該達到相應國家標準。
化學需氧量(COD)的測(cè)定,隨著測定水樣中還原性物質以及測定方法的不同,其測定值也(yě)有不同。目(mù)前應用最普遍的是酸性高錳酸鉀氧化法與重鉻酸(suān)鉀氧化法。高錳酸鉀(KmnO4),氧化率較低,但比較簡便,在測(cè)定水樣中有機物含量的相對比較值時可以采用。重鉻酸鉀(K2CrO7)法,氧化率高,再現(xiàn)性好,適用於測(cè)定水樣中有機物的總量。
2、生化需氧量(BOD)
生化(huà)需氧量(BOD),是在有氧的條件下,由於微生物的作用,水中能分解的有機物質完全氧化分解時所消耗氧的量稱為生化需氧量。它是以水樣在一定的溫度(如20℃)下,在密閉容器中,保存一定時間後溶解(jiě)氧所(suǒ)減少的量(mg/L)來表示的。當溫度在20℃時(shí),一般的有機物質需要20天左右時間就能(néng)基本完,成氧化分解過程,而要全部完成這一(yī)分解過程就需100天。但是(shì),這麽長的時間對於實際生產控製(zhì)來(lái)說就失去了.實用(yòng)價值。因此,目前規定在20℃下,培養(yǎng)5天(tiān)作為測定生化需氧量的標準。這時候測得的生化需氧量就(jiù)稱為五日生化需氧量,用BOD5表示。如果汙水中的有機物的數量和組成相對穩定,則兩者之間(jiān)可(kě)能有一定的比(bǐ)例關係,可以互相推算求定。生活汙水的BOD與(yǔ)COD的比值大致為0.4~0.8。對於一定的汙水(shuǐ)而言,一般說來,COD>BOD20>BOD5。
BOD5也是汙水處理廠(chǎng)日常重要監測項目之一。進行BOD5監(jiān)測的具體意義基本與COD相同(tóng)。
不過,由於我國(guó)存在(zài)的(de)河流之排水體製,因此城市汙水廠(chǎng)汙水(shuǐ)中(zhōng)含有(yǒu)一(yī)定量的工業廢水,相對與生活汙水而言,工業廢水水質變化大而且難(nán)於降解,通(tōng)過監測汙水廠進水中BOD及COD,可(kě)以大致的判斷汙水的可生化(huà)性。
生化需氧量的經典(diǎn)測定方法是稀(xī)釋接種法。
3、溶解氧DO
溶解在水中的分子態氧稱為(wéi)溶解氧,天然水的溶解(jiě)氧含量取決於水體與大(dà)氣中氧的平衡。溶(róng)解執的飽和含量和空氣中氧的分壓、大(dà)氣壓力、水溫有密切關係。清潔地地表水溶解度一般接(jiē)近(jìn)飽和。由於藻(zǎo)類的生長,溶解氧可能過飽和水(shuǐ)體受(shòu)有機、無(wú)機還原性物質(zhì)汙染(rǎn)時溶解氧降低。當大氣中的(de)氧來不及補充時,水中(zhōng)溶解氧逐漸降(jiàng)低,以全趨近於零,此時厭(yàn)氧菌繁稍,水質惡化,導致(zhì)魚蝦死亡。
廢水中(zhōng)溶解氧的含量取決於汙水排出前的處(chù)理工(gōng)藝過程,一般含量較低,差異很大。魚類死亡事故多是由於大量受納汙(wū)水(shuǐ),使水體中(zhōng)耗氧性物質增多,溶解氧很低,造(zào)成魚類窒息死亡(wáng),因此洛解(jiě)氧是評(píng)價水(shuǐ)質的重要指(zhǐ)標之一。
在汙水廠整個運行過程中,十分重視水中溶解氧的測(cè)定。
國內外進行城市汙水處理的主要是考生物二級處理係統,多為好氧法。顧名思義就是利用(yòng)好氧微生物的新陳代謝過程分解去除水中的有機物。從中也可以看(kàn)出,DO氧的(de)控製是十分重要的,首先,應該保證水中有足夠(gòu)的溶解氧,這樣(yàng)好氧微生(shēng)物才能正(zhèng)常工作(zuò),這是取得較好的運(yùn)行效果(guǒ)的前提。可是,如果充氧(yǎng)過多,就會造成浪費,導致運行成本增加。因此,曝氣池中的DO一般控製在2~4mg/L之間。
當由(yóu)於(yú)設備問題(tí)或其他原因導致溶解氧不足時,處理係統就會出現故障。例如,曝氣池中DO不足,結果多(duō)會導致活性汙泥的絲(sī)狀菌膨脹。原因在於,細菌和絲狀菌對不足的(de)DO進行競爭,可是在DO不足(zú)條件下,絲狀菌的競爭力要遠(yuǎn)遠大於細菌,因此(cǐ),細菌獲得的DO會更少,它們的生長受到抑製,相反,絲狀菌得到機會大量繁殖,最終結果就是絲狀菌膨脹。
在A/O、A2/O等具有一定的脫氮除磷工藝中,對於(yú)DO的(de)控製也(yě)非常(cháng)重要。為了得到想應的N、P的去除(chú)率,必須保證有合適的DO值。
可見,在汙水廠的日常運行的監測中,對於DO的監測是十分有意義(yì)的。通唱采用的方法有碘量法及其修正法、膜電極法和(hé)現場快(kuài)速溶解氧儀法。
4、總需氧(yǎng)量(TOD)
總需氧量(TOD)。有機物中含C、H、N、S等元素,當右機(jī)物全都被氧化時,這些元素分別被氧(yǎng)化為CO2、H20、NO2和(hé)SO2,此時的需氧量(liàng)稱為總需氧量(TOD)。
總需氧量測定原理和過程是向氧含量中注入一定數量的水樣,並將其送入以鉑鋼為觸媒的燃燒管中,以900℃的高溫加以燃燒(shāo),水樣中的有機物因被燃燒而消耗了載氣中的氧,剩餘的氧用電極測定,並用自動記錄器加以記錄,從載氣原(yuán)有的氧量中減去水樣(yàng)燃(rán)燒後剩餘的氧,即為總需氧量。
此指標的測(cè)定,與BOD、COD的(de)測定相比,更為快速簡便,其(qí)結果也比COD更接近於理論需氧(yǎng)量。
5、總有機碳(TOC)
總有機碳(英文縮寫TOC)。表示水中所有有機汙(wū)染物的總含碳量,是評價水中有機汙染質的一個綜合參數。它是用燃燒(shāo)法測定水(shuǐ)樣中總有(yǒu)機碳元素(sù)量來反映水(shuǐ)中有機物總量的一種綜合測定指標。其測定結果以C含量(liàng)表示,單位(wèi)為mg/L。
它的測定原理與過程是:將水樣加酸,通過壓縮空氣吹脫水(shuǐ)中的無機碳酸鹽,以排除幹擾(rǎo),然後將水樣定量地注入以鉑鋼(gāng)為(wéi)觸媒的燃燒管中,在氧的含量充分而且一定的(de)氣流中,以900℃的高溫加以燃燒,在燃燒(shāo)過程中產生二氧化碳,經紅外(wài)氣體分(fèn)析儀測定,以自動記錄器加以記錄,然後再折算其中的(de)碳量。
TOC的測定采用燃(rán)燒法,因此能將有(yǒu)機物全部氧化,它比BOD5或COD更能直(zhí)接表示有機物(wù)的總(zǒng)量,因此(cǐ)常常被用來評價水體中有機物汙染(rǎn)的程度。
近(jìn)年來,國內外已研製成各種類型的TOC分析儀。按工作原理(lǐ)不同,可分為燃燒氧化(huà)一非分散紅外吸收法、電導法、氣相色譜法、濕(shī)法}L化一非分散紅外吸收法等:其中燃(rán)燒氧化-非分散紅外吸收法隻需一次性轉化,流程簡單、重現性好、靈敏度(dù)高,因此這種TOC分析儀廣為國內外所采用。
6、氮(有機氮、氨氮、總氮)
有機(jī)氮是反映水中蛋白質、氨基酸、尿素(sù)等(děng)含氮有機化合物總量的一(yī)個水質(zhì)指標。
若使有機氮在有氧的條件下進行生物氧化,可逐步分解為NH3、NH4+、N02-、NO3-等形態(tài),NH3和NH4+稱為氨氮,NO2-稱為亞硝酸氮,NO3-稱為硝酸氮,這幾種形(xíng)態的含量(liàng)均可作為水質(zhì)指標,分別代表有機氮轉化(huà)為無機物的各個不同階段(duàn)。
總氮(英文縮寫(xiě)TN)則是一個包括從有機氮到硝酸氮等(děng)全部(bù)含量的水質指標(biāo)。氨氮( NH3-N )是汙水廠出水的重要監測指標,水中氨氮的來源卞要為生活汙水中含(hán)氮有機物受微生物(wù)作用的分解產物,某些工業廢水,如焦化廢水和合成氨化肥廠廢水等,以及農田排水。此外,在無氧環境(jìng)中,水中存(cún)在的亞硝酸鹽亦可受微生(shēng)物作用,還原為氨。在有氧環境中,水中氨亦可轉變為亞硝酸鹽,甚至繼續轉變為硝酸鹽。
測定水各種形態的氮化合(hé)物,有助於評價水體(tǐ)被汙染和(hé)“自淨”狀(zhuàng)況。魚類對水中氨氮比較(jiào)敏感,當氨氮含量高時會(huì)導致魚類死亡。
以遊離氨NH3)或銨鹽(NH4-)形式存在於(yú)水中,兩者的組成比取決於水的pH值和水(shuǐ)溫。當pH值偏高時,遊離氨的比例較高。反之,則銨鹽的比例高,水溫則相反。因此,在監測時應該對pH和水溫進行足夠的(de)注意(yì)。
氨氮的測定方(fāng)法,通常有納氏比色法、氣相分子吸收法、苯酚-次氯酸鹽(或水楊酸-次氯酸鹽)比(bǐ)色法和電極法等。
水中N會導致水體富營養化,汙水廠出水中的N應該按照國家及地(dì)方(fāng)政(zhèng)府的相應要(yào)求(qiú)進行處理後達標排放。因此,對於出水中N的監測(cè)是汙水廠水質監測的重要項目之一。
此外,對(duì)於廣泛采用二級處理為主的城市汙水廠而言(yán),為了保(bǎo)證汙水廠的正常運行,必須(xū)保證生化池中微生物對營養的需求,好氧法一般控製在:BOD:N:P=100:5:1,因此,對(duì)於(yú)汙水廠進水N的監測,有利於對微(wēi)生(shēng)物營養的控製,當汙水中含磷比例較少時,需要人為的進行補充,以保(bǎo)證(zhèng)微生物的營養需求,進而保證汙水處理係統的正常運行。
7、磷(總磷(lín)、溶解性磷酸鹽和溶解性總(zǒng)磷)
在天然水和廢(fèi)水中,磷幾乎都以各種磷酸鹽的形(xíng)式存在,它們分為正磷酸鹽,縮合磷酸鹽(焦磷酸鹽(yán)、偏磷酸鹽和(hé)多磷酸鹽)和有機(jī)結合的磷(如磷脂等),它們存在於溶液(yè)中,腐殖質(zhì)粒(lì)子中或水生生物(wù)中。
一般天然水中磷酸(suān)鹽含量不高。化肥、冶煉、合成(chéng)洗滌劑等行收的工業廢水及生活汙水中常含有較大量磷。磷是生物生長必需的兀素之一。但水體中磷含量過高(如超過0.2mg/L),可造成藻(zǎo)類的過度繁殖,直至數量上達到有害的程度(稱為富營養(yǎng)化),造成湖(hú)泊、河流透明度降低(dī),水(shuǐ)質變壞。磷是評價水質(zhì)的重要指標。
為了進一步(bù)防止水中(zhōng)P導致水體富營養化,汙水廠出水中的P應該按照(zhào)國(guó)家及地方政府(fǔ)的相應要求(qiú)進行處理後達標排放。因此,對於出水中(zhōng)P的(de)監(jiān)測是汙水廠水質監測的重要項目之(zhī)一。
此外,對於廣泛采用二級處理為主的城市汙水廠(chǎng)而言,為(wéi)了保證汙水廠的正常運行(háng),必須保證生化池中微生物對營養(yǎng)的需(xū)求,好氧法一般控製在:BOD:N:P=100:5:1,因此,對(duì)於(yú)汙水(shuǐ)廠進水P的監測,有利於對微生物營養的控製,當(dāng)汙水中含磷比例較少時,需要(yào)人為的進行補充,以保證微生物的營養需求,進而保證汙水處理係統的正常運行。
8、pH值
pH值是指示水酸堿(jiǎn)性的重要指(zhǐ)標,在數值上(shàng)等於氫離子濃(nóng)度的負對(duì)數。pH值的測定通常根據電化學原理采用玻璃電極法,也可以(yǐ)用比色法。
pH值能表示水的(de)最基本(běn)性質,對水質的(de)變化、水處(chù)理效果(guǒ)等均有(yǒu)影響,對pH值的測定和控製,對(duì)維護汙水處理(lǐ)設施的正常運行、防止汙水處理及輸送設備的腐蝕、保護水生(shēng)生物的(de)生長和水(shuǐ)體自(zì)淨功能都有重(chóng)要的實(shí)際意義。
汙水的pH值如過高或過低,會(huì)影響生(shēng)化(huà)處理(lǐ),因為(wéi)適宜於(yú)生物生存的pH值範(fàn)圍往往是非常狹小的,並且也是很敏感的(de)。比如,在活性汙泥法(fǎ)係統(tǒng)的曝氣池中,如果由於pH發生了變化,如從(cóng)正常的(de)6.5~8.5變(biàn)化到了(le)5.5,那麽,係(xì)統很有可能出現(xiàn)活性汙泥的絲(sī)狀菌膨脹(zhàng)。這(zhè)將直接(jiē)影響出水水質,導(dǎo)致出水惡(è)化。其主(zhǔ)要原因(yīn)在於,在活(huó)性汙泥中應該細菌占優(yōu)勢地(dì)位,其喜歡的最佳pH 範圍是(shì)6.5~8.5,當pH值正(zhèng)常時,細菌占(zhàn)主要地位,絲狀菌數量有限。但是,當pH變化到了5.5後,由於非常適合絲狀菌生長,缺抑製了細菌的生長,這樣就會導(dǎo)致絲狀(zhuàng)菌在活性汙泥中占優勢,致使汙泥膨脹。
另外,在汙泥或(huò)高濃度廢水進行厭氧消化處理時,也應該格外注意pH值(zhí)的控製。因為(wéi),在厭氧消化處(chù)理過程中,主要是由產(chǎn)甲烷菌群和非產甲烷菌(jun1)群起作用。其中,產甲烷菌(jun1)群對於pH值要求非常苛(kē)刻,需要控製在6.5~7.5,最好控製(zhì)在6.8~7.2之間(jiān),否則,甲烷產氣率(lǜ)就會明顯(xiǎn)下降,影響消化效果。一般要求處(chù)理後汙水的pH值為6~9,當pH值小於5時,就能使一般的魚類死亡。
9、懸浮物(wù)(SS)
懸浮物(SS)指不能(néng)通過過濾器(濾紙或濾膜)的固體物質。汙水中的固體物質包括懸(xuán)浮固體和溶解固體兩類。懸(xuán)浮固體指懸浮於水中的固體物(wù)質。懸浮固體也稱懸浮物質或懸浮物,通常用SS表示(shì)。懸浮物(wù)透光性差,使水質渾濁,影響水生生(shēng)物的生長,大量的懸浮(fú)物還(hái)會造成河道阻塞。從國家及地方相應的汙水排放(fàng)標準而言,SS是進行監測的(de)重要項目之一。
10、有毒物質
有毒物質是指汙水中達到一定的濃度後,能夠危害人體健康、危(wēi)害水體中的水生生物,或(huò)者影響汙水的生物處理的物質。由於這類物質的危害較大,因此,有(yǒu)毒物質含量是汙水排放、水體監測和汙水處理中的重要水質指標(biāo),有毒物質是人們所普遍關切的,有毒(dú)物(wù)質可分為無機毒物和(hé)有機毒物。
無機(jī)物主要代表是一些重金屬離子如汞、鉻、鎘等,這些離(lí)子在水中如果不去除或處理效果不好,會進入天然水體或生生係統,最終可通過食物鏈(liàn)轉移到人體(tǐ)中進(jìn)行大量付集,最終導致各種公害性疾病(bìng)的出現。如水俁病、骨痛病等。
有機毒物(wù)的典型代表有氰化(huà)物、酚、有機氯化物等。這些物質也會(huì)導致嚴重傷害性事故。
因此,對於城市汙水處理廠的出水、出(chū)泥進行有毒有害物(wù)質進行認真、嚴格、科學(xué)的監測是必須的。隻有真正達到了排放標準才能排放或做他有。
1、細(xì)菌(jun1)總數
細菌總數是指lmL水中所含有各種細菌的總數。反映水所受(shòu)細菌汙染程度的指標。
在水質分析中,是把一定量水接種於瓊脂培養(yǎng)基(jī)中,在37℃條件下培養24小(xiǎo)時後(hòu),數出生長的細菌菌落數,然後計算出每毫升水(shuǐ)中所含的細菌數。
細菌總數測定是測定水中好氧菌、兼性厭氧(yǎng)菌和厭氧菌密度的方法(fǎ)。因為細菌(jun1)能以單(dān)獨個體、成雙成對、鏈狀、成簇等(děng)形式存在,而且沒(méi)有任(rèn)們單獨一種培養基能滿足一個水樣中所有細(xì)菌的生理要求。所以(yǐ),由此法所得的菌落可能要低於真正存在的活細菌總數。
2、大腸菌數
大(dà)腸菌(jun1)數是指1L水中所含大(dà)腸菌個數。大腸(cháng)菌本身雖非致病菌,但由於(yú)大腸菌在(zài)外部環境中的生存條件與(yǔ)腸道傳染(rǎn)病的細菌、寄生蟲卵(luǎn)相(xiàng)似,而(ér)且大腸菌的數量多,比較容易檢驗,所以把大(dà)腸菌數作為(wéi)生物指(zhǐ)標。比較常見的病原(yuán)微生物有傷寒(hán)、肝炎病毒、腺病毒等,同時也存在某些寄生蟲。
總(zǒng)大腸菌群的檢(jiǎn)驗方法(fǎ)中,多(duō)管發酵法可適用於各種(zhǒng)水樣(yàng)(包括底泥),但操作較繁需要時間較長;濾膜法主要適用於雜質較少的水樣(yàng),操作(zuò)簡單快速。
如果是使用濾膜(mó)法,則總大腸菌群可重新(xīn)定義為:聽有能在含乳糖的遠騰氏(shì)培(péi)養基上,於37℃,24h之內(nèi)生比出帶有金屬光澤暗色萄落的、需氧的和兼性厭氧的革蘭(lán)氏陰性無芽孢杆菌。另外,除了應(yīng)該重視在出水中進行微生(shēng)物的監測外,其實在運行過程注重(chóng)對微生物的監測是十分(fèn)必要的。
例如,汙水處理廠進行汙泥的鏡檢,主要就是觀察生物(wù)相的形狀(zhuàng)、組成(chéng)等(děng),通過定期的鏡檢(jiǎn),可以判斷運行設施的正常工(gōng)作與否,甚至可以提前預防一些異常現象,如:如果通過檢驗,發現汙泥中有(yǒu)絲狀菌增殖加快的(de)趨勢,就可以(yǐ)采取一定的措施,將可能發(fā)生的活性汙泥絲狀菌膨(péng)脹消滅在萌芽狀態,有效的保證汙水廠的(de)運行,保證出水(shuǐ)達到(dào)要求。
綜上所述,如果要想保證正常(cháng)運行,其(qí)根本保證來源於科學有效的運(yùn)行(háng)管理。
從中,對於汙水廠的運行指標(biāo)的定期、準確的(de)監測,並對獲得的數據進(jìn)行分析、統計,從而指(zhǐ)導(dǎo)汙水廠運(yùn)行則是汙水廠工作的根本。
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