污水处理厂运行指标的监测

污水处理厂运行指标的监测 我国城市污水处理厂普遍典型处理流程为 一级处理 主要分离水中的悬浮固体物 胶状物 浮油或重油等 可以采 用水质水量调节 自然沉淀 上浮 隔油等方法 二级处理主要是去除可生物 降解的有机溶解物和部分胶状物的污染 用以减少废水的 BOD 和部分 CDD 通 常采用生物化学法处理 化学混凝和化学沉淀池是二级处理的方法 如含磷酸 盐废水和含胶体物质的废水须用化学混凝法处理 对于环境卫生标准要求高 而废水的色 臭 味污染严重 或 BOD 和 COD 比值甚小 小于 0 2 0 25 则 须采用三级处理方法予以深度净化 污水的三级处理 主要是去除生物难降解 的有机污染物和废水中溶解的无机污染物 常用的方法有活性炭吸附和化学氧 化 也可以采用离子交换或膜分离技术等 含多元分子结构污染物的污水 一 般先用物理方法部分分离 然后用其他方法处理 各种不同的工业废水可以根 据具体情况 选择不同的组合处理方法 污水处理厂的正常运行是保证正常出水的根本保证 而对于污水厂进行科 学有效的运行管理是保证正常运行的重要手段 其中 对于污水厂的运行指标 的定期 准确的监测 并对获得的数据进行分析 统计 从而指导污水厂运行 则是污水厂工作的根本 水质指的是水与水中杂质共同表现的综合特征 水中杂质具体衡量的尺度 称为水质指标 污水处理系统需要监测的指标有很多 概括起来 可以分为物 理指标 化学指标 生物指标 也可以分为运行前监测指标 运行中监测指标 出水监测指标 具体而言 可细分为几十种之多 这些指标可参考中华人民 共和国国家标准 GB8978 1996 污水综合排放标准 中的第二类污染物最高允 许排放浓度 一 污水的物理性质指标 1 温度 对污水 污泥的物理性质 化学性质及生物性质有着直接影响 在活 性污泥系统的曝气池中 主要依靠大量活性微生物 菌胶团 进行处理 他们 比较适合的温度一般在 20 30 左右 因此 如果要保证较好的有机物处理效 果 温度应该尽可能的控制在 20 30 左右 温度监测在现场进行 常用的方法有水温计法 深水温计法 颠倒温度 计法和热敏温度计法 2 色度 城市污水处理厂的污水与工业废水的污水不同 其色度并不是很明显 但 是并不说对于色度的监测不重要 其实 通过对进入污水处理厂的污水颜色的 观察 可以判断污水的新鲜程度 通常 新鲜的城市污水呈灰色 可是如果在 管道输送过程中厌氧腐败 DO 很少 则污水呈黑色并带有臭味 另外 在我国 由于通常采用将工业废水与生活污水合流排放的排水体制 所以有时城市污 水厂的色度有时有较大差异 色度给人以不悦的感觉 我国对于污水厂排放标 准中对于色度有排放要求 因此 如果进水的色度较大时 出水的监测指标中 色度应该予以重视 3 臭味 水中臭味主要来自有机质的腐败产生的 也会给人带来不快 甚至会影响 到人体生理 呼吸困难 呕吐等 因此 臭味是比较重要的物理指标 不过 目前污水厂并没有对臭味进行专门的监测 二 污水的化学 包括生化 性质指标 污水水质化学指标有悬浮物 pH 碱度 重金属离子 硫化物 生化需氧 量 化学需氧量 总需氧量 总有机碳 有机氮 溶解氧等等 1 化学需氧量 COD 化学需氧量 COD 是在一定的条件下 采用一定的强氧化剂处理水样时 所消耗的氧化剂量 它是表示水中还原性物质多少的一个指标 水中的还原性 物质有各种有机物 亚硝酸盐 硫化物 亚铁盐等 但主要的是有机物 因此 化学需氧量 COD 又往往作为衡量水中有机物质含量多少的指标 化学需氧量 越大 说明水体受有机物的污染越严重 COD 的测定是污水处理厂日常主要监测项目 通过对不同构筑物的进出水 C OD 的测定 可以准确掌握构筑物的运行情况 通过对一段时期的数据分析 可 以对构筑物的运行进行适当调整 以便保证污水的处理效果 另外 对污水厂 出水而言 COD 是必须监测的项目 出水应该达到相应国家标准 化学需氧量 COD 的测定 随着测定水样中还原性物质以及测定方法的不同 其测定值也有不同 目前应用最普遍的是酸性高锰酸钾氧化法与重铬酸钾氧 化法 高锰酸钾 KmnO4 氧化率较低 但比较简便 在测定水样中有机物含量 的相对比较值时可以采用 重铬酸钾 K2CrO7 法 氧化率高 再现性好 适用 于测定水样中有机物的总量 2 生化需氧量 BOD 生化需氧量 BOD 是在有氧的条件下 由于微生物的作用 水中能分解的 有机物质完全氧化分解时所消耗氧的量称为生化需氧量 它是以水样在一定的 温度 如 20 下 在密闭容器中 保存一定时间后溶解氧所减少的量 mg L 来 表示的 当温度在 20 时 一般的有机物质需要 20 天左右时间就能基本完 成氧化分解过程 而要全部完成这一分解过程就需 100 天 但是 这么长的时 间对于实际生产控制来说就失去了 实用价值 因此 目前规定在 20 下 培 养 5 天作为测定生化需氧量的标准 这时候测得的生化需氧量就称为五日生化 需氧量 用 BOD5表示 如果污水中的有机物的数量和组成相对稳定 则两者之 间可能有一定的比例关系 可以互相推算求定 生活污水的 BOD 与 COD 的比值 大致为 0 4 0 8 对于一定的污水而言 一般说来 COD BOD20 BOD5 BOD5也是污水处理厂日常重要监测项目之一 进行 BOD5监测的具体意义基 本与 COD 相同 不过 由于我国存在的河流之排水体制 因此城市污水厂污水中含有一定 量的工业废水 相对与生活污水而言 工业废水水质变化大而且难于降解 通 过监测污水厂进水中 BOD 及 COD 可以大致的判断污水的可生化性 生化需氧量的经典测定方法是稀释接种法 3 溶解氧 溶解在水中的分子态氧称为溶解氧 天然水的溶解氧含量取决于水体与大 气中氧的平衡 溶解执的饱和含量和空气中氧的分压 大气压力 水温有密切 关系 清洁地地表水溶解度一般接近饱和 由于藻类的生长 溶解氧可能过饱 和水体受有机 无机还原性物质污染时溶解氧降低 当大气中的氧来不及补充 时 水中溶解氧逐渐降低 以全趋近于零 此时厌氧菌繁稍 水质恶化 导致 鱼虾死亡 废水中溶解氧的含量取决于污水排出前的处理工艺过程 一般含量较低 差异很大 鱼类死亡事故多是由于大量受纳污水 使水体中耗氧性物质增多 溶解氧很低 造成鱼类窒息死亡 因此洛解氧是评价水质的重要指标之一 在污水厂整个运行过程中 十分重视水中溶解氧的测定 国内外进行城市污水处理的主要是考生物二级处理系统 多为好氧法 顾 名思义就是利用好氧微生物的新陈代谢过程分解去除水中的有机物 从中也可 以看出 DO 氧的控制是十分重要的 首先 应该保证水中有足够的溶解氧 这 样好氧微生物才能正常工作 这是取得较好的运行效果的前提 可是 如果充 氧过多 就会造成浪费 导致运行成本增加 因此 曝气池中的 DO 一般控制在 2 4mg L 之间 当由于设备问题或其他原因导致溶解氧不足时 处理系统就会出现故障 例如 曝气池中 DO 不足 结果多会导致活性污泥的丝状菌膨胀 原因在于 细 菌和丝状菌对不足的 DO 进行竞争 可是在 DO 不足条件下 丝状菌的竞争力要 远远大于细菌 因此 细菌获得的 DO 会更少 它们的生长受到抑制 相反 丝 状菌得到机会大量繁殖 最终结果就是丝状菌膨胀 在 A O A2 O 等具有一定的脱氮除磷工艺中 对于 DO 的控制也非常重要 为了得到想应的 N P 的去除率 必须保证有合适的 DO 值 可见 在污水厂的日常运行的监测中 对于 DO 的监测是十分有意义的 通 唱采用的方法有碘量法及其修正法 膜电极法和现场快速溶解氧仪法 4 总需氧量 TOD 总需氧量 TOD 有机物中含 C H N S 等元素 当右机物全都被氧化时 这些元素分别被氧化为 CO2 H20 NO2和 SO2 此时的需氧量称为总需氧量 TO D 总需氧量测定原理和过程是向氧含量中注入一定数量的水样 并将其送入 以铂钢为触媒的燃烧管中 以 900 的高温加以燃烧 水样中的有机物因被燃 烧而消耗了载气中的氧 剩余的氧用电极测定 并用自动记录器加以记录 从 载气原有的氧量中减去水样燃烧后剩余的氧 即为总需氧量 此指标的测定 与 BOD COD 的测定相比 更为快速简便 其结果也比 COD 更接近于理论需氧量 5 总有机碳 TOC 总有机碳 英文缩写 TOC 表示水中所有有机污染物的总含碳量 是评价 水中有机污染质的一个综合参数 它是用燃烧法测定水样中总有机碳元素量来 反映水中有机物总量的一种综合测定指标 其测定结果以 C 含量表示 单位为 mg L 它的测定原理与过程是 将水样加酸 通过压缩空气吹脱水中的无机碳酸 盐 以排除干扰 然后将水样定量地注入以铂钢为触媒的燃烧管中 在氧的含 量充分而且一定的气流中 以 900 的高温加以燃烧 在燃烧过程中产生二氧 化碳 经红外气体分析仪测定 以自动记录器加以记录 然后再折算其中的碳 量 TOC 的测定采用燃烧法 因此能将有机物全部氧化 它比 BOD5 或 COD 更能 直接表示有机物的总量 因此常常被用来评价水体中有机物污染的程度 近年来 国内外已研制成各种类型的 TOC 分析仪 按工作原理不同 可分 为燃烧氧化一非分散红外吸收法 电导法 气相色谱法 湿法 L 化一非分散红 外吸收法等 其中燃烧氧化 非分散红外吸收法只需一次性转化 流程简单 重 现性好 灵敏度高 因此这种 TOC 分析仪广为国内外所采用 6 氮 有机氮 氨氮 总氮 有机氮是反映水中蛋白质 氨基酸 尿素等含氮有机化合物总量的一个水 质指标 若使有机氮在有氧的条件下进行生物氧化 可逐步分解为 NH3 NH4 N02 NO3 等形态 NH3和 NH4 称为氨氮 NO2 称为亚硝酸氮 NO3 称为硝酸氮 这 几种形态的含量均可作为水质指标 分别代表有机氮转化为无机物的各个不同 阶段 总氮 英文缩写 TN 则是一个包括从有机氮到硝酸氮等全部含量的水质指标 氨氮 NH3 N 是污水厂出水的重要监测指标 水中氨氮的来源卞要为生活 污水中含氮有机物受微生物作用的分解产物 某些工业废水 如焦化废水和合 成氨化肥厂废水等 以及农田排水 此外 在无氧环境中 水中存在的亚硝酸 盐亦可受微生物作用 还原为氨 在有氧环境中 水中氨亦可转变为亚硝酸盐 甚至继续转变为硝酸盐 测定水各种形态的氮化合物 有助于评价水体被污染和 自净 状况 鱼类对水中氨氮比较敏感 当氨氮含量高时会导致鱼类死亡 以游离氨 NH3 或铵盐 NH4 形式存在于水中 两者的组成比取决于水的 pH 值和水温 当 pH 值偏高时 游离氨的比例较高 反之 则铵盐的比例高 水温 则相反 因此 在监测时应该对 pH 和水温进行足够的注意 氨氮的测定方法 通常有纳氏比色法 气相分子吸收法 苯酚 次氯酸盐 或水杨酸 次氯酸盐 比色法和电极法等 水中 N 会导致水体富营养化 污水厂出水中的 N 应该按照国家及地方政府 的相应要求进行处理后达标排放 因此 对于出水中 N 的监测是污水厂水质监 测的重要项目之一 此外 对于广泛采用二级处理为主的城市污水厂而言 为了保证污水厂的 正常运行 必须保证生化池中微生物对营养的需求 好氧法一般控制在 BOD N P 100 5 1 因此 对于污水厂进水 N 的监测 有利于对微生物营养的控制 当污 水中含磷比例较少时 需要人为的进行补充 以保证微生物的营养需求 进而 保证污水处理系统的正常运行 7 磷 总磷 溶解性磷酸盐和溶解性总磷 在天然水和废水中 磷几乎都以各种磷酸盐的形式存在 它们分为正磷酸 盐 缩合磷酸盐 焦磷酸盐 偏磷酸盐和多磷酸盐 和有机结合的磷 如磷脂等 它们存在于溶液中 腐殖质粒子中或水生生物中 一般天然水中磷酸盐含量不高 化肥 冶炼 合成洗涤剂等行收的工业废 水及生活污水中常含有较大量磷 磷是生物生长必需的兀素之一 但水体中磷 含量过高 如超过 0 2mg L 可造成藻类的过度繁殖 直至数量上达到有害的 程度 称为富营养化 造成湖泊 河流透明度降低 水质变坏 磷是评价水质 的重要指标 为了进一步防止水中 P 导致水体富营养化 污水厂出水中的 P 应该按照国 家及地方政府的相应要求进行处理后达标排放 因此 对于出水中 P 的监测是 污水厂水质监测的重要项目之一 此外 对于广泛采用二级处理为主的城市污水厂而言 为了保证污水厂的 正常运行 必须保证生化池中微生物对营养的需求 好氧法一般控制在 BOD N P 100 5 1 因此 对于污水厂进水 P 的监测 有利于对微生物营养的控制 当污 水中含磷比例较少时 需要人为的进行补充 以保证微生物的营养需求 进而 保证污水处理系统的正常运行 8 pH 值 pH 值是指示水酸碱性的重要指标 在数值上等于氢离子浓度的负对数 pH 值的测定通常根据电化学原理采用玻璃电极法 也可以用比色法 pH 值能表示水的最基本性质 对水质的变化 水处理效果等均有影响 对 pH 值的测定和控制 对维护污水处理设施的正常运行 防止污水处理及输送设 备的腐蚀 保护水生生物的生长和水体自净功能都有重要的实际意义 污水的 pH 值如过高或过低 会影响生化处理 因为适宜于生物生存的 pH 值范围往往是非常狭小的 并且也是很敏感的 比如 在活性污泥法系统的曝 气池中 如果由于 pH 发生了变化 如从正常的 6 5 8 5 变化到了 5 5 那么 系统很有可能出现活性污泥的丝状菌膨胀 这将直接影响出水水质 导致出 水恶化 其主要原因在于 在活性污泥中应该细菌占优势地位 其喜欢的最佳 pH 范围是 6 5 8 5 当 pH 值正常时 细菌占主要地位 丝状菌数量有限 但 是 当 pH 变化到了 5 5 后 由于非常适合丝状菌生长 缺抑制了细菌的生长 这样就会导致丝状菌在活性污泥中占优势 致使污泥膨胀 另外 在污泥或高浓度废水进行厌氧消化处理时 也应该格外注意 pH 值的 控制 因为 在厌氧消化处理过程中 主要是由产甲烷菌群和非产甲烷菌群起 作用 其中 产甲烷菌群对于 pH 值要求非常苛刻 需要控制在 6 5 7 5 最 好控制在 6 8 7 2 之间 否则 甲烷产气率就会明显下降 影响消化效果 一般要求处理后污水的 pH 值为 6 9 当 pH 值小于 5 时 就能使一般的鱼 类死亡 9 悬浮物 SS 悬浮物 SS 指不能通过过滤器 滤纸或滤膜 的固体物质 污水中的固体物 质包括悬浮固体和溶解固体两类 悬浮固体指悬浮于水中的固体物质 悬浮固 体也称悬浮物质或悬浮物 通常用 SS 表示 悬浮物透光性差 使水质浑浊 影 响水生生物的生长 大量的悬浮物还会造成河道阻塞 从国家及地方相应的污 水排放标准而言 SS 是进行监测的重要项目之一 10 有毒物质 有毒物质是指污水中达到一定的浓度后 能够危害人体健康 危害水体中 的水生生物 或者影响污水的生物处理的物质 由于这类物质的危害较大 因 此 有毒物质含量是污水排放 水体监测和污水处理中的重要水质指标 有毒 物质是人们所普遍关切的 有毒物质可分为无机毒物和有机毒物 无机物主要代表是一些重金属离子如汞 铬 镉等 这些离子在水中如果 不去除或处理效果不好 会进入天然水体或生生系统 最终可通过食物链转移 到人体中进行大量付集 最终导致各种公害性疾病的出现 如水俣病 骨痛病 等 有机毒物的典型代表有氰化物 酚 有机氯化物等 这些物质也会导致严 重伤害性事故 因此 对于城市污水处理厂的出水 出泥进行有毒有害物质进行认真 严 格 科学的监测是必须的 只有真正达到了排放标准才能排放或做他有 三 生物指标 水是微生物广泛分不布的天然环境 不论是地表水或地下水 甚至雨水或 雪水 都含有多种微生物 当水体受到人 畜粪使 生活污水或某些工业废水 污染时 水中微生物的数 量可大量增加 因此 城市污水厂出水的细菌学测定 特别是肠道细菌的 检验 在环境质量评价 环境卫生监督等方面具有重要的意义 但是 在直接 检查水中各种病原微生物 方法较复杂 有的难度大 而且检查结果为阴性也 不能保证绝对安全 所以 在实际工作中经常以检查水的细菌总数 特别是检 查作为粪便污染的指示菌 来间接判断水体污染状况 水中含有细菌总数与水 污染状况有一定的关系 但是不能直接说明是否有病原微生物存在 粪便污染 指示菌一般是指如有该指示细菌存在于水体中 即表示水体曾有过粪便污染 也就有可能存在肠道病原微生物 那么该水反在卫生学上是不安全的 1 细菌总数 细菌总数是指 lmL 水中所含有各种细菌的总数 反映水所受细菌污染程度 的指标 在水质分析中 是把一定量水接种于琼脂