城市污水脱氮除磷中在线检测技术的应用

2022-09-11

人类生活水平的提高, 促进着环保意识的苏醒。城市污水中氮、磷等指标升高, 是造成水体富营养化的原因之一[1]。富营养化形成后, 会促进藻类植物的疯长, 大量吸收水中的氧含量, 导致水体出现缺氧的状态。部分藻类还会释放或分泌有毒物质, 致使贝、鱼、虾等水生生物死亡, 严重影响着生态平衡, 对水体造成污染。有效的降低城市污水处理中氮、磷的浓度, 成为了解决这一现象的重要举措。通过在线检测技术对城市污水中氮磷的含量进行检测, 可采用现代最为先进的自动测量、传感器、计算机以及自动控制等技术, 组成一项比较完善, 综合性较高的在线检测系统[2]。此技术能及时检测废水中氮、磷的浓度, 并控制脱氮除磷的工艺过程。

一、城市污水中对除磷工艺的在线检测技术使用

1. 城市污水中磷的形成

自然界中磷以正磷酸盐的形式较为常见, 唯一的存在形式为化合物。只有用转化计算的方式对磷酸盐进行测量, 并表示为总磷浓度, 这样才能得出溶解性的含磷化合物在水体中的磷平衡[3]。如今, 城市污水中降低了磷的负荷量, 而磷的浓度在城市废水中占有大约8.0-12.5mg/L左右, 平均的浓度含量为9mg/L。在污水的处理过程中, 原污水中磷浓度最高, 但经机械处理、生物处理、沉淀等一系列处理后磷酸盐的含量呈下降趋势。在线检测技术可明显的看出磷酸盐在城市污水中的存在形式, 也可清晰的得出磷酸盐在整个处理过程中是怎样去除的。而污泥处理时, 磷含量会得到释放, 因为在厌氧、好氧的交替时活性污泥中会产生聚磷菌。它在好氧的条件下从废水中摄取大量的磷, 产生的聚磷酸盐被作为储藏物质。而聚磷菌在厌氧的条件下, 会抑制它的生长, 但为了满足自身生长的需要, 会将细胞中聚磷酸盐释放出来。此时导致磷含量的增加一般不会考虑。

2. 在线检测对除磷过程的检测

在城市污水的处理中经污泥的初次沉淀, 可将污水中大约1.0mg/L的磷给予去除, 之后再采用筛网等机械处理的过程, 更提高了磷的去除效率。而在曝气池中对污水进行生物处理, 可将磷含量大约去除2.0mg/L。在生物的除磷阶段, 效率较高, 一般会与反硝化同时进行, 经处理后可将大约4mg/L的磷去除。并加以在线监测仪的辅助, 在除磷的过程给予准确的测量, 使整体除磷效率得到更好的提高。

二、脱氮工艺中在线检测技术的使用

1. 城市污水中氮的由来

人类排泄物中产生的氮是城市污水的主要来源, 大多都以尿液中的主要成分尿素组成, 而每天人均氮的排放量大约在11g上下, 为污水处理造成不小的困难。城市污水在未经处理时, 以氨氮和有机氮表示氮的浓度, 且有机氮的浓度要少于氨氮浓度, 浓度的范围大约在50-60mg/L之间。污水中的氮元素将以硝酸盐氮、有机氮、亚硝酸盐氮、氨氮的形式存在, 经化学、生物等作用可相互进行转换, 在氮循环中占有一定地位。

2. 在线检测对脱氮过程的检测

城市污水在实际运营的过程中, 常因较多的工业废水、地表渗流等原因大量流入, 最终导致污水中氮浓度的偏低。但经长时间的管网运输, 污水中的有机氮及尿素已出现氮化反应。并在物理处理中不断加剧, 所以大量氨氮的产生, 是有机氮经此过程转化而来。以每天人均污水量为150L、地表渗流为50L计算得出每天人均氮的排放量在55mg/L左右[4]。采用AMTAXsc的在线检测技术, 在初沉污泥的处理中检测得出氮的含量已被大量的去除。后经硝化作用处理, 经专业的氮浓度检测仪器NH4Dsc得出污水中氨氮的浓度未高于3mg/L, 一般会在1mg/L以下。

三、在线检测技术对脱氮除磷处理的优化

在除磷期间通过此技术可控制沉淀剂的使用量。一般状况下, 磷去除的效果和投放沉淀剂的多少呈正比关系, 确保将磷有效去除的条件下, 尽量减少沉淀剂的使用量, 使沉淀除磷中的经济效益得到控制。经检测可准确的计算出回流污泥中加入多少的沉淀剂, 根据残留物分析磷酸盐最终的剩余量。脱氮期间, 在曝气处理的过程中运用此技术, 虽说污水在进水时的组成未发生改变, 但简单将分流装置在结构上进行改造, 可将污水给予平均分配。反硝化的过程改为间歇性, 反而将其功能极大增加, 并在缺氧区域脱氮的效果仍然较高, 从整体上提高脱氮效率。城市污水的控制, 在线检测技术是前提, 通过此技术的检测得出数据反馈值, 才能将污水控制发挥到最大作用。