城市污水處理廠運營常見問題分析（一）
在工業(yè)化的發(fā)展道路上，幾乎每個國家都遭遇過經(jīng)濟(jì)發(fā)展、資源利用和環(huán)境保護(hù)之間的失衡，這一失衡在國際上被稱為“增長的代價”。有些國家較好地補償了“增長的代價”，而走上了持續(xù)發(fā)展的道路。有些國家則被“增長的代價”所絆倒，而走向了衰落。
今天的中國也來到了這一歷史性關(guān)口。近三十年來城鎮(zhèn)生活污水和工業(yè)廢水的排放量逐年增加，給水環(huán)境造成了嚴(yán)重了污染，這已經(jīng)成為嚴(yán)重制約我國社會經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的突出問題。中國的未來將向何處去？答案只有是實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，將高消耗型轉(zhuǎn)為“節(jié)約型”，將高污染型轉(zhuǎn)為“清潔型”，走建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會的路。為此，國家制定了一系列節(jié)能減排政策。
節(jié)能減排在不同行業(yè)內(nèi)的具體內(nèi)涵有所不同。對于城市污水處理行業(yè)，節(jié)能主要是節(jié)電、節(jié)水（自來水），而減排主要是從減少污染物排放，即做到污水與污泥處理的完全達(dá)標(biāo)。
在我國，與上百年的城市給水處理相比，很多地方在城市污水處理方面的實際經(jīng)驗相對較少。而城市污水處理工藝的類型又很多，并各有特點，也各有利弊，操作技術(shù)要求高。同時，城市污水收集管網(wǎng)往往又很難與污水處理廠同步建成，以及存在一定的偷排廢水情況，使得設(shè)計的城市污水處理工藝很難適應(yīng)進(jìn)水水質(zhì)變化。這些方面都成為制約城市污水處理節(jié)約、高效、穩(wěn)定達(dá)標(biāo)運行的瓶頸，在技術(shù)和管理上給污水處理廠運營單位帶來了很大挑戰(zhàn)。
本文就城市污水處理廠實現(xiàn)污水與污泥處理的達(dá)標(biāo)，以及節(jié)能降耗方面會遇到的常見問題進(jìn)行歸納與分析。
一、進(jìn)水水量與水質(zhì)
（一）進(jìn)水水量
在我國，城市污水處理廠進(jìn)水水量不足的現(xiàn)象普遍存在，這種吃不飽的原因既有通常被提到的污水收集管網(wǎng)建設(shè)滯后問題，也有設(shè)計能力超前的問題。這兩方面原因?qū)е略S多地方的污水處理廠已經(jīng)建成幾年仍不能滿負(fù)荷運行，有些污水處理廠甚至只能抽取廠區(qū)周邊的河水進(jìn)行處理，使得污水處理工藝控制增加了難度，也增加了工程投資的成本，造成資產(chǎn)的閑置與浪費，無謂地過多消耗本來就已非常緊張的污水處理資金。相反，有的污水處理廠存在長期超負(fù)荷運行狀態(tài)，例如某污水處理廠一期工程規(guī)模為40萬m3/d，二期工程規(guī)模為24萬m3/d，但由于資金短缺而使二期工程建設(shè)滯后，一期實際處理量已達(dá)到52萬m3/d，處理出水水質(zhì)有所下降。為此，合理確定污水處理廠建設(shè)規(guī)模與分期，高效使用治污資金，以及盡量提高污水收集率，是實現(xiàn)污水減排的前提。
（二）進(jìn)水水質(zhì)
由于城市污水收集管網(wǎng)不配套，雨污合流制管網(wǎng)較普遍，管網(wǎng)管理不到位，致使進(jìn)入城市污水處理廠的進(jìn)水中雨水、河道水和工業(yè)廢水的比例較大。
以下進(jìn)水水質(zhì)情況均不利于污水處理廠的正常運行：
（1）進(jìn)水中BOD、COD含量比設(shè)計值低，而氮、磷等指標(biāo)則等于或高于設(shè)計值，從而增加污水脫氮除磷處理達(dá)標(biāo)排放的難度；
（2）工業(yè)廢水中的夾帶油污或有毒物質(zhì)對城市污水處理廠的生物系統(tǒng)造成巨大影響，在極端情況下這些油污或有毒物質(zhì)會使整個生物系統(tǒng)癱瘓，微生物菌種死亡，整個污水處理廠不得不重新培養(yǎng)活性污泥；
（3）進(jìn)水水質(zhì)偏高，供氧與污泥脫水設(shè)備規(guī)格不能滿足污水與污泥處理要求。其中垃圾滲濾液引入給城市污水處理廠運行所造成的影響需要給予足夠重視。
對于污水收集與污水處理能力不協(xié)調(diào)問題，需要有關(guān)主管部門將城市排水管網(wǎng)和污水處理廠建設(shè)納入城市建設(shè)近、遠(yuǎn)期總體規(guī)劃，保證污水收集系統(tǒng)與污水處理廠同步或先行建設(shè)。同時做好新建污水處理廠服務(wù)范圍內(nèi)污水水質(zhì)調(diào)查，以合理確定設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)。
三、出水水質(zhì)
我國近年建設(shè)的城市污水處理廠基本要求達(dá)到國家GB18918-2002中的一級B標(biāo)準(zhǔn)，在一些地區(qū)還有要求達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)。即使是原有已建項目，也在逐漸進(jìn)行升級改造，以提高污水減排效果。
根據(jù)規(guī)定的污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)要求，各城市污水處理廠采用適合于本地進(jìn)水水質(zhì)等客觀條件的污水處理工藝技術(shù)，并加強運營管理。然而，在污水處理廠的實際運行管理過程中，仍會遇到一些來自不同方面的問題而導(dǎo)致處理出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)。
（一）有機(jī)物超標(biāo)
傳統(tǒng)活性污泥工藝的主要功效是去除城市污水中的有機(jī)污染物質(zhì)，設(shè)計與運行良好的活性污泥工藝，出水BOD5和SS均可小于20mg/L。
影響有機(jī)物處理效果的因素主要有：
（1）營養(yǎng)物
一般城市污水中的氮磷等營養(yǎng)元素都能夠滿足微生物需要，且過剩很多。但工業(yè)廢水所占比例較大時，應(yīng)注意核算碳、氮、磷的比例是否滿足100:5:1。如果污水中缺氮，通？赏都愉@鹽。如果污水中缺磷，通？赏都恿姿峄蛄姿猁}。
（2）pH
城市污水的pH值是呈中性，一般為6.5～7.5。pH值的微小降低可能是由于城市污水輸送管道中的厭氧發(fā)酵。雨季時較大的pH降低往往是城市酸雨造成的，這種情況在合流制系統(tǒng)中尤為突出。pH的突然大幅度變化，不論是升高還是降低，通常都是由工業(yè)廢水的大量排入造成的。調(diào)節(jié)污水pH值，通常是投加氫氧化鈉或硫酸，但這將大大增加污水處理成本。
（3）油脂
當(dāng)污水中油類物質(zhì)含量較高時，會使曝氣設(shè)備的曝氣效率降低，如不增加曝氣量就會使處理效率降低，但增加曝氣量勢必增加污水處理成本。另外，污水中較高的油脂含量還會降低活性污泥的沉降性能，嚴(yán)重時會成為污泥膨脹的原因，導(dǎo)致出水SS超標(biāo)。對油類物質(zhì)含量較高的進(jìn)水，需要在預(yù)處理段增加除油裝置。
（4）溫度
溫度對活性污泥工藝的影響是很廣泛的。首先，溫度會影響活性污泥中微生物的活性，在冬季溫度較低時，如不采取調(diào)控措施，處理效果會下降。其次，溫度會影響二沉池的分離性能，例如溫度變化會使沉淀池產(chǎn)生異重流，導(dǎo)致短流；溫度降低會使活性污泥由于粘度增大而降低沉降性能；溫度變化會影響曝氣系統(tǒng)的效率，夏季溫度升高時，會由于溶解氧飽和濃度的降低，而使充氧困難，導(dǎo)致曝氣效率的下降，并會使空氣密度降低，若要保證供氣量不變，則必須增大供氣量。
（二）總磷超標(biāo)
城市污水處理廠除磷主要是依靠生物除磷，即在好氧段前增加厭氧段，使聚磷菌交替處于厭氧和好氧狀態(tài)，實現(xiàn)磷酸鹽的釋放與吸收，并通過排放剩余污泥來達(dá)到除磷目的。在生物除磷難以達(dá)標(biāo)的條件下，還可以考慮投加化學(xué)藥劑來輔助除磷。化學(xué)除磷主要是通過混凝、沉淀和過濾等方法使磷成為不溶性的固體沉淀物，從污水中分離出來。
導(dǎo)致生物除磷出水總磷超標(biāo)的原因涉及許多方面，主要有：
（1）污泥負(fù)荷與污泥齡
厭氧-好氧生物除磷工藝是一種高F/M低SRT系統(tǒng)。當(dāng)F/M較高，SRT較低時，剩余污泥排放量也就較多。因而，在污泥含磷量一定的條件下，除磷量也就越多，除磷效果越好。
對于以除磷為主要目的生物系統(tǒng)，通常F/M為0.4～0.7kgBOD5/kgMLSS×d，SRT為3.5～7d。但是，SRT也不能太低，必須以保證BOD5的有效去除為前提。
（2）BOD5/TP
要保證除磷效果，應(yīng)控制進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)的污水中BOD5/TP大于20。由于聚磷酸菌屬不動菌屬，其生理活動較弱，只能攝取有機(jī)物中極易分解的部分。因此，進(jìn)水中應(yīng)保證BOD5的含量，確保聚磷酸菌正常的生理代謝。但許多城市污水處理廠實際進(jìn)水存在碳源偏低，氮、磷等濃度較高等現(xiàn)象，導(dǎo)致BOD5/TP值無法滿足生物除磷的需要，影響了生物除磷的效果。
（3）溶解氧
厭氧區(qū)應(yīng)保持嚴(yán)格厭氧狀態(tài)，即溶解氧低于0.2mg/L，此時聚磷菌才能進(jìn)行磷的有效釋放，以保證后續(xù)處理效果。而好氧區(qū)的溶解氧需保持在2.0mg/L以上，聚磷菌才能有效吸磷。因此，對于厭氧區(qū)和好氧區(qū)溶解氧的控制不當(dāng)，將會極大影響生物除磷的效果。另外，有些污水處理廠的進(jìn)水為河道水，污水中溶解氧含量較高，若直接進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，則不利于厭氧狀態(tài)的控制，影響了聚磷菌放磷效果。
（4）回流比
厭氧-好氧除磷系統(tǒng)的的回流比不宜太低，應(yīng)保持足夠的回流比，盡快將二沉池內(nèi)的污泥排出，防止聚磷菌在二沉池內(nèi)遇到厭氧環(huán)境發(fā)生磷的釋放。在保證快速排泥的前提下，應(yīng)盡量降低回流比，以免縮短污泥在厭氧區(qū)的實際停留時間，影響磷的釋放。
在厭氧-好氧除磷系統(tǒng)中，若污泥沉降性能良好，則回流比在50～70%范圍內(nèi)，即可保證快速排泥。
（5）水力停留時間
污水在厭氧區(qū)的水力停留時間一般在1.5～2.0h的范圍內(nèi)。停留時間太短，一是不能保證磷的有效釋放，二是污泥中的兼性酸化菌不能充分地將污水中的大分子有機(jī)物分解成低級脂肪酸，以供聚磷菌攝取，從而也影響了磷的釋放。
污水在好氧區(qū)的停留時間一般在4～6h，這樣即可保證磷的充分吸收。
（6）pH
低pH有利于磷的釋放，高pH有利于磷的吸收，而除磷效果是磷釋放和吸收的綜合。因此在生物除磷系統(tǒng)中，宜將混合液的pH控制在6.5～8.0的范圍內(nèi)。
由于對出水總磷指標(biāo)要求的不斷提高，除生物除磷外，化學(xué)除磷也得到越來越多地應(yīng)用。但化學(xué)除磷在提高除磷效果的同時，也會因投加化學(xué)藥劑而使剩余污泥量大大增加，進(jìn)而增加污泥處理量與泥餅處置量。
實際中應(yīng)根據(jù)實驗來確定化學(xué)藥劑的投加點與投加量，并及時調(diào)整，確保出水磷含量穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，并盡可能降低藥耗。
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