城市污水處理廠運(yùn)營(yíng)常見(jiàn)問(wèn)題分析（一）
在工業(yè)化的發(fā)展道路上，幾乎每個(gè)國(guó)家都遭遇過(guò)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(guó)際上被稱為“增長(zhǎng)的代價(jià)”。有些國(guó)家較好地補(bǔ)償了“增長(zhǎng)的代價(jià)”，而走上了持續(xù)發(fā)展的道路。有些國(guó)家則被“增長(zhǎng)的代價(jià)”所絆倒，而走向了衰落。
今天的中國(guó)也來(lái)到了這一歷史性關(guān)口。近三十年來(lái)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(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的突出問(wèn)題。中國(guó)的未來(lái)將向何處去？答案只有是實(shí)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(huì)的路。為此，國(guó)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(duì)于城市污水處理行業(yè)，節(jié)能主要是節(jié)電、節(jié)水（自來(lái)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(guó)，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(shí)際經(jīng)驗(yàn)相對(duì)較少。而城市污水處理工藝的類型又很多，并各有特點(diǎn)，也各有利弊，操作技術(shù)要求高。同時(shí)，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(jì)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(yùn)行的瓶頸，在技術(shù)和管理上給污水處理廠運(yùn)營(yíng)單位帶來(lái)了很大挑戰(zhàn)。
本文就城市污水處理廠實(shí)現(xiàn)污水與污泥處理的達(dá)標(biāo)，以及節(jié)能降耗方面會(huì)遇到的常見(jiàn)問(wèn)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(guó)，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(wèn)題，也有設(shè)計(jì)能力超前的問(wèn)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(yùn)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(fèi)，無(wú)謂地過(guò)多消耗本來(lái)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(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，例如某污水處理廠一期工程規(guī)模為40萬(wàn)m3/d，二期工程規(guī)模為24萬(wàn)m3/d，但由于資金短缺而使二期工程建設(shè)滯后，一期實(shí)際處理量已達(dá)到52萬(wàn)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(shí)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(yùn)行：
（1）進(jìn)水中BOD、COD含量比設(shè)計(jì)值低，而氮、磷等指標(biāo)則等于或高于設(shè)計(jì)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(duì)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(huì)使整個(gè)生物系統(tǒng)癱瘓，微生物菌種死亡，整個(gè)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(yùn)行所造成的影響需要給予足夠重視。
對(duì)于污水收集與污水處理能力不協(xié)調(diào)問(wèn)題，需要有關(guān)主管部門(mén)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(shí)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(jì)進(jìn)水水質(zhì)。
三、出水水質(zhì)
我國(guó)近年建設(shè)的城市污水處理廠基本要求達(dá)到國(guó)家GB18918-2002中的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，在一些地區(qū)還有要求達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。即使是原有已建項(xiàng)目，也在逐漸進(jìn)行升級(jí)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(qiáng)運(yùn)營(yíng)管理。然而，在污水處理廠的實(shí)際運(yùn)行管理過(guò)程中，仍會(huì)遇到一些來(lái)自不同方面的問(wèn)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(jì)與運(yùn)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(yíng)養(yǎng)物
一般城市污水中的氮磷等營(yíng)養(yǎng)元素都能夠滿足微生物需要，且過(guò)剩很多。但工業(yè)廢水所占比例較大時(shí)，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(shí)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(shí)，會(huì)使曝氣設(shè)備的曝氣效率降低，如不增加曝氣量就會(huì)使處理效率降低，但增加曝氣量勢(shì)必增加污水處理成本。另外，污水中較高的油脂含量還會(huì)降低活性污泥的沉降性能，嚴(yán)重時(shí)會(huì)成為污泥膨脹的原因，導(dǎo)致出水SS超標(biāo)。對(duì)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(duì)活性污泥工藝的影響是很廣泛的。首先，溫度會(huì)影響活性污泥中微生物的活性，在冬季溫度較低時(shí)，如不采取調(diào)控措施，處理效果會(huì)下降。其次，溫度會(huì)影響二沉池的分離性能，例如溫度變化會(huì)使沉淀池產(chǎn)生異重流，導(dǎo)致短流；溫度降低會(huì)使活性污泥由于粘度增大而降低沉降性能；溫度變化會(huì)影響曝氣系統(tǒng)的效率，夏季溫度升高時(shí)，會(huì)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(huì)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(shí)現(xiàn)磷酸鹽的釋放與吸收，并通過(guò)排放剩余污泥來(lái)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(lái)輔助除磷；瘜W(xué)除磷主要是通過(guò)混凝、沉淀和過(guò)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(lái)。
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(shí)，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(duì)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(dòng)菌屬，其生理活動(dòng)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(shí)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(wú)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(shí)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(duì)于厭氧區(qū)和好氧區(qū)溶解氧的控制不當(dāng)，將會(huì)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(shí)際停留時(shí)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(shí)間
污水在厭氧區(qū)的水力停留時(shí)間一般在1.5～2.0h的范圍內(nèi)。停留時(shí)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(jí)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(shí)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(duì)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(lái)越多地應(yīng)用。但化學(xué)除磷在提高除磷效果的同時(shí)，也會(huì)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(shí)際中應(yīng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)來(lái)確定化學(xué)藥劑的投加點(diǎn)與投加量，并及時(shí)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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