肖 津

（山西省臨汾市生態(tài)環(huán)境保護綜合行政執(zhí)法隊，山西 臨汾 041000）

引言

《“十三五”生態(tài)環(huán)境保護規(guī)劃》提出到2020 年，全國所有縣城和重點鎮(zhèn)具備污水收集處理能力，城市和縣城污水處理率分別達到95%和85%左右，地級及以上城市建成區(qū)基本實現(xiàn)污水全收集、全處理。雖然城市污水處理規(guī)模不斷增加、污水處理能力不斷提升，處理技術(shù)不斷改進，但仍無法滿足現(xiàn)階段污水處理需求，城市污水收集和處理的現(xiàn)狀仍不容樂觀，超標現(xiàn)象時有發(fā)生，城市污水處理專業(yè)技術(shù)人才仍十分短缺。解決城市污水處理的問題，必須強化污水處理的理論和實踐研究，才能更好地解決由于城市發(fā)展帶來的水環(huán)境污染問題，促進城市的可持續(xù)發(fā)展[1]。

1 市政污水處理中常用的基本指標

市政生活污水處理的內(nèi)容包括固體懸浮物（SS）、化學需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、NH3-N、TP，TN 等基本指標；常用的處理方法有活性污泥法、生物膜法等法；常用藥劑包括NaOH、Ca（OH）2、CaO、PAM（聚丙烯酰胺）、PAC（聚合氯化鋁）、Na2CO3等。

2 城市污水處理的主要技術(shù)指標及相互關(guān)系

2.1 pH 值在污水處理中與其他指標的關(guān)系

2.1.1 水質(zhì)、水量與pH 值

城市排水中的pH 值波動主要通過各類生活污水管網(wǎng)體現(xiàn)，其中不乏偷排偷倒現(xiàn)象，這就需要在日常工作中了解城市排水情況，通過水質(zhì)顏色等物理性質(zhì)或技術(shù)識別、儀器檢測來分析判斷水質(zhì)的酸堿性。

2.1.2 沉降比與pH 值

pH 值過大或過小都會對污水處理系統(tǒng)造成沖擊，表現(xiàn)為上清液污濁、水質(zhì)中污泥沉降緩慢、液面有漂浮的污泥絮體等現(xiàn)象。

2.1.3 污泥濃度與pH 值

pH 值的波動隨著污泥濃度（MLSS）的改變而變化，濃度越高，波動耐受力就會越強。為了促進活性污泥更新，應(yīng)當在受到?jīng)_擊后適當增加排泥量。

2.1.4 回流比與pH 值

降低pH 波動對系統(tǒng)影響的方法之一就是提高回流比以稀釋進水的酸堿度。

2.2 原水成分變化對活性污泥的影響

pH 值異常波動會抑制活性污泥生長、導(dǎo)致活性污泥死亡。首先，有機物濃度過高容易造成沉降性變差，微生物增長較快，生物活性提高；過低會導(dǎo)致活性污泥易老化。其次，懸浮物濃度過高，會造成生化段去除不足，活性污泥有效成分降低。第三，進水中含有有毒物質(zhì)，導(dǎo)致活性抑制，活性污泥發(fā)生中毒，生物細胞合成受到抑制。第四，過多的表面活性劑、池體泡沫會導(dǎo)致充氧效率低,泡沫覆蓋池體表面，氧轉(zhuǎn)移率降低[2]。

2.3 進水溫度和溶氧效率

水溫過高或過低（＜10 ℃）都是影響溶解氧效率難于提高的原因之一。同時，還會出現(xiàn)絮凝效果變差，間隙水渾濁、絮體細小的現(xiàn)象[3]。溫度在25 ℃～35 ℃，溶氧效率最高，35 ℃～55 ℃以上通常被認為是生物處理的極限溫度。

2.4 溶解氧

便攜式溶解氧儀、在線監(jiān)測儀表和實驗測定等方法是污水處理廠中運行的主要監(jiān)測手段，儀器在運行一段時間后，需要通過對比測定結(jié)果進行校準，以確保儀器監(jiān)測的準確性。

通常為確保各生物池內(nèi)溶氧控制的精確性，應(yīng)在各生物池內(nèi)，通過測定不同區(qū)域的溶解氧濃度來及時分析掌握系統(tǒng)運行是否正常。并通過對進水在線設(shè)備實時數(shù)據(jù)和人工比對監(jiān)測數(shù)據(jù)的充分掌握，及時分析污水處理廠進水（原水）成分，就可通過對生化池污泥濃度的控制、生化池各環(huán)節(jié)溶解氧濃度調(diào)節(jié)，增加或減少內(nèi)、外回流比等措施，達到最佳處理效果。

2.5 活性污泥濃度

通過觀察活性污泥的顏色、濃度、沉降比，生物池溫度以及進水SS 濃度，可及時掌握污水處理系統(tǒng)情況，并確保正常運行。

2.6 沉降比

在所有操作控制中，活性污泥沉降比控制的熟練程度對技術(shù)人員最具參考意義，通過觀察沉降比可以推定多項控制指標近似值，對判斷系統(tǒng)運行發(fā)展方向能夠起到示范作用[3]。

2.7 污泥體積指數(shù)

污泥體積指數(shù)（SVI）=SV30/MLSS，SVI 的正常值為50～150，工業(yè)廢水最高可以達到200 左右。

2.8 污泥齡

污泥齡計算公式見式（1）。

式中：V 為曝氣池容積，m3；X1為曝氣池混合懸浮物（MLSS）質(zhì)量濃度，mg/L；X2為回流活性污泥混合懸浮物（MLSS）質(zhì)量濃度，mg/L；Q 為剩余活性污泥排量，m3/h。

在實際運行中通過不斷觀測、分析，就可判斷出泥齡長短。以“有多少食物就能養(yǎng)活多少微生物”為確定運行方法的大前提，采用一段時間的平均污染物負荷，用食微比公式計算合理的污泥濃度（MLSS），算出合理的污泥齡，并對系統(tǒng)作出相應(yīng)調(diào)整。

2.9 回流比

一般情況下，回流比控制在較小值（＜60%），一是利用SVI 值和對SV30 沉降過程的觀察，來評判污泥壓縮性能，通過降低回流比增強污泥沉降和壓縮性能，使污泥停留在沉淀池的時間增加，增強其吸附降解有機物的能力；二是通過監(jiān)測進水流量，當進水流量激增，污染物停留時間縮短時，需要減小回流增加停留時間。此時回流比應(yīng)控制在較大值（60%以上）；三是通過進水濃度監(jiān)測和觀察SV30 進行判斷，采取低負荷運行，加大回流抑制污泥老化；四是通過測定進水濃度和食微比確認沖擊程度，進水濃度高會造成沖擊負荷高，此時需要加大回流，增強污泥系統(tǒng)的抗沖擊能力；五是通過對進水pH 值的異常波動沖擊的監(jiān)測，通過加大回流來降低pH 的影響。

3 補充碳源

污水處理過程中，還有一個最重要、最基本、最需要掌握的原則，就是要遵循能量守恒的原則，如，在厭氧過程中消化反應(yīng)和好氧反消化不能達到處理平衡時，應(yīng)及時補充碳源（營養(yǎng)投加）來完成系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。只有熟練掌握以上基礎(chǔ)指標的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，才能在實際的污水處理過程中得到合理的運用。

4 以生活污水處理廠出水氨氮超標為例實證分析

生活污水氨氮超標主要是由于污水氧氣不足，含有氮元素的有機物被分解，或者是因為反硝化細菌將含氮化合物還原[4]。和COD 一樣，氨氮也是水體中的重要好氧物，氨氮氧化分解消耗水中的溶解氧，使水體發(fā)黑。如果自然水體中氨氮超標，達到一定含量之后會使水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化，氧氣消耗量變大，水中的浮游生物和魚類的正常生長受到抑制。因此，加強生活污水處理廠的管控，控制出水中氨氮的含量，有著重要的現(xiàn)實意義。

4.1 工程概況

以某市的污水處理廠為例，該廠采用的是A2/O的處理工藝，污水設(shè)計處理能力2 萬m3/d，實際處理量1.2 萬m3/d。污水處理廠在運行一段時間后，存在著出水氨氮超標的問題，超出國家規(guī)定的污水排放標準。

4.2 運行狀況

該污水處理廠進水COD 和BOD5的波動較大、SS含量高，從最終的出水監(jiān)測來看，出水氨氮超出國家相關(guān)標準。從污水處理廠的實際運行來看，進水COD值低于系統(tǒng)的設(shè)計值，好氧系統(tǒng)曝氣不均勻、污水中的有機質(zhì)和細菌數(shù)量降低，污泥的活性變差；同時，污水處理廠污泥壓濾不及時，檢修不及時，曝氣設(shè)備有損壞、脫落現(xiàn)象，人員素質(zhì)較低，管理混亂。

同時，生活污水處理廠進水氨氮的含量和污水處理廠的設(shè)計范圍能力之間存在著沖突，第一，進水中有機物的濃度比較高，導(dǎo)致系統(tǒng)硝化菌和氧化菌的生存環(huán)境受到影響，存活率相對降低；第二，硝化菌與反硝化菌由于生存環(huán)境變化，受到其他因素的影響會產(chǎn)生一定的抑制作用[4]。因此，在未對進水進行監(jiān)測并依據(jù)進水指標及時調(diào)整工況的情況下，就會影響氨氮的去除效果。生活污水處理系統(tǒng)中由于硝化菌受氧傳輸濃度梯度下降以及自身活性降低，或者是工藝本身、曝氣池單元停留時間偏小等問題，系統(tǒng)抗沖擊負荷能力相對較弱等原因造成氨氮超標。

4.3 采取措施

盡量避免出現(xiàn)污泥解體或污泥膨脹現(xiàn)象；若出現(xiàn)該情況則應(yīng)迅速向系統(tǒng)中投加絮凝劑或鐵鹽，改善污泥絮凝及沉降性能；或者采取停止進水、悶曝、少量進水的工藝重復(fù)進行，直至逐漸正常；加大外回流比、維持生化單元相對較高的污泥濃度，提高系統(tǒng)的抗沖擊負荷能力；合理控制溶氧濃度、適當提高DO 質(zhì)量濃度（2.5 mg/L～4.0 mg/L），改善硝化效果；待這部分污泥進入二沉池后，減少外回流量并增大剩余污泥排放量，將此部分污泥盡快進行無害化處理；若條件允許，可以分別測定污泥呼吸指數(shù)及硝化速率，協(xié)助超標原因的判斷[5]；補充碳源（乙酸鈉或葡萄糖），減小進水氨氮負荷。增加進水，保證水處理各系統(tǒng)補水均勻以及反硝化作用。

根據(jù)實際處理經(jīng)驗可知，合理地控制污水中氧氣（DO）濃度，在進水水質(zhì)發(fā)生變化后，適當?shù)匮a充碳源，保證硝化菌的有效作用，能夠有效地利用污水處理設(shè)備，提高污水處理的效率和質(zhì)量，一般經(jīng)過15 d左右的調(diào)整，生化系統(tǒng)就會逐漸恢復(fù)正常，出水各項指標趨于正常。

5 加強日常巡檢巡查，強化內(nèi)部管理與設(shè)備維修，并建立應(yīng)急預(yù)案

在該污水處理廠強化運行調(diào)試期間，發(fā)現(xiàn)該廠存在日常管理松散，技術(shù)儲備不足，對污水處理基礎(chǔ)知識的掌握不足，單憑經(jīng)驗進行操作，在調(diào)試正常后，對主要崗位人員進行了系統(tǒng)培訓(xùn)，該廠目前運行一直正常穩(wěn)定。建議在對污水處理廠設(shè)備進行日常維護和保養(yǎng)時要嚴格遵守相關(guān)的操作規(guī)范，特別是一些設(shè)備長期暴露在污水環(huán)境中，受到空氣潮濕以及高溫腐蝕等因素的影響，會導(dǎo)致設(shè)備的運行受到影響，應(yīng)該對其進行定期的維修和保養(yǎng)，保證設(shè)備能正常使用。尤其是粗格柵、細格柵后旋流沉砂環(huán)節(jié)，更應(yīng)加強巡檢。與此同時，為了保證污水處理廠的高質(zhì)量運行及工作，需要建立應(yīng)急預(yù)案應(yīng)對突發(fā)的各種狀況。一是合理管理污水處理工藝；二是根據(jù)污水水質(zhì)的變化情況，不斷調(diào)整進水量和處理工藝；第三，加強對進水指標的檢測，及時進行調(diào)整DO、污泥濃度等指標，保證污水處理的效果；第四，加強污水處理基礎(chǔ)知識的系統(tǒng)培訓(xùn)。

同時，在城市生活污水處理工藝中，不要局限于固定處理環(huán)節(jié)和處理措施，要結(jié)合具體工況來具體操作。

6 結(jié)語

市政污水處理廠在進行污水處理工作中，出水COD、氨氮、總磷、總氮超標的情況是經(jīng)常存在的，影響著污水的處理效果，因此，需要加強對污水處理處理基礎(chǔ)知識的系統(tǒng)認知，融會貫通，及時發(fā)現(xiàn)問題，總結(jié)處理經(jīng)驗，找到出水指標超標的原因并找到解決措施和方法。

同時提高污水處理技術(shù)的專注力和深入度。結(jié)合部分強化厭氧氨氧化[7]與傳統(tǒng)硝化反硝化復(fù)合技術(shù)，在完成硝化效率分配、強化短程反硝化的同時，要著力解決進一步提升強化效果和方法的問題，加強機理性的研究、缺氧池菌系的解構(gòu)，在碳中和、碳達峰的形勢下，加大低碳技術(shù)、節(jié)能技術(shù)的研究。目前的常規(guī)水處理技術(shù)只是基礎(chǔ)，技術(shù)含量較低。應(yīng)持續(xù)關(guān)注低碳內(nèi)生的微藻仿生類工藝、碳匯外延的資源化，不斷加強工藝的改良和創(chuàng)新，因水施策、因廠施策，實現(xiàn)市政污水處理的良性發(fā)展、低碳發(fā)展。