城镇污水处理厂非正常运行应对措施初探

 【摘 要】 城镇污水处理厂非正常排放尾水将直接影响纳污水体的水质，甚至造成水环境污染事故。本文介绍了污水处理厂非正常运行的常见现象，分析了导致城镇污水处理厂非正常运行现象的原因，并提出了应对污水处理厂非正常运行的措施。 

　　【关键词】 污水处理厂 非正常运行 现象 原因 措施 

　　随着我国水环境问题的日益突出和国家对水环境保护要求的不断提高，作为水务产业链下游的污水处理业也将呈现出广阔的前景。但是，随着城镇污水处理厂的大量建成，其擅自停运、非正常运行、超标排污等问题也凸现出来[1]。污水处理厂建成之后，如何应对污水处理厂非正常运行而导致的非正常排放，保护水环境质量，成为污水治理工作的首要问题。研究城镇污水处理厂非正常运行的原因及其应对措施，契合时代需要。 

　　1 城镇污水处理厂非正常运行常见现象 

　　1.1 活性污泥异常 

　　活性污泥法是废水生物化学处理中的主要方法。以污水中的有机污染物作为底物，在有氧的条件下，对各种微生物群体进行混合连续培养，形成活性污泥[2]。如果活性污泥出现异常，则不能保证污水中的有机物被正常分解，不能做到污水达标排放。 

　　活性污泥异常时发生的现象主要有：活性污泥不能在二沉池内进行正常的泥水分离，二沉池的污泥面不断上升，污泥流失；曝气池内的活性污泥不增长或减少；活性污泥解体；二沉池内污泥上浮；二沉池表面出现黑色块状污泥；发生活性污泥的泡沫现象等。 

　　1.2 出水异常 

　　通过观察出水是否清澈、是否携带絮体、颜色是否正常等性质可判断污水处理厂是否正常运行。出水异常主要现象有：二沉池出水悬浮物含量增大；反应池末端絮体正常、沉淀池出水携带絮体；反应池末端絮体细小、沉淀池出水浑浊；反应池末端絮体松散、沉淀池出水清澈但携带絮体等。 

　　2 城镇污水处理厂非正常运行原因 

　　2.1 发生活性污泥异常的原因 

　　（1）活性污泥不能在二沉池内进行正常的泥水分离是由曝气池活性污泥发生丝状菌污泥膨胀导致的，二沉池的污泥面不断上升，污泥流失，使曝气池中的MLSS浓度过度降低，从而破坏工艺的正常运行； 

　　（2）当曝气池内的活性污泥不增长或减少时，其原因有以下几种：①曝气池内发生污泥膨胀；②进水有机负荷偏低；③曝气充氧量过大；④进水营养物质含量不平衡；⑤剩余污泥排放量过大； 

　　（3）当沉淀池出现出水非常浑浊、处理效率急剧下降等现象时，可以考虑是否发生了污泥解体。污泥中毒、过度曝气均会使菌胶团的絮凝性能下降，导致污泥解体； 

　　（4）在二沉池中污泥沉淀30-60分钟后呈层状上浮，这种现象多发生在夏季。这是由于污泥在二沉池内发生酸化或反硝化，从而导致污泥漂浮到二沉池； 

　　（5）二沉池表面出现黑色块状污泥，产生的原因可能是排泥设备发生故障，致使剩余污泥没有得到及时排放，或者其他处理构筑物的腐化污泥进入而导致； 

　　（6）发生活性污泥法的泡沫现象，导致降低生化效果，出水水质恶化。产生泡沫的原因有三种[3]： 

　　①启动泡沫。活性污泥工艺运行启动初期，由于污水中含有一些表面活性物质，易引起表面泡沫。但随着活性污泥的成熟，这些表面活性物质经生物降解，泡沫现象会逐渐消失。 

　　②反硝化泡沫。如果污水厂进行硝化反应，则在沉淀池或曝气不足的地方会发生反硝化作用，产生氮等气泡而带动部分污泥上浮，出现泡沫现象。 

　　③生物泡沫。由于丝状微生物的异常生长，与气泡、絮体颗粒混合而成的泡沫，它具有稳定、持续、较难控制的特点。 

　　2.2 发生出水异常原因 

　　（1）二沉池出水悬浮物含量增大产生原因主要有：①活性污泥膨胀；②进水量突然增加；③出水堰或出水集水槽内藻类附着太多；④曝气池活性污泥浓度偏高；⑤活性污泥解体；⑥吸（刮）泥机工作状况不好；⑦活性污泥在二沉池停留时间过长；⑧水温较高且水中硝酸盐含量较多； 

　　（2）反应池末端絮体正常、沉淀池出水携带絮体主要是由沉淀池超负荷或水流短路造成的； 

　　（3）造成反应池末端絮体细小、沉淀池出水浑浊现象的原因主要有以下几点：①进水碱度偏低；②絮凝剂投量不足；③水温过低；④混凝条件改变；⑤反应池内大量积泥，絮凝时间缩短； 

　　（4）反应池末端絮体松散、沉淀池出水清澈但携带絮体，主要是由絮凝剂投加过量造成的。 

　　3 控制措施 

　　3.1 活性污泥异常时的控制措施 

　　3.1.1 曝气池污泥膨胀的控制措施 

　　①临时控制措施。临时控制措施主要方法有絮凝剂助沉法和杀菌法两种。絮凝剂助沉法一般用于非丝状菌引起的污泥膨胀，而杀菌法适用于丝状菌引起的污泥膨胀。 

　　絮凝剂助沉法是向发生膨胀的曝气池中投加絮凝剂，增强活性污泥的凝聚性能，使之容易在二沉池实现泥水分离。常用的絮凝剂有聚合氯化铝、聚合氯化铁等无机絮凝剂和聚丙烯酰胺等有机高分子絮凝剂。絮凝剂可加在曝气池的进口，也可投加在曝气池的出口，但投加量不可太多，否则有可能破坏细菌的生物活性，降低处理效果。 

　　杀菌法是向发生膨胀的曝气池中投加化学药剂，杀灭或抑制丝状菌的繁殖[4]，从而达到控制丝状菌污泥膨胀的目的。常用的杀菌剂如液氯、二氧化氯、次氯酸钠、漂白粉、双氧水等。实际加氯过程中，应由小剂量到大剂量逐渐进行，并随时观察生物相和测定SVI值。当发现SVI值低于最大允许值或镜检观察到丝状菌菌丝溶解，应当立即停止加氯。投加H2O2也对丝状菌有持续的抑制作用，H2O2投加量一般应控制在20～400mg/L，过低不起作用，过高会导致污泥氧化解体。 

　　②调节运行工艺控制措施。 

　　a.在曝气池的进口处投加粘土、消石灰、生污泥或消化污泥等以提高活性污泥的沉降性和密实性。 　　b.使进入曝气池的污水处于新鲜状态，如采取预曝气措施，使污水处于好氧状态，避免形成厌氧状态，同时吹脱硫化氢等有害气体。 

　　c.加强曝气强度，提高混合液DO浓度，防止混合液局部缺氧或厌氧。 

　　d.补充N、P等营养盐，保持混合液中C、N、P等营养物质的平衡。 

　　e.提高污泥回流比，降低污泥在二沉池的停留时间，避免在二沉池出现厌氧状态。 

　　f.对污水进行预曝气吹脱酸气或加碱调节，以提高曝气池进水的pH值。 

　　g.利用在线仪表的手段加强和提高化验分析的时效性，充分发挥调节池的作用，保证曝气池的污泥负荷相对稳定。 

　　h.控制曝气池进水的温度，对温度较高的小流量工业废水进行降温处理。 

　　③永久性控制措施。常用的永久性控制措施是在曝气池前设置生物选择器。 

　　生物选择器的工作原理是在好氧或厌氧生物反应器之前，设置一个停留时间较短的反应器，使回流污泥和未被稀释的污水在其中接触，即在选择器中维持较高的F/M值。在高F/M值下、沉淀性能好的微生物可以优先在选择器基质浓度高的区域吸收利用基质，并在整个悬浮活性污泥体系中处于优势地位。生物选择器的类型有好氧选择器、缺氧选择器和厌氧选择器三种。 

　　3.1.2 曝气池内活性污泥不增长或减少的控制措施 

　　①若因污泥膨胀导致曝气池内活性污泥不增长或减少，可使污泥在曝气池中直接静止沉淀，或在曝气池进水或出水中投加少量絮凝剂； 

　　②若因进水有机负荷偏低导致曝气池内活性污泥不增长或减少，则可提高进水量，或减少风机运转台数或降低表曝机转速，或减少曝气池运转间数，缩短污水停留时间； 

　　③若因曝气充氧量过大导致曝气池内活性污泥不增长或减少，可采取减少风机运转台数或降低表曝机转速，合理调整曝气量，减少供氧量； 

　　④若因进水营养物质含量不平衡导致曝气池内活性污泥不增长或减少，应及时补充足量的氮、磷等营养盐； 

　　⑤如果产生原因是剩余污泥排放量过大，应减少剩余污泥的排放量。 

　　3.1.3 活性污泥解体的控制措施 

　　①如果因污泥中毒导致活性污泥解体，此时应将事故排水及时引向事故池或在均质调节池内与其他污水充分混合均质，并充分发挥预处理设施的作用，利用混凝、沉淀等物理、化学法进行处理后，再进入生物处理系统的曝气池。 

　　②如果产生原因是由于有机负荷长时间偏低，而曝气量仍维持正常值，其结果就会出现过度曝气，引起污泥的过度自身氧化，菌胶团的絮凝性能下降，最后导致污泥解体。此时应减少风机运行台数或降低表曝机转速，或减少曝气池运转间数，只运行部分曝气池。 

　　3.1.4 二沉池污泥上浮的控制措施 

　　一是及时排出剩余污泥和加大回流污泥量，减少污泥在二沉池内的停留时间；二是加强曝气池末端的充氧量，提高进入二沉池的混合液中的溶解氧含量，保证二沉池中污泥不处于厌氧或缺氧状态。对于反硝化造成的污泥上浮，还可以增大剩余污泥的排放量，降低SRT，通过控制硝化程度，达到控制反硝化的目的。 

　　3.1.5 二沉池表面出现黑色块状污泥的控制措施 

　　保证剩余污泥的及时排放，排除排泥设备的故障，清除沉淀池内壁或某些死角的污泥，降低好氧处理系统污泥的硝化程度，加大污泥回流量，防止其他处理构筑物腐化污泥的进入等。 

　　3.1.6 发生活性污泥法的泡沫现象的控制措施 

　　①喷洒水等增加表面搅拌。通过喷洒水流或水珠以打碎浮在水面的气泡，可以有效减少曝气池或二沉池表面的泡沫。 

　　②降低污泥龄。降低曝气池中污泥的停留时间，可以抑制生长周期较长的放线菌的生长。当污泥停留时间在5～6d时，能有效控制丝状菌的生长以避免其产生泡沫问题。 

　　③向曝气反应器内投加载体（填料）。在一些活性污泥系统中投加移动或固定填料，使一些易产生污泥膨胀和泡沫的微生物固着生长，这既能增加曝气池内的生物量，提高处理效果，又能减少或控制泡沫的产生。 

　　④投加化学药剂。向曝气池中投加聚合氯化铝等阳离子絮凝剂后，可以有效控制泡沫的产生，使混合液表面的稳定泡沫失去稳定性，进而使丝状菌分散重新进入活性污泥絮体中。 

　　3.2 出水异常应对措施 

　　3.2.1 二沉池出水悬浮物含量增大的控制措施 

　　①如果因活性污泥膨胀使二沉池出水悬浮物含量增大，应通过分析污泥膨胀的原因，逐一排除。 

　　②若产生原因是进水量突然增加，则应充分发挥调节池的作用，使进水尽可能均衡。 

　　③若产生原因是出水堰或出水集水槽内藻类附着太多，操作运行人员应及时清除这些藻类。 

　　④若产生原因是曝气池活性污泥浓度偏高，应加大剩余污泥排放量。 

　　⑤若因活性污泥解体引起二沉池出水悬浮物含量增大，应找到污泥解体的原因，逐一排除和解决。 

　　⑥如果产生原因是吸（刮）泥机工作状况不好，应及时修理吸（刮）泥机，使其恢复正常工作状态。 

　　⑦如果产生原因是活性污泥在二沉池停留时间过长，应加大回流污泥量，在二沉池中缩短停留时间[5]。 

　　⑧若产生原因是水温较高且水中硝酸盐含量较多时，应加大回流污泥量，缩短污泥在二沉池停留时间。 

　　3.2.2 反应池末端絮体正常、沉淀池出水携带絮体的控制措施 

　　若因沉淀池超负荷导致沉淀池出水携带絮体，则增加运行池（格）数，降低水力负荷；若因水流短路造成此现象的发生，则查明短路原因（死角、密度流），采取整流措施。 

　　3.2.3 反应池末端絮体细小、沉淀池出水浑浊的控制措施 

　　若因进水碱度偏低引起沉淀池出水浑浊，则应补充碱度；若因絮凝剂投量不足，应增加投加量[6]；若为水温过低，应改用无机高分子絮凝剂等受水温影响较小的絮凝剂；如果是混凝条件改变的原因，应提高混合强度；若反应池内大量积泥，则絮凝时间缩短，应排除积泥。 

　　3.2.4 反应池末端絮体松散、沉淀池出水清澈但携带絮体的控制措施 

　　此种现象是由于絮凝剂投加过量造成的，应对措施是降低絮凝剂投加量。 

　　4 结语 

　　以上只在部分城镇污水处理厂的技术、工艺层面上作了城镇污水处理厂非正常运行的一些探讨析，由于篇幅所限，不能一一展开。已建的城镇污水处理厂能否正常运行将直接影响城镇周边的水环境和社会的可持续发展，因此，无论城镇污水处理厂采用何种工艺、何种运行方式和何种管理模式，应结合自身污水处理工艺系统存在的不同情况，逐步完善污水处理操作规程、应急措施和工艺控制参数，使城镇污水处理厂长期稳定达标排放。为改善城镇的水环境质量，确保水安全发挥应有的作用。 

　　参考文献： 

　　[1]孙庆宇，曹国强.浅谈城镇污水处理厂运行中存在的问题和监管方法探讨[J].城市建设理论研究，2011（24）. 

　　[2]王燕飞.水污染控制技术.北京：化学工业出版社，2001. 

　　[3]李探微，彭永臻.活性污泥法的生物泡沫形成和控制[J].规划与评价，2004（3）：44-46. 

　　[4]黄忠泉，陈明.影响小城镇污水处理厂正常运行的因素分析[J].环境科技，2010，23（4）. 

　　[5]谢经良.污水处理设备操作维护问答.北京：化学工业出版社，2012. 

　　[6]纪轩.污水处理工必读.北京：中国石化出版社，2012.