汙水處理廠在運行過程中遇到的問題分析

如何進行水處理？

衡美水處理為您介紹部分汙水處理的專業知識——汙水處理廠在運行過程中遇到的問題分析。

近年來城鎮生活汙水和工業廢水排放量逐年增加，氮磷超標，有機物任意排放給水環境造成了嚴重的汙染，這已經嚴重成為製約我國經濟發展的突出問題，隻有做到節能減排才能走向新的友好型社會。  

對於汙水處理行業，節能主要是節電、節水（自來水）、降低運行成本；減排主要是從減少汙染物排放，有效地做到汙水與汙泥處理的完全達標。 在城鎮汙水處理廠中往往采用活性汙泥法來處理汙水，但容易出現汙泥上浮、活性汙泥不增長或減少，產生大量泡沫等問題，影響處理效果。

汙水處理廠運行過程中的常見問題匯總如下：

一、活性汙泥部分

1、汙泥膨脹  

正常的活性汙泥沉降性能良好，含水率一般在99%左右。當活性汙泥變質時，汙泥不易沉澱，SVI值增高，汙泥結構鬆散和體積膨脹，含水率上升，澄清液稀少，顏色也有異變。此即汙泥膨脹。汙泥膨脹主要是由於大量絲狀細菌（特別是球衣細菌）在汙泥內繁殖，使泥塊鬆散，密度降低所致；也有由真菌的大量繁殖引起的汙泥膨脹。汙泥膨脹不但發生率高，發生普遍，而且一旦發生難以控製，通常都需要很長的時間來調整。針對汙泥膨脹，各方麵的理論很多，但並不完全一致，甚至有很多相互矛盾，這給汙水處理工作者造成很大的麻煩。  

汙水中碳水化合物較多，溶解氧不足，缺乏氮、磷等營養物，水溫高，pH值較低等都易引起汙泥膨脹。為防止汙泥膨脹，首先應加強操作管理，經常檢測汙水水質、曝氣池內溶解氧、汙泥沉降比、汙泥指數和進行顯微鏡觀察等。  

2、從汙泥膨脹的內在因素著手，整理出幾種較為成熟且有普遍意義的觀點，並歸納一下汙泥膨脹控製的一般方法：

（1）汙泥負荷（F/M）對汙泥膨脹的影響；

（2）溶解氧濃度對汙泥膨脹的影響；

（3）其它方麵對汙泥膨脹的影響。

3、針對上述問題采取的方式：  

（1）缺氧、水溫較高可加大曝氣量，或者降低進水量以減輕負荷，亦可降低MLSS值使得需氧量減少等；  

（2）F/M汙泥負荷率過高，可提高MLSS值，以調整負荷，必要時可停止進水。

（3）缺乏氮、磷等營養物，可投加硝化汙泥液，或氮磷等成份。  

保持池內足夠的溶解氧對於高負荷的生化係統特別重要, 一般至少應控製DO>2mg/L。

4、應急措施  

若汙泥大量流失，可投加5~10mg/L氯化鐵，幫助凝聚，刺激菌膠團的生長。

主要方法是投加藥物增強汙泥沉降性能或是直接殺死絲狀菌。投加鐵鹽鋁鹽等混凝劑可以直接提高汙泥的壓密性保證沉澱出水。另外，投加一些化學藥劑，如氯氣，加在回流汙泥中也可以達到消除汙泥膨脹現象。投加過氧化氫和臭氧也可以起到破壞絲狀菌的效果。  

5、控製汙泥膨脹的指導性方法

在解決了以上問題後，如果汙泥膨脹現象仍得不到控製，就得根據實際情況加以分析，針對幾中常見的工藝提出一些指導性的方法：

（1）高負荷活性汙泥工藝  

目前國內對活性汙泥工藝的設計通常采用中等負荷（0.3KgBOD5/(kgMLSS•d)），而在實際中人們從經濟角度考慮總是采用較高的負荷，所以高負荷下的汙泥膨脹在中國具體較為廣泛的意義。在高負荷情況下，最常見的是DO不足，所以先采取提高氣水比，強化曝氣，在推流式曝氣池內首端采用射流曝氣等方式，觀察一段時間，找出問題的所在。

如果在以上措施采取後一段時間情況仍無好轉，則可考慮在曝氣池頭部加設軟填料。這一部份對於有機酸去除率很高，從而去除絲狀菌的生長促進因素，幫助絮狀菌生長。這個方法比較有效，但造價較高，且對以後的維修管理造成不便。或者在曝氣池前設置一個水力停留時間約為15min的選擇器，一般能很有效的抑製絲狀菌的生長。

對於間歇式進水的SBR工藝來說，反應器本身是完全混合式的，而且在時間上其汙染物的基質就存在濃度梯度，所以無需再另設選擇器。通常間歇式SBR工藝產生汙泥膨脹的原因是，汙泥濃度過高，而進水有機物濃度偏低或水量偏小而導致汙泥負荷偏低。對於這種情況，降低排出比，提高基質初始濃度，並對SBR強製排泥，一般就能夠對汙泥膨脹現象進行有效的控製。而對於連續進水的SBR如ICEAS和CASS等工藝如果發生汙泥膨脹的話，就有必要在進水端設置一個預反應區或生物反應器了。

（2）低負荷活性汙泥工藝  

低負荷活性汙泥工藝曝氣池內基質濃度較低，絲狀菌容易獲得較高的增長效率，所以是最容易產生汙泥膨脹。除了在水質和曝氣上想辦法外，最根本和有效的是將曝氣池分成多格且以推流方式運行，或增設一個分格設置的小型預曝氣池作為生物選擇器，在這個選擇器內采用高汙泥負荷，吸附部分有機物並消除有機酸。這個辦法不但有助於抑製汙泥膨脹，並能有效的改善生化處理效果。在曝氣池內增加填料的方法也同樣在低負荷完全混合工藝中適用。

對於A/O和A2/O工藝可通過在在好氧段前設置缺氧段和厭氧段以及汙泥回流係統，使混合菌群交替處於缺氧和好氧狀態，並使有機物濃度發生周期性變化，這既控製了汙泥膨脹又改善了汙泥的沉降性能。而交替工作式氧化溝和UNITANK工藝等連續進水的係統因為其本身在時間和空間上就有了實際上的“選擇器”，所以對汙泥膨脹有著效強的控製能力。如果這兩種工藝發生汙泥膨脹，則可通過調整曝氣控製溶氧量和控製回流汙泥量來調節池內的汙泥負荷及DO，通過一段時間的改善，一般能夠控製住汙泥膨脹現象。

6、總結  

總的來說，汙泥膨脹由於絲狀菌的種類繁多，且生長適宜的環境也不盡相同。在不同工藝不同水質的情況下，微生物的生長環境非常微妙，這就要求發生汙泥膨脹時，需要根據實際情況作大量切實的實驗和分析，大膽實踐，才能解決汙泥膨脹問題。

動力學與計量參數：最大增值速率、衰減係數、產率係數、最大降解速率 進水水質：易生物降解、慢速生物降解、難生物降解、抑製效率 沉澱性能：沉降通量（沉澱池操作用）  停留時間：硝化停留時間、總水力停留時間、汙泥停留時間（汙泥齡） 水力條件：反應池真實容積、反應池死區容積及比例

二、起吊裝置設計的問題

汙水處理廠中包括進水泵房、汙泥泵站，它們當中的水泵都比較龐大，為了將水泵提升，需要采用起吊裝置，以達到提升的目的。因此，在對起吊裝置進行設計時，要考慮到水泵的起吊、外運以及維修等都比較方便。因此，在設計的時候，要注意到以下幾點問題。

1、要確定合理的起吊高度，這是因為當鋼絲繩較短的時候，會直接影響到水泵的吊裝。

2、確定合理的吊車的安裝高度。在安裝的時候需要留有足夠的空間，當空間較小時，水泵的體積又很大，會導致起吊的不方便。

3、采用電動單梁懸掛起重機，這樣方便水泵的起吊，當水泵出現問題需要維修的時候，可以將其吊至泵房平台，當水泵需要返廠處理時，可以直接將其吊出泵房。

三、構築物抗浮設計問題

對於地下水位比較高的地區，在將構築物防空時，它會受到浮力的影響，對構築物的結構產生不利的影響。為了避免這種不利的影響，在汙水處理廠中一般采取的都是抗浮井設計。但是，在實際的應用中，由於操作比較複雜，隻有專業的技術人員才能夠操作，這就會增加成本。另一方麵，抗浮井設計還容易發生坍塌的現象，就會使抗浮作用失效。為了解決這一問題，保證抗浮設計的可靠性，可以根據汙水處理廠的具體情況，選用自重抗浮、壓重抗浮以及打錨杆等方式，以提高抗浮井設計的有效性，保證其正常運作。

四、攪拌裝置設計的問題

在很多汙水處理廠中都存在池內積泥的現象，尤其是在生化池的拐彎處，厭氧池、缺氧池等區域，積泥的現象更加的嚴重。大量淤泥的堆積，會直接影響汙水處理的效率，對汙水處理廠造成嚴重的後果，因此，該問題必須引起足夠的重視。

池內淤泥堆積的主要原因是攪拌器的設置不夠科學合理，使得池內的淤泥沒有完全混合，從而使池內的淤泥產生堆積的現象。而在對攪拌器進行設置的時候，會受到很多因素的影響，比如說構築物的池型、池深以及水質等，這些都會增加攪拌器設置以及選型的難度。

為了使池內的淤泥完全的混合，在設計的時候，要充分優化構築池的池型，將厭氧池和缺氧池設置成循環流動的形式，在兩池的中間設置隔離牆，這樣就能使攪拌器實現汙水的循環流動，在攪拌的時候不會出現死角，也就不會產生淤泥的堆積。對於矩形的構築物來說，最好采用高速小葉輪進行攪拌，這樣就能避免淤泥的堆積。

另外，除了攪拌器的設置會影響攪拌的效果，攪拌器型號的選擇也會直接影響汙水處理的效果。因此，在選擇攪拌器的型號時，也要特別注意。就目前來說，一般的汙水處理廠采用的是2W/m³〜8W/m³型號的攪拌器，但是由於它的變化範圍較大，在實際選擇的時候還是會產生一些問題。不過，現在很多的攪拌器製造商都會幫助汙水處理廠選擇合適型號的攪拌器，因為他們具有專業的水力計算模型軟件，能夠科學的計算出汙水處理廠所需的攪拌器的型號、數量以及相應的布置。因此，汙水處理廠在選擇攪拌器的時候，要充分的考慮製造商的建議，選擇合理的掠拌器。

對於生物池來說，選擇攪拌器的時候，不光要考慮以上幾點原因，還要考慮進水量不足或者進水汙染物不足這一類現象，避免出現由於池內的掠拌能力不足出現的池內淤泥堆積的現象。

五、放空管與集水坑設計的問題

在汙水處理廠中的構築物大多數為盛水構築物，在對其進行檢修時，要保證池內的汙水放空，因此，在對汙水處理廠進行設計的時候，還要考慮放空管與集水坑的設計問題。

對於一些大型的汙水處理廠來說，放空主要采用的形式有兩種。第一種是將放空管從下麵穿過池壁，從池的底部引到池外，對於這種方式來說，就需要相應的集水坑，但是由於這種方式需要保證管道的埋深要很深，這就會影響廠區內汙水管道的整體埋深，另外，還需要保證放空管的管道的防護問題，避免出現漏水的現象。另一種方式是將放空管從池的底部穿出池外，但是為了避免防水套管被切斷，我們需要將放空管設置在腋角的上麵，這就增加了放空管和池壁之間的距離，使得池內的水不能夠完全排淨，這樣需要在去附近設置相應的集水坑，保證池內的汙水全部排空。但是，采用這種方式需要在池的底部增加一個水泵，這就增加的電量的消耗，耗費了更多的資金。

對於一些小型的汙水處理廠，也可以采用上述的兩種方式進行防空，但是還要考慮汙水處理廠的實際情況，保證與周圍汙水管道的銜接等。對於構築物的埋深與廠區汙水管道的埋深不能夠對應的廠區，可以在構築物內設置集水坑，保證池內的汙水能夠排到就近的汙水管內。

另一方麵，在設計的時候還要考慮放空管和廠區汙水管管徑之間的關係。在以前的設計中，通常保持兩個管徑尺寸的相同，但是在實際的運行過程中，會發現放空管內的汙水流速較快，而廠區汙水管內的流速較慢，如果管徑相同的話，就會出現汙水冒出地麵的現象。為了避免這一現象的發生，在設計的時候，要保證放空管的管徑要略小於廠區汙水管的管徑，這樣就能保證汙水正常的流通。

六、設備的變頻控製問題

對於汙水處理廠來說，成本最高的就是電費，為了有效的降低汙水處理廠的成本，我們需要首先降低設備的耗電量。為了達到節能的目的，目前汙水處理廠通常采用的措施是對主要的耗電設備加裝變頻裝置。通過變頻裝置可以改變鼓風機、提升泵等設備的電壓和頻率，這樣能夠根據流量來控製泵或者風機的轉速，從而降低電能的消耗。但是，在實際的設計中，汙水處理廠通常采用的都是普通的風機，而普通的風機都是恒頻恒壓設計，不能夠適應增加的變頻裝置，兩個裝置配合在一起，反而會使運行的效率下降，運行時的溫度升高，另外還會減少風機的壽命，造成更嚴重的損失。針對這一問題，還需要在設計時進行更全麵的考慮，以降低汙水處理廠的成本。

七、結語

汙水處理廠的設計是一個相當複雜的問題，它包括建築、設備、自動化控製等多個方麵的專業技術問題，隻有對每一部分進行科學合理的設計，才能保證汙水處理廠正常的運行，並且有效的降低成本，達到最大程度的汙水處理效果。

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