低溫條件下污水處理運(yùn)行優(yōu)化路徑

田騰+周斌+王心海

摘要：北方城市因?yàn)榈乩砦恢迷?，出現(xiàn)低溫的情況較為明顯，這就讓污水的處理出現(xiàn)問(wèn)題，對(duì)其產(chǎn)生嚴(yán)重影響，只有對(duì)其進(jìn)行不斷優(yōu)化，才能夠讓低溫條件下的污水處理更為優(yōu)化?；诖?，本文就低溫條件下污水處理運(yùn)行優(yōu)化路徑進(jìn)行探索，希望可以為污水的更好處理提供借鑒。

關(guān)鍵詞：低溫條件；污水處理；優(yōu)化路徑

中圖分類(lèi)號(hào)：X52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2018）01-0040-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.01.022

Optimization of wastewater treatment operation under low temperature

Tian Teng， Zhou Bin， Wang Xinhai

（Key Laboratory of Water Transportation Environmental Protection Technology and Transportation of Tianjin Institute of Water Transport Engineering， Ministry of Transport， Tianjin 300456，China）

Abstract： It is obvious that the northern cities have low temperatures because of their geographical location， which causes problems in the treatment of sewage and has a serious impact on them. Only by continuously optimizing the sewage treatment can the sewage treatment at low temperature be more optimized . Based on this， this paper explores the optimization of sewage treatment operation under low temperature conditions， hoping to provide a reference for the better treatment of sewage.

Key words： Low temperature conditions； Sewage treatment； Optimization path

1 低溫對(duì)污水處理影響

1.1 低溫對(duì)沉降性能的影響

在對(duì)污水進(jìn)行低溫處理的過(guò)程中，都是通過(guò)微生物的新陳代謝來(lái)完成氮的轉(zhuǎn)化而實(shí)現(xiàn)的。而氮的轉(zhuǎn)化過(guò)程前后分別為：氨化反應(yīng)、硝化反應(yīng)、反硝化反應(yīng)。在進(jìn)行此處理的過(guò)程中，影響因素也是有很多的，溫度對(duì)微生物的新陳代謝有著重要影響。溫度降低，會(huì)降低活性污泥中酶的活性，使得微生物生命活動(dòng)變?nèi)?，新陳代謝能力就會(huì)降低，從而致使活性污泥的沉降性會(huì)越來(lái)越差，當(dāng)溫度降低到一定溫度的時(shí)候，幾乎就沒(méi)有了沉降性，反而達(dá)不到低溫對(duì)污水的處理；當(dāng)溫度升高，微生物的新陳代謝頻率就會(huì)提高，當(dāng)溫度達(dá)到一定溫度時(shí)，會(huì)使活性污泥的沉降性越來(lái)越好，達(dá)到對(duì)污水處理的更高水平，因此在對(duì)污水處理的過(guò)程中對(duì)溫度的控制很關(guān)鍵，否則很難實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的有效處理。

1.2 低溫對(duì)污泥活性的影響

低溫的情況下微生物的生命活動(dòng)變?nèi)跻约懊摎涿富钚缘募彼傧陆担沟没钚晕勰嗟幕钚允艿胶艽蟮挠绊?。OUR是代表微生物與污水接觸后溶解氧氣的快慢程度，OUR的降低也就說(shuō)明了微生物對(duì)污水中有機(jī)物分解的能力下降，微生物分解能力的下降直接影響污水在低溫條件下對(duì)污水的處理效果。

1.3 污泥膨脹現(xiàn)象

污泥膨脹現(xiàn)象在北方的冬季是經(jīng)常發(fā)生的一種現(xiàn)象。因?yàn)闇囟冗^(guò)低會(huì)使得絲狀菌的過(guò)度繁殖導(dǎo)致污泥膨脹，污泥膨脹之后，是不易沉降的，膨脹之后的污泥結(jié)構(gòu)十分松散。根據(jù)絲狀菌的本身獨(dú)有特點(diǎn)分布濃密，細(xì)長(zhǎng)，相對(duì)于其他的微生物具有更強(qiáng)的捕食能力，并且耐低溫環(huán)境的能力也是更強(qiáng)的。

2 低溫條件下污水處理運(yùn)行優(yōu)化路徑

2.1 提高污泥活性

在低溫情況下，污水池里已經(jīng)存在了大量的絲狀菌，但是污泥中不僅僅只存在了這一種微生物，還有很多其他的微生物在進(jìn)行著分解的工作，只不過(guò)是沒(méi)有絲狀菌的數(shù)量多而已，然而污泥的活性是通過(guò)微生物分解有機(jī)物的形式提高活性的，所以提高其他很多的微生物分解能力也就提高了污泥的活性。那么提高其他微生物的分解活性，可以通過(guò)添加生物填料的形式，來(lái)增加其他微生物與絲狀菌之間的競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，從而有效地解決了絲狀菌過(guò)度繁殖的現(xiàn)象，其他微生物的可以消耗吸附在細(xì)胞便面的糖，有效控制多糖的含量，從而有效地提高污泥活性。

2.2 降低運(yùn)行負(fù)荷和增加曝氣量

適當(dāng)降低運(yùn)行負(fù)荷和增加曝氣量是為了控制絲狀菌過(guò)度繁殖而導(dǎo)致污泥膨脹帶來(lái)的不好影響。適當(dāng)?shù)脑黾悠貧饬吭诨亓魑勰嗟倪^(guò)程中增加一個(gè)曝氣構(gòu)建物，經(jīng)過(guò)曝氣構(gòu)建物在進(jìn)入曝氣池，可以更好地抑制絲狀菌過(guò)度繁殖。

2.3 運(yùn)行控制

在北方冬季污水處理廠污水處理效果差主要是溫度過(guò)低使得污泥活性降低、污泥膨脹等，然而單一的完善措施解決這一問(wèn)題是很困難的。添加生物填料可以抑制絲狀菌的過(guò)度繁殖，但是他并不能夠改善污泥中其他微生物耐低溫的能力，還是沒(méi)有從根本上提高污泥的活性，過(guò)度的降低運(yùn)行負(fù)荷和增加曝氣量，也是不利于污水凈化的。通過(guò)購(gòu)買(mǎi)生物添加物、增加曝氣池，增加了處理廠的污水處理費(fèi)用，由于北方冬天溫度低，很難實(shí)現(xiàn)合格的污水排放，污染了合流，增加了治理污染河流的費(fèi)用。

3 污水處理廠的優(yōu)化設(shè)計(jì)

3.1 排水管網(wǎng)

排水管網(wǎng)在污水處理廠優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中處于首要。排水管網(wǎng)需要在兩方面進(jìn)行優(yōu)化處理，分別是：排水體制、河流污水的溢流問(wèn)題兩方面。其中排水體制顧名思義就是對(duì)污水進(jìn)行排放的體制，可見(jiàn)排水體制在污水處理廠優(yōu)化的過(guò)程中處于相當(dāng)重要的地位。因?yàn)榕潘w制是將城市污水直接排出的重要渠道，如果排水體制不進(jìn)行優(yōu)化的話會(huì)對(duì)后期的污水處理添加很大的負(fù)擔(dān)。從而違背現(xiàn)在我國(guó)提倡的“環(huán)?！贝胧?。結(jié)合我國(guó)近幾年城市污水處理廠的建設(shè)情況，應(yīng)采用混合的合制排水體制，混合的合制排水體制是指將有條件的城市市區(qū)或者郊區(qū)采用分流制，城市其他大部分還是采用截流式合流制，這樣可以更加有效地減輕工程實(shí)施的難易程度并且可以緊跟國(guó)家發(fā)展在環(huán)保之路奉獻(xiàn)自己的一份力量。合流污水的溢流指的就是合流管道和水渠在被雨水進(jìn)行稀釋使得污水直徑達(dá)到五到七倍時(shí)，會(huì)對(duì)水體造成危害。因此在下面幾個(gè)方面對(duì)合流污水溢流的問(wèn)題進(jìn)行了完善，包含：截流倍數(shù)、雨水調(diào)整、分流管網(wǎng)雨排水系統(tǒng)連接等。其中截流倍數(shù)指的是合流制排水系統(tǒng)在降雨時(shí)截取的雨水量和干旱時(shí)污水水量的比值。因此我們可以根據(jù)接受存儲(chǔ)的水體環(huán)境容量以及排水系統(tǒng)組成，得到合理的截流倍數(shù)，從而使得合流污水的溢流頻率以及溢流量減少。雨水儲(chǔ)蓄指的是在降雨之后，利用城市的坑塘洼地，在截流重要干管周?chē)藿▋?chǔ)蓄池，用來(lái)存儲(chǔ)可以調(diào)節(jié)溢流污水的雨水，經(jīng)過(guò)太陽(yáng)暴曬之后再將溢流的污水送至污水處理廠進(jìn)行污水處理。分流管網(wǎng)雨排水系統(tǒng)連接指的就是在混合制排水體制的管網(wǎng)系統(tǒng)中，在合流制截流干管的最終溢流井下接入分流制污水干管。實(shí)現(xiàn)這些優(yōu)化設(shè)計(jì)可以更加有效地進(jìn)行環(huán)境保護(hù)。

3.2 污水處理廠設(shè)計(jì)

污水處理廠設(shè)計(jì)需要在規(guī)模的確定、水量、進(jìn)水水質(zhì)、近期建設(shè)規(guī)模的方面進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。其中設(shè)計(jì)規(guī)模的確定，實(shí)際上進(jìn)場(chǎng)水量水質(zhì)偏離設(shè)計(jì)規(guī)模，更是把設(shè)計(jì)年限的用水量大打折扣進(jìn)行估算，對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)只是簡(jiǎn)單的和其他城市污水處理廠的數(shù)據(jù)進(jìn)行類(lèi)比，缺少現(xiàn)場(chǎng)的基礎(chǔ)研究，由此至于污水處理廠實(shí)際進(jìn)場(chǎng)水量水質(zhì)出現(xiàn)偏離設(shè)計(jì)規(guī)模的現(xiàn)象。因此污水處理廠的設(shè)計(jì)規(guī)模包含了設(shè)計(jì)的水量以及涉及水水質(zhì)的濃度，這是污水處理的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)，特別要設(shè)計(jì)的是除磷脫單，在進(jìn)行此設(shè)計(jì)的時(shí)候，除了要注意污染物的濃度之外還應(yīng)注意的是污水中營(yíng)養(yǎng)物的濃度以及堿度等特性。其次是設(shè)計(jì)水量，水量規(guī)模的設(shè)計(jì)是根據(jù)城市近幾年來(lái)供水節(jié)水的統(tǒng)計(jì)資料，用實(shí)際年的用水量作為基礎(chǔ)并通過(guò)增長(zhǎng)率的方法預(yù)測(cè)污水處理廠收水范圍，從而設(shè)計(jì)年限的需水量并通過(guò)實(shí)際測(cè)量城市區(qū)內(nèi)主要的排污水口的排水量，用實(shí)際測(cè)量的污水減系數(shù)既可以確定這個(gè)污水處理廠的水量規(guī)模。再次是設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)，在城市區(qū)域內(nèi)選擇幾個(gè)重要的排污水口，定時(shí)定期地對(duì)水質(zhì)進(jìn)行測(cè)量，可以通過(guò)加權(quán)平衡的方法確定實(shí)際污水水質(zhì)的濃度，用這個(gè)濃度作為基礎(chǔ)，結(jié)合其他監(jiān)管測(cè)量的資料來(lái)確定設(shè)計(jì)其水質(zhì)。進(jìn)水水質(zhì)是與城市產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的不同而不同。最后則是近期建設(shè)的規(guī)模，對(duì)于中小型城市的污水處理廠規(guī)模不宜過(guò)大，因?yàn)橹行⌒统鞘械某鞘信盼鬯肯啾容^于大型的城市的排污水量是燒的多的少，處理廠規(guī)模大的話，對(duì)污水處理的工藝會(huì)高要求，對(duì)污水處理工程的實(shí)施增加難度，從而降低了污水處理的效率，與我國(guó)提倡的環(huán)保相違背，相對(duì)于大城市在進(jìn)行污水處理廠設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)該分為近期和遠(yuǎn)期規(guī)模，合理進(jìn)行工程分期的確定，遠(yuǎn)期規(guī)模是污水處理廠的選址依據(jù)，那么選址用地的條件應(yīng)該滿(mǎn)足長(zhǎng)期處理用地的需要。

3.3 處理工藝優(yōu)化

處理工藝優(yōu)化分為兩個(gè)方面，分別是：處理工藝類(lèi)型以及選擇、雨水沖擊負(fù)荷與污泥流失這兩個(gè)方面。其中處理工藝類(lèi)型以及選擇，我們選擇活性污泥法，那么活性污泥法有很多種形式分分別為：傳統(tǒng)的活性污泥法及其改進(jìn)型A/O、A2/O、AB工藝、氧化溝工藝與SBR工藝這三種形式。傳統(tǒng)的活性污泥法及其改進(jìn)型A/O、A2/O、AB工藝這種處理工藝對(duì)管理水平的要求很高，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的活性污泥法及其改進(jìn)型A/O、A2/O、AB工藝他的處理單元比較多，操作起來(lái)相對(duì)于其他兩種工藝復(fù)雜，特別是污泥厭氧消化工藝。再者是雨水沖擊負(fù)荷與污泥流失，在污水處理廠的污水量雨天是晴天的2-4倍，是很容易實(shí)現(xiàn)出現(xiàn)雨水負(fù)荷的情況，這時(shí)大量的活性污泥就會(huì)轉(zhuǎn)入二沉池，從此造成污泥流失的情況，導(dǎo)致不能使有機(jī)物得到了有效降解。因此改進(jìn)為氧化溝工藝和SBR工藝解決這些問(wèn)題。氧化溝工藝他是由曝氣設(shè)備、進(jìn)出水裝置、導(dǎo)流和混合設(shè)備組成。氧化溝工藝設(shè)計(jì)為與水分流的運(yùn)行模式，污水通過(guò)外溝依次進(jìn)入到內(nèi)溝以及中間溝，從而使得各個(gè)溝內(nèi)的有機(jī)物濃度以及溶解氧度而不同，在除去有機(jī)物的同時(shí)還實(shí)現(xiàn)了除磷脫氮的效果。SBR工藝是可以通過(guò)雙池或者多池的組合方式進(jìn)行連續(xù)進(jìn)出水的。SBR具有很強(qiáng)的靈活性，因?yàn)镾BR在通過(guò)反應(yīng)池的時(shí)候其的曝氣量和溶解氧的控制來(lái)是想不通的處理目標(biāo)和想要達(dá)到的效果。

4 結(jié)語(yǔ)

低溫條件讓污水處理的困難性增加，但是并不是不可解決，只有不斷探索更好地優(yōu)化措施，才能夠讓污水處理整個(gè)系統(tǒng)得以更好運(yùn)行，才能夠讓污水的處理效果更好，才能夠真正讓污水得以?xún)艋?/p>

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收稿日期：2017-11-20

作者簡(jiǎn)介 ：田騰（1985-），男，本科，工程師，研究方向?yàn)楣?jié)能環(huán)保。