近年來，城市污水與工業廢水的增長依然非常快速，這就要求污水廠出水更加嚴格地控制，保證出水的穩定達標。

 

但問題是，在污水廠運行過程中，上游管網時常出現工業企業廢水排放超標或超量現象，使得污水廠進水出現高負荷或高有毒有害物質濃度影響，進而沖擊污水廠的安全穩定運行，給污水廠出水穩定達標運行帶來了極大的壓力。

 

一位環保老兵曾在水圈留言道：“說實話，現在我和兄弟們不是忙于工藝管理，更多的是忙于如何準確做到對進水水質預警從而保障出水水質，真是苦不堪言......”

 

 

因此，針對進水高負荷或有毒有害物質引起的沖擊影響問題，污水廠亟須探討出污水快速應急預警、溯源及調控措施策略，減少進水沖擊對活性污泥系統的影響，實現污水廠的安全穩定運行和優化控制。

01

如何準確、快速地對進水水質進行預警？

 

1、通過溶解氧的變化及時判斷水質情況

 

發生進水沖擊時生化池好氧段溶解氧比較敏感，會產生異常升高或降低。

• 當進水中 COD、氨氮負荷異常增高或硫化物含量較高時，系統需氧量異常增加，溶解氧會異常降低；

• 當進水中含有有毒有害物質時，系統中生化反應受抑制，溶解氧會異常升高。

 

運行中，若水量風量未調整，生化池溶解氧在 1 小時內突然升高或降低超過3mg/L，可視作異常。

 

若沖擊強度較大，生化池溶解氧可能在 1 小時內突然升高至7mg/L 以上或降低至 0.7mg/L 以下，這種情況需高度關注。

 

對于進水水質沖擊較多的污水廠來說，在日常生產運行中要提高警惕，及時發現溶解氧的異常變化，發生進水沖擊后首要措施為切斷污染源，然后再進行系統恢復。

 

一旦發現溶解氧異常變化，要立即采取相應措施，如關注生化池出水氨氮變化、曝氣實驗排查進水及管網來水、取樣送檢等；若為高負荷進水沖擊，可同時采取手動調整風機增加風量及相關提高 MLSS 的措施。

 

值得一提的是，發生進水沖擊時，生化池上的曝氣效果和污泥性狀也會發生變化。

• 發生高負荷沖擊溶解氧異常降低時，生化系統的曝氣效果表現為泡沫變少且分散，同時感官上曝氣對生化池混合液的攪拌效果也會變差；

• 發生有毒有害物質沖擊溶解氧異常升高時，生化系統內曝氣效果表現為泡沫較大且非常密集，泡沫不易破，易堆積，同時污泥性狀變得分散，泡沫攜帶污泥上浮，但感官上曝氣對生化池混合液的攪拌效果與水質正常時相比無差異。

 

2、通過曝氣試驗判斷水質沖擊來源

 

曝氣實驗是通過將硝化效果良好的AAO的外回流活性污泥1:1比例與污水混合進行曝氣（模擬好氧段的停留時間），測量上清液氨氮數據。

• 若氨氮未達標，繼續延時曝氣2小時（排除氨氮負荷過高引起的結果誤判情況），再次測量上清液氨氮數據；

• 若氨氮仍未達標，判斷為進水中含有抑制性物質，通過此方法對進水水質的抑制性排查，效果較好。

 

同時，可以進行洗泥實驗，即用自來水清洗目前受抑制的活性污泥兩遍后，再用水質較好、正常污水廠進水進行曝氣實驗，可快速斷定目前活性污泥受抑制程度。

 

綜上所述，受到進水水質沖擊時，可以通過曝氣實驗快速排查惡化水質進水時間及其來源，同時也能清楚了解目前進水水質情況及目前系統恢復情況，掌握進水及出水水質變化趨勢。

 

值得一提的是，在曝氣試驗中進行曝氣后氨氮去除效果的判斷時，結合鈉氏試劑滴色法，更加快速高效。

 

通過曝氣試驗和納氏試劑滴色結合鎖定問題管網后，及時查閱管網水質波動歷史檔案，同步實施色質聯送檢，可更加明確水質沖擊性質

 

3、通過在上游管網安裝在線監測設備

 

在運行中發現，由于部分不法企業逃避環保部門監管，向城市排水管網中偷排未經處理的污水，導致本污水處理廠易遭受進水沖擊，此進水存在以下特點：

 

不定時且持續時間較短，水質極其惡劣，對系統影響較大往往超出系統負荷甚至導致生化處理單元崩潰，極易造成出水水質不達標。

 

由于排水企業數量多且排水管網布置體系也龐大復雜，廠內進水出現問題時難以排查出問題污水的來源。

 

因此，為了可以及時掌握排水管網的水質情況，結合各支路管網排水的水質特點，在主管網節點集中加裝在線水質監測設備。

 

依據管網在線監測設備監測所得的數據，可以作為工業企業超標排放的預警依據，根據管網在線監測數據可以提前進行相應的工藝安排，以應對進水帶來的沖擊，防止出現出水超標情況的發生。

02

受到沖擊，應采取哪些工藝應急調整策略？

 

1、溶解氧調整策略

 

當進水受到高負荷沖擊時，會導致溶解氧異常降低，此時可以通過多種途徑來穩定系統防止出現水質波動，其中之一為及時加開風機，增加風量，使溶解氧迅速控制于較高水，便于系統快速恢復。

 

以某城市污水廠為例子，取該污水廠好氧池中的污泥，同時取進入污水廠管網中水質較差點位處的進水，與好氧池污泥按照1:1的形式進行混合于5L的實驗桶中，設置三組實驗，利用曝氣裝置將三組實驗組的溶解氧分別控制于2mg/L，4mg/L，6mg/L，研究高負荷沖擊時溶解氧的調整模式（2mg/L，4mg/L，6mg/L）對水質恢復的影響。

 

通過實驗可得，溶解氧控制濃度越高，越有利于氨氮的去除。當溶解氧控制大于4mg/L時，氨氮去除效果較好。

 

值得一提的是，對該污水處理廠受高負荷進水沖擊情況進行分析，在生化池系統恢復后，在保持第一階段篩選出的溶解氧濃度情況下，持續1天后系統可進入穩定期運行。

 

2、回流比及水量調整策略

 

進水水質異常時，可加開回流稀釋來水，降低水質異常對系統影響；同時加開回流可提高系統MLSS，提高系統抗沖擊能力。需研究不同回流比條件下，應對高負荷水質沖擊的效果。

• 如果是高負荷沖擊，可利用管網蓄水能力，減小進水量，延長系統停留時間，降低系統負荷，利于出水水質快速恢復；

• 如果是硝化抑制導致的污泥中毒，需提高水量，使問題水源快速通過系統，盡快將恢復后的來水引入系統。需研究不同沖擊類型下，不同水量調整控制模式對系統的恢復影響。

 

以某城市污水廠為例，為研究研究在污水處理廠受到高負荷進水沖擊時，通過增加回流比及減少進水量，觀察對系統運行的影響以及對系統恢復時間的影響，研究人員設置4組實驗。 

• 實驗組1條件為回流比100%，進水量為日常水量1/2倍時對系統影響；

• 實驗組2條件為回流比100%，進水量為日常水量2/3倍時對系統影響；

• 實驗組3條件為回流比150%，進水量為日常水量1/2倍時對系統影響；

• 實驗組4條件為回流比150%，進水量為日常水量2/3倍時對系統影響。

 

需要說明的是，該污水處理廠AB工藝日常進水量為120000m3/d，所有實驗組進水統一使用該污水處理廠的實際進水，進水指標COD濃度為769mg/L，氨氮濃度為78.7mg/L。

 

通過實驗發現，在污水廠受到高負荷進水影響時，合理地增加回流比及適當地減少進水量對系統的恢復有較大的影響。

 

具體表現為，在水質沖擊時，水量控制為日常進水量的2/3，同時增加回流比到150%，更易于調控，且系統恢復效果較為顯著。

 

值得大家共同關注的是，目前很多進入污水廠的管網路線仍為老舊市政管線，管線冗長復雜，有些管線走向不是十分明確。

 

所以，有時受到沖擊時，無法快速地判斷，無法準確地對水源做出定位。

近年來，城市污水與工業廢水的增長依然非常快速，這就要求污水廠出水更加嚴格地控制，保證出水的穩定達標。

 

但問題是，在污水廠運行過程中，上游管網時常出現工業企業廢水排放超標或超量現象，使得污水廠進水出現高負荷或高有毒有害物質濃度影響，進而沖擊污水廠的安全穩定運行，給污水廠出水穩定達標運行帶來了極大的壓力。

 

一位環保老兵曾在水圈留言道：“說實話，現在我和兄弟們不是忙于工藝管理，更多的是忙于如何準確做到對進水水質預警從而保障出水水質，真是苦不堪言......”

 

 

因此，針對進水高負荷或有毒有害物質引起的沖擊影響問題，污水廠亟須探討出污水快速應急預警、溯源及調控措施策略，減少進水沖擊對活性污泥系統的影響，實現污水廠的安全穩定運行和優化控制。

01

如何準確、快速地對進水水質進行預警？

 

1、通過溶解氧的變化及時判斷水質情況

 

發生進水沖擊時生化池好氧段溶解氧比較敏感，會產生異常升高或降低。

• 當進水中 COD、氨氮負荷異常增高或硫化物含量較高時，系統需氧量異常增加，溶解氧會異常降低；

• 當進水中含有有毒有害物質時，系統中生化反應受抑制，溶解氧會異常升高。

 

運行中，若水量風量未調整，生化池溶解氧在 1 小時內突然升高或降低超過3mg/L，可視作異常。

 

若沖擊強度較大，生化池溶解氧可能在 1 小時內突然升高至7mg/L 以上或降低至 0.7mg/L 以下，這種情況需高度關注。

 

對于進水水質沖擊較多的污水廠來說，在日常生產運行中要提高警惕，及時發現溶解氧的異常變化，發生進水沖擊后首要措施為切斷污染源，然后再進行系統恢復。

 

一旦發現溶解氧異常變化，要立即采取相應措施，如關注生化池出水氨氮變化、曝氣實驗排查進水及管網來水、取樣送檢等；若為高負荷進水沖擊，可同時采取手動調整風機增加風量及相關提高 MLSS 的措施。

 

值得一提的是，發生進水沖擊時，生化池上的曝氣效果和污泥性狀也會發生變化。

• 發生高負荷沖擊溶解氧異常降低時，生化系統的曝氣效果表現為泡沫變少且分散，同時感官上曝氣對生化池混合液的攪拌效果也會變差；

• 發生有毒有害物質沖擊溶解氧異常升高時，生化系統內曝氣效果表現為泡沫較大且非常密集，泡沫不易破，易堆積，同時污泥性狀變得分散，泡沫攜帶污泥上浮，但感官上曝氣對生化池混合液的攪拌效果與水質正常時相比無差異。

 

2、通過曝氣試驗判斷水質沖擊來源

 

曝氣實驗是通過將硝化效果良好的AAO的外回流活性污泥1:1比例與污水混合進行曝氣（模擬好氧段的停留時間），測量上清液氨氮數據。

• 若氨氮未達標，繼續延時曝氣2小時（排除氨氮負荷過高引起的結果誤判情況），再次測量上清液氨氮數據；

• 若氨氮仍未達標，判斷為進水中含有抑制性物質，通過此方法對進水水質的抑制性排查，效果較好。

 

同時，可以進行洗泥實驗，即用自來水清洗目前受抑制的活性污泥兩遍后，再用水質較好、正常污水廠進水進行曝氣實驗，可快速斷定目前活性污泥受抑制程度。

 

綜上所述，受到進水水質沖擊時，可以通過曝氣實驗快速排查惡化水質進水時間及其來源，同時也能清楚了解目前進水水質情況及目前系統恢復情況，掌握進水及出水水質變化趨勢。

 

值得一提的是，在曝氣試驗中進行曝氣后氨氮去除效果的判斷時，結合鈉氏試劑滴色法，更加快速高效。

 

通過曝氣試驗和納氏試劑滴色結合鎖定問題管網后，及時查閱管網水質波動歷史檔案，同步實施色質聯送檢，可更加明確水質沖擊性質

 

3、通過在上游管網安裝在線監測設備

 

在運行中發現，由于部分不法企業逃避環保部門監管，向城市排水管網中偷排未經處理的污水，導致本污水處理廠易遭受進水沖擊，此進水存在以下特點：

 

不定時且持續時間較短，水質極其惡劣，對系統影響較大往往超出系統負荷甚至導致生化處理單元崩潰，極易造成出水水質不達標。

 

由于排水企業數量多且排水管網布置體系也龐大復雜，廠內進水出現問題時難以排查出問題污水的來源。

 

因此，為了可以及時掌握排水管網的水質情況，結合各支路管網排水的水質特點，在主管網節點集中加裝在線水質監測設備。

 

依據管網在線監測設備監測所得的數據，可以作為工業企業超標排放的預警依據，根據管網在線監測數據可以提前進行相應的工藝安排，以應對進水帶來的沖擊，防止出現出水超標情況的發生。

02

受到沖擊，應采取哪些工藝應急調整策略？

 

1、溶解氧調整策略

 

當進水受到高負荷沖擊時，會導致溶解氧異常降低，此時可以通過多種途徑來穩定系統防止出現水質波動，其中之一為及時加開風機，增加風量，使溶解氧迅速控制于較高水，便于系統快速恢復。

 

以某城市污水廠為例子，取該污水廠好氧池中的污泥，同時取進入污水廠管網中水質較差點位處的進水，與好氧池污泥按照1:1的形式進行混合于5L的實驗桶中，設置三組實驗，利用曝氣裝置將三組實驗組的溶解氧分別控制于2mg/L，4mg/L，6mg/L，研究高負荷沖擊時溶解氧的調整模式（2mg/L，4mg/L，6mg/L）對水質恢復的影響。

 

通過實驗可得，溶解氧控制濃度越高，越有利于氨氮的去除。當溶解氧控制大于4mg/L時，氨氮去除效果較好。

 

值得一提的是，對該污水處理廠受高負荷進水沖擊情況進行分析，在生化池系統恢復后，在保持第一階段篩選出的溶解氧濃度情況下，持續1天后系統可進入穩定期運行。

 

2、回流比及水量調整策略

 

進水水質異常時，可加開回流稀釋來水，降低水質異常對系統影響；同時加開回流可提高系統MLSS，提高系統抗沖擊能力。需研究不同回流比條件下，應對高負荷水質沖擊的效果。

• 如果是高負荷沖擊，可利用管網蓄水能力，減小進水量，延長系統停留時間，降低系統負荷，利于出水水質快速恢復；

• 如果是硝化抑制導致的污泥中毒，需提高水量，使問題水源快速通過系統，盡快將恢復后的來水引入系統。需研究不同沖擊類型下，不同水量調整控制模式對系統的恢復影響。

 

以某城市污水廠為例，為研究研究在污水處理廠受到高負荷進水沖擊時，通過增加回流比及減少進水量，觀察對系統運行的影響以及對系統恢復時間的影響，研究人員設置4組實驗。 

• 實驗組1條件為回流比100%，進水量為日常水量1/2倍時對系統影響；

• 實驗組2條件為回流比100%，進水量為日常水量2/3倍時對系統影響；

• 實驗組3條件為回流比150%，進水量為日常水量1/2倍時對系統影響；

• 實驗組4條件為回流比150%，進水量為日常水量2/3倍時對系統影響。

 

需要說明的是，該污水處理廠AB工藝日常進水量為120000m3/d，所有實驗組進水統一使用該污水處理廠的實際進水，進水指標COD濃度為769mg/L，氨氮濃度為78.7mg/L。

 

通過實驗發現，在污水廠受到高負荷進水影響時，合理地增加回流比及適當地減少進水量對系統的恢復有較大的影響。

 

具體表現為，在水質沖擊時，水量控制為日常進水量的2/3，同時增加回流比到150%，更易于調控，且系統恢復效果較為顯著。

 

值得大家共同關注的是，目前很多進入污水廠的管網路線仍為老舊市政管線，管線冗長復雜，有些管線走向不是十分明確。

 

所以，有時受到沖擊時，無法快速地判斷，無法準確地對水源做出定位。

  水質、水質分析