污水厂运行异常和生产事故频发的应对措施

污水厂运行异常和生产事故频发的应对措施

第一季度刚过，马上气温攀升、雷暴大雨等即将紧随而至，污水处理厂又要迎来全年最严峻的挑战 -- 5～8月运行异常事件和安全生产事故高发期。据不完全统计，该时期污水厂事故发生率较全年均值高出40%以上。另外，工艺波动、设备故障、生化系统崩溃等问题的数量也同比激增。如何破解季节性风险困局？如何预警排查和快速应对污水处理异常问题？如何保障污水厂安全生产？

一、进水异常的主要表现和应对方案

通常情况下，污水厂进水异常问题主要表现在BOD5超标、SS超标、磷超标、总氮超标、水污染浓度上升以及氨氮超标等方面。说的再具体点，可以概括为以下几点：

1.进水中的多项指标持续超标，其可生化系数、CODCr、BOD5、SS、TP等都远远高于正常范围。

2.进水中的含沙量增大，无机物成分增加，有机质含量降低，使得生物处理效果不理想。

3.进水水质浓度容易受到外界因子的影响，比如降水量，在降雨丰沛期，水质的浓度会降低，进水中的CODCr、氨氮会明显低于进水均值。

 

4.进水中的污泥负荷会增加，MLVSS、MLSS 以及脱水污泥会降低，有机质的含量也会低于正常值，污泥的沉降性能会降低，其设计负荷会增大，从而引发严重的水质异常问题。一旦受到进水冲击，我们可以采取以下两种工艺应急调整策略：

1、溶解氧调整策略

当进水受到高负荷冲击时，会导致溶解氧异常降低，此时可以通过多种途径来稳定系统防止出现水质波动，其中之一为及时加开风机，增加风量，使溶解氧迅速控制于较高水平，便于系统快速恢复。以某城市污水厂为例子，取该污水厂好氧池中的污泥，同时取进入污水厂管网中水质较差点位处的进水，与好氧池污泥按照1:1的形式进行混合于5L的实验桶中，设置三组实验，利用曝气装置将三组实验组的溶解氧分别控制于2mg/L，4mg/L，6mg/L，研究高负荷冲击时溶解氧的调整模式（2mg/L，4mg/L，6mg/L）对水质恢复的影响。通过实验可得，溶解氧控制浓度越高，越有利于氨氮的去除。当溶解氧控制大于4mg/L时，氨氮去除效果较好。值得一提的是，对该污水处理厂受高负荷进水冲击情况进行分析，在生化池系统恢复后，在保持第一阶段筛选出的溶解氧浓度情况下，持续1天后系统可进入稳定期运行。

2、回流比及水量调整策略

进水水质异常时，可加开回流稀释来水，降低水质异常对系统影响；同时加开回流可提高系统MLSS，提高系统抗冲击能力。需研究不同回流比条件下，应对高负荷水质冲击的效果。   

如果是高负荷冲击，可利用管网蓄水能力，减小进水量，延长系统停留时间，降低系统负荷，利于出水水质快速恢复；

如果是硝化抑制导致的污泥中毒，需提高水量，使问题水源快速通过系统，尽快将恢复后的来水引入系统。需研究不同冲击类型下，不同水量调整控制模式对系统的恢复影响。

通过实验发现，在污水厂受到高负荷进水影响时，合理地增加回流比及适当地减少进水量对系统的恢复有较大的影响。具体表现为，在水质冲击时，水量控制为日常进水量的2/3，同时增加回流比到150%，更易于调控且系统恢复效果较为显著。

 

二、工艺段常见安全隐患问题的预防、应对措施

（一）、雷电、暴雨、强风天气

1、可能产生的危害：

（1）、可能导致电缆沟浸水、反冲泵房侧面电缆槽喷水、电柜内防雷设备损坏起火、物体打击、触电事故；

（2）、常造成可燃气体放空管口或含油水处理单元因雷击、放电而发生着火、爆炸事故；

（3）、造成机电、动力、仪表、通讯、计量、控制系统等的损坏，造成设备故障、跳闸停运、误启动等问题，部分建筑物被台风损坏而带来人身伤害；

（4）、导致进水浓度低、进水泥沙杂质过多、水力负荷过高、进水水质变化等等情况发生，易造成水处理系统受冲击、活性污泥系统崩溃、出水水质超标等问题；

（5）、顶棚盖板吹脱、易坠设备吹落；电线、电线杆被吹断，导致突发故障停电；曝气机、泵站等污水处理设备损坏；玻璃破碎。

2.预防和应对措施：

（1）、当泵房等设施因雷电突然断电或设备发生重大事故时，及时处理，并及时向污水厂主管部门报告，不得擅自接通电源或修理设备。

（2）、进入汛期前，适当降低污泥浓度，使活性污泥系统在进水水质突然降低的情况下，受到的冲击变小，整体的工艺可以平缓地度过水质波动期。

（3）、雨季期间，通过切换污水提升泵或者调小提升泵出水阀门，控制提升水量，使雨季的进水量与平时提升水量持平，多余水量通过溢流管路流出厂外，通过控制水量保证后续的构筑物在一个稳定的水力负荷下运行。

（4）、遇到长期强烈降雨和洪涝灾害时，建议将好氧和缺氧系统中的污水排空，后期重新启动培养生化系统即可。厌氧塔建议封闭进出水，不开升温系统，这样可以在灾后迅速恢复。

（5）、提前对所有易坠物、现场控制柜、配电间门窗、临时用电线路、临时用电器等进行加固。

（6）、如果遇上强烈极端天气，工厂停产没有废水进入，污水厂得在生化系统部分补充C、N、P源。

 

（二）夏季高温天气

1.可能产生的危害：

（1）、高温天气下，氧不易溶解于水，因此，同样质量的空气转移到水中的溶解氧偏低，常造成供氧不足；

（2）、高温情况下，成层沉淀速度降低，二沉池易出现翻泥、浮泥现象，从而导致出水 SS升高；

（3）、水泵、风机、电子元器件、传感器、管线等机械设备往往过热快、散热慢，容易引发设备故障和问题，从而影响到工艺的正常运行；

（4）、当污水环境温度超过菌群最高生长温度时会破坏其活性，继而影响污水处理效果。例如，多数参与污水处理的中温菌会受到抑制，而不太具备净化效果的嗜热菌快速生长成为优势菌种，给污水后续处理带来困难；

（5）、高温期间，细菌的活性较为强烈，聚磷菌的生物聚磷速度也在加快，出水磷浓度很容易超标；

2.预防和应对措施：

（1）、高温前联合生产运行处结合往年设备状况，对厂区所有设备仪表进行拉网式排查，梳理出易损、带病、老旧、运行效率低下的设备，有计划进行维修更换。

（2）、高温期间，加强转动设备的巡回检查力度，做好机械设备的通风、降温、安全监管等工作，对设备散热有问题的及时加装轴流风机采取强制通风措施；及时更换和放掉转机设备的润滑油，发现异常及时处理。

（3）、想要降低好氧池温度，可以通过在前端安装冷却塔（降低进水温度）或对曝气主管道进行洒水（降低环境温度），以此来降低相关温度。处理水量不大的时候，还可考虑热交换器、投冰块等方法。

（4）、加强微生物镜检频率，一旦发现丝状菌有增加趋势，应及时调整工艺运行状态，或投加化学药剂以抑制丝状菌的过度增长，降低污泥膨胀的频率。

（5）、通过开大尾部曝气或者增开风机等手段，保证水中溶解氧浓度，必要时投加PAC等絮凝剂以改善污泥的沉淀性能。

（6）、污水处理运营人员在密闭、有限的空间作业，必须做好通风预处理措施。

（7）、加强防范易燃易爆物品，对变配电间、仓库、油库等易发生爆炸、火灾的区域进行自查自检，及时发现并处理隐患。对灭火器、消防栓等消防设施进行全面检查，确保正常使用功能。

二、工艺改造和运行优化方案和措施

通常来说，污水处理厂提质增效手段包括参数优化、工艺调整、运行管理、药剂更换等等。
1.预处理段，通常可以采用：

（1）、曝气沉砂池可以考虑延长池长，优化水力旋转效果，并合理选择提砂方式；

（2）、旋流沉砂池可以通过进水渠的水量波动自适应调节、搅拌器高度及搅拌角度的合理设计等克服其顶部低流速、底部高流速的不合理流场分布特征；

（3）、初沉池改造可以考虑其改为厌氧区或（预）缺氧区，增加生物反应池水力停留时间。

2. 生化段，通常可以采用：

（1）、通过原生化池扩建或者改造初沉池等方式，使待处理污水的碳氮比升高，具有较高的TN 去除效率，并且在设计改造成本上也有较大优势；

（2）、单元改造可选用新型工艺(如MBR或MBBR)，提高生化池内污泥浓度，降低污泥负荷。在优先保证厌、缺氧区容积的条件下，也可选择采用泥法-膜法联用的方式，通过充分利用两者的优势，来达到提标升级的目的；

3.深度处理段，通常可以采用：

（1）、对沉淀效果不理想的处理工艺，可考虑增建高密度沉淀池；

（2）、对过滤单元效果一般的处理工艺，可考虑反硝化深床滤池、曝气生物滤池等兼有过滤和生物脱氮功能，可对BOD5、SS、NH3-N、TN等具有较好的去除效果。

郝晓光老师认为，污水处理厂运行成本主要来源于动力成本、药剂成本和人工成本，可以通过系统运行优化、动力设备调控、药剂调配投加等手段，实现污水处理环节的节能降耗，降低污水厂成本控制。例如：

1.在提升输送系统环节：可以通过更换合适的水泵叶轮、加装变频器、根据集水池水位，流量变化合理控制泵机转速、重置水泵等措施，来保证污水提升泵始终处于高效区，减少能耗损失。

2.在鼓风曝气系统环节：可以通过新建项目风机优先选用高效节能型风机、合理布置曝气风机进出口管路、定期对水下曝气管路进行水垢清理等减少耗能。

3.在药剂投加环节：可以通过筛选最适碳源、优化絮凝剂投加方式和药剂投加点等方式。例如，AAO工艺中将碳源投加点从厌氧段进水口调整至缺氧段，并对其用量进行合理调节后，就减少了近50%的日均投加量，且各项水质参数均能达标。