寒冷地区城市污水处理厂设计运行探讨

5、问题分析

5.1设计规模

×××污水处理厂设计规模2×104 m3/d，目前实际处理水量1.5×104~1.6×104  m3/d，实际规模与原设计略有出入，这是我国目前污水处理厂普遍存在的问题。设计规模偏大，导致设备与运行状态不符，运行控制状态调整困难，由此产生出水水质超标，同时造成水处理成本增加。

5.2污水水质

国家标准《室外排水设计规范》GBJ14-87(2005年版)中，建议对城市污水处理厂的设计水质需要进行调查，然后确定进水水质。然而，有关的调查方法，取得的数据处理等则未作规定。由于缺乏水质监测数据和有效的数据处理方法，目前己建成的部分城市污水处理厂实际进水水质与设计水质存在较大差异，严重影响了城市污水处理厂的运行。

×××污水处理厂设计水质偏高，目前实际进水水质约为设计水质的一半左右，原设计进水水质确定方法需要进一步探讨，对当地城市污水水质状况缺乏详细调查，紧紧依靠吉林当地同类污水处理厂的设计水质来确定设计水质，由此造成设计偏差，从而导致污水处理厂建成后，进水负荷不足，造成一定的投资浪费，并造成实际运行的困难。

5.3 运行管理

由于原设计水量水质与实际状态不一致，需要根据实际状况调整运行策略，从而保证出水水质达标，避免造成运行成本过高。

CAST生物反应池是污水二级处理的核心，采用4系并联运行，CAST工艺具有一定的灵活性，可以根据水质水量变化调整运行的个数以及各个反应时段的时间，从而达到最佳运行状态。目前×××污水处理厂按照原设计控制方案运行，造成处理负荷过低，难以维持较高的活性污泥量，同时导致运行费用过高。

吉林地区冬季最冷月气温可降至-20~-30℃，在常温条件下培养的污泥随着水温的降低，需要进行微生物的种属筛选和淘汰，逐步适应了低温的自然环境，建立了新的生物平衡关系。当温度在10℃时，保持较稳定的低温运转，经过一段时间，污水温度与微生物建立稳定的平衡关系后，处理效果可接近正常温度的水平。

目前×××污水处理厂紧紧经过一个冬季的考验，去年冬季开始调试，缺乏冬季运行的经验。

6、技术调整方案

针对×××污水处理厂现状，从输水管网、进水水质、控制策略、冬季保温等方面提出以下技术调整改造方案。

6.1污水收集

2010年×××市总人口67万人，其中城镇人口21万人。由于当地经济发展水平限制，污水管网雨污混接是突出的问题。雨污分流系统改造不到位，雨污混流、地下水渗入以及河水倒灌等问题导致污水处理厂进水污染物浓度降低。

应按照“厂网并举、管网适度超前”的原则，采取一切必要措施，加快污水收集系统的建设进度，及时足量地将污染物收集到污水处理厂予以处理，充分发挥污水处理设施的污染物减排效益。

应加大对现有雨污合流系统的改造力度，尽量实现雨污分流，由于客观困难无法实现分流的区域应加大截留倍数，尽量提高污染物收集率，减少直接向水体溢流。另外，应强化对管网的养护管理，及时进行大修维护，防止污水大量外渗或地下水大量渗入。应在污水管网的安全溢流口设置逆止装置，防止河水大量倒灌进污水管网，降低污水处理效率。

6.2 低负荷运行策略

由于实际处理水量不足，约为设计的80%，进水COD约为设计的50%，目前

污水处理厂运行负荷不足原设计的一半，导致现有污水处理厂运行出现一定问题。

CAST中污泥浓度偏低主要是由于进水负荷太低造成的，在进水负荷不足，采用原设计的4池运行方式和曝气强度，必然导致活性污泥营养不足，产生自我消减，反硝化碳源不足，从而导致目前处理效果不加，特别是出水氨氮超标。同时浪费曝气的电耗。

CAST工艺运行具有一定的灵活性，根据目前水量水质现状，可以适当调整CAST工艺，采用2格或3格运行方式，达到微生物增殖的合适负荷，提高污泥浓度，并保证出水达标。

6.3 CAST运行周期

CAST运行一个周期包含进水、曝气、沉淀和滗水 4  个阶段，根据目前水量水质现状，污泥浓度、污泥龄以及污泥回流比等控制参数，可以适当调整每个周期和其中任何一个阶段时间，保证每个阶段达到最佳效果。

6.4 运行参数控制

冬季微生物的增殖缓慢，数量不高，消耗氧的数量少，冬季污水中原有少量热量经鼓风曝气会很快散发，使原本较低的进水温度降得更低，因此通过控制曝气量以减少曝气过程中对水的热量损失。另外可以提高污泥回流比，减少污泥排放，延长污泥龄，维持CAST中较高的污泥浓度。

6.5 耐冷菌驯化

×××地区进入秋季，气温就开始下降。在常温条件下培养的污泥随着水温的降低，需要进行微生物的种属筛选和淘汰，逐步适应了低温的自然环境，建立了新的生物平衡关系，保证冬季污水处理厂基本处于正常运行状态。

6.6 生物强化

生物强化处理工艺是指向生化处理系统中投加高效菌种或载体，以提高系统中的微生物活性或浓度、强化生化处理效果的一种有效手段。

冬季向系统投加在低温条件下仍可有效降解污染物的耐冷菌、经固定化处理的耐冷菌、遗传工程菌等，通过高效菌种的直接作用或共代谢作用实现对低温污水的强化处理。

二是向活性污泥曝气池中投加载体，以利于微生物附着生长并形成高效生物膜，利用悬浮生长的活性污泥和附着生长的生物膜共同承担去除低温污水中污染物的任务，提高反应池中生物量，防止污泥膨胀，改善泥水分离效果。投加的载

体可以选用聚氨酯泡沫、粉末活性炭、硅藻土以及铁盐等。

6.7 空气加热

冬季污水中原有少量热量经鼓风曝气会很快散发，使原本较低的进水温度降得更低，要提高鼓风机进风温度，该厂在风机一侧设空气预热室，将冷空气加热至8~10℃左右，再经风机加压升温。空气管道采用管廊形式，加盖保温处理，减少裸露空气管道的沿程热量损失。以提高曝气池水温，这样可使曝气池水温在最冷月份保持在8℃以上。

6.8 保温措施

北方污水处理厂通常需要采用池体半地下或全地下形式、池壁保温、池顶加盖等方式，保证污水冬季水温达到生化处理的基本温度要求。×××污水处理厂原设计在保温方面不足，地上式的建筑结构不利于保温，因此需要对整个污水处理厂露天构筑物进行保温处理。防止冬季池面结冰、池中水温过低，影响处理效果。

具体可采取如下措施：CAST池地面以上池壁保温，采用池外壁围厚10cm发泡保温板，外砌砖作围护结构。池面采用日光棚保温结构，在冬季雨雪时候防止进入池内，防止热量散失，冬季可以使池内温度提高约1℃。细格栅间、旋流沉砂池在室内，要保证室内采暖正常，减少热量散失。

7、结论

×××市污水处理厂为了实现全年稳定达标排放，需要完善设计中的不足，调整运行策略，进行必要的改造，提高管理水平等多方面综合考虑，最终实现污水处理厂的优化运行，保证出水稳定达标，节省运行费用。

延伸阅读：

【精品案例】某污水厂升级改造工程设计!