污水處理系列
隨著城鎮人口的增加、人們生活水平的提高以及污水管網的逐步完善，城鎮污水處理需求持續增加，因此，近年來污水處理項目是市政行業實施體量較大的一類項目。但受到二級處理工藝條件限制，以及城鎮進水濃度波動明顯的影響，造成了城鎮污水處理廠的處理效率和減排效益經常不及預期。
本文將簡單介紹生活污水處理主要設施以及進水濃度對設施的影響。
一、污水處理工藝流程簡介
根據污水處理進出水水質要求，污水處理工藝一般有A/O、A2/O等方式，并輔以MBR、次氯酸鈉消毒或紫外線消毒等尾端處理工藝。
A2/O處理工藝流程
（一）物理處理
污水通過格柵進入污水處理廠之后，一般先采用物理方式處理污水，主要設施包括沉砂池、初沉池等。
沉砂池/初沉池整體較長，主要通過沉降的方式去除污水中的固體懸浮物。兩者的區別在于，沉砂池主要通過自然沉降的方式去除大顆粒懸浮物，而初沉池則會加入絮凝劑，如PAC（聚合氯化鋁）、PAM（聚丙烯酰胺）等，加速小顆粒懸浮物的沉降。同時，初沉池還可以通過加入酸性或堿性物質，使污水pH值達到6～9的范圍。經過初沉池處理的污水，觀感上基本清澈。同時，初沉池可起到調節池的作用，對水質起到一定程度的均質效果，減緩水質變化對后續處理系統的影響。
（二）化學處理
在對污水進行物理處置后，下一步則是需要對污水進行化學處理，使水質逐步達標。這個步驟主要涉及生化池、二沉池等。
（1）生化池
根據不同的處理工藝，生化池可以分為A級生化池、O級生化池。A/O處理工藝主要為厭氧池及好氧池，A2/O處理工藝主要為厭氧池、缺氧池及好氧池。
1）A級生化池
厭氧池是將污水進一步混合，充分利用池內高效生物彈性填料作為細菌載體，靠兼氧微生物將污水中難溶解有機物轉化為可溶解性有機物，將大分子有機物水解成小分子有機物，以利于后道O級生物處理池進一步氧化分解，同時通過回流的硝炭氮在硝化菌的作用下，可進行部分硝化（NH4+→NO3-）和反硝化(NO3-→N2），去除氨氮，從而實現脫氮作用，同時由于脫氮時也消耗了污水中的有機物所以也降低了COD。
缺氧池是相對厭氧和好氧來講，一般是指溶解氧控制在0.2mg/l～0.5mg/l之間的生化系統。與厭氧池相比，兩者相同點是，都是缺氧的環境，以厭氧和兼氧菌為主。不同點是，他們發揮的作用不同，厭氧池是控制在厭氧的水解酸化階段，將大分子的物質分解成小分子物質，提高廢水的可生化性，便于后續工藝的處理；缺氧池的作用是在去氨氮過程中提供反硝化等作用，并作為好氧池的過渡階段。
2）O級生化池
前一段在較高的有機負荷下，通過附著于填料上的大量不同種屬的微生物群落共同參與下的生化降解和吸附作用，去除污水中的各種有機物質，使污水中的有機物含量（如磷等）大幅度降低。后段在有機負荷較低的情況下，通過硝化菌的作用，在氧量充足的條件下降解污水中的氨氮，同時也使污水中的COD值降低到更低的水平，使污水得以凈化。
（2）二沉池
在進行生化處理后，一般會設置一個二沉池，效果與初沉池類似，也是為了在進行生化處理后，使產生的污泥在下一步處理環節前沉淀，確保后續流程的正常進行。沉淀下來的污泥通過池底的排泥管送到儲泥池等設備。
二、進水濃度對項目設施的影響分析
活性污泥法處理污水中有機物的關鍵在于生化池內微生物對有機物的分解、硝化、反硝化等過程，使有機物從大分子變成小分子，再從小分子轉變為氨氣等物質，從污水中去除，最終達到污水處理的效果，其中關鍵在于微生物的活性，而污水中有機物的濃度高低對于微生物的生存影響至關重要。對于污水中有機物過高或者過低的范圍界定，雖然有報道稱超出或低于設計標準20%視為過高或者過低，但目前暫無明確的規定，具體還需要根據污水濃度對不同污水處理廠產生影響而定。
（一）進水濃度過高對項目設施的影響
（1）影響分析
污水處理廠建設完成，污泥處理負荷（指單位質量的活性污泥在單位時間內所去除的污染物的量）是一定的，同時出水水質一般是基于進水水質及自身工藝處理能力確定，如果進水水質污染濃度超出設計標準過多，超出污泥處理負荷，出水水質就難以達到設計標準。高濃度廢水還會造成生化池內耗氧量增加，供氧設備達不到氧氣需求量后，可能會造成微生物缺氧，影響污水處理效果。同時，部分高濃度廢水（如高鹽廢水）可能還會在微生物的細胞內外形成濃度差，造成反向的滲透壓使微生物體內水分向外流失，最終導致微生物脫水而死，影響污水處理廠的運行。
（2）解決方式
①排污口預處理
對于可以預見有機物濃度大大超過污水處理廠設計進水標準的污水，可以在排污口前端設置預處理設施，由排污方先行對污水進行初步預處理再排放，使得污水在進入污水處理廠之前基本達到設計進水標準。
②廠內設置接納點
在高濃度廢水（如部分在居民區的小作坊產生的工業廢水）水量較低的情況下，可以在污水處理廠處理前端建設調節水池，讓高濃度廢水首先進入到調節池內，需要進行酸堿調節的先進行調節，高濃度的有機廢水要進行厭氧發酵以后，降低有機負荷再進入到系統。需要用微生物進行預處理的，可以把剩余活性污泥引入到調節池內，進行酸化等預處理工序，通過這樣的方式來保證高濃度廢水不影響生物系統。
（二）進水濃度過低對項目設施的影響
（1）影響分析
生化池內微生物碳源主要來源于污水中的有機物，處理系統長期在低負荷狀態下運行，無法為微生物提供足夠的養分，微生物的活性降低，污水中有機物無法得到有效處理，易造成出水水質不達標和能源的浪費，同時還可能會導致處理系統運行啟動耗時長、過量曝氣影響處理效果、除磷效果降低、脫氮效果低下、COD去除效果降低等，對污水處理廠的長期運行產生較大影響，同時，也會造成人力、財力等的浪費。
（2）解決方式
①投加碳源
通過投加碳源的方式，為生化池內的微生物提供養分。該種方式能夠直觀的緩解或解決由于污水中有機物濃度降低導致微生物養分不足帶來的影響，但會導致運行成本的上升，對于污水處理廠的長期運行也會產生較大的壓力。
②雨污分流
由于雨污水混流導致污水進水濃度較低的地區，可以考慮設置雨污分流管道，即生活污水、雨水排口分別單獨設置。生活污水不經過預處理直接排放至市政管網中，同時，對污水管道中的COD進行實時監測，確保進入污水處理廠的污水達到設計標準。
③提倡節約用水
加大節約用水宣傳力度，有效控制生活用水量，提倡生活用水的重復利用；大力推行普及節水型衛生器具的運用，在政策上采取階梯水價的方式合理控制生活用水量；通過以上措施在排水主要源頭上減少污水量排放，提高生活污水濃度。
三、總結
實操中由于進水濃度不符合設計標準導致出水濃度過高或影響工藝設施的案例不在少數。對于污水處理廠而言，進水濃度過高或過低都會造成不良的影響，發現產生該種情況的原因，再到如何去減小由此造成的影響，可能是污水處理廠運營過程中需要長期去進行研究思考的問題。
