污水处理系列
随着城镇人口的增加、人们生活水平的提高以及污水管网的逐步完善，城镇污水处理需求持续增加，因此，近年来污水处理项目是市政行业实施体量较大的一类项目。但受到二级处理工艺条件限制，以及城镇进水浓度波动明显的影响，造成了城镇污水处理厂的处理效率和减排效益经常不及预期。
本文将简单介绍生活污水处理主要设施以及进水浓度对设施的影响。
一、污水处理工艺流程简介
根据污水处理进出水水质要求，污水处理工艺一般有A/O、A2/O等方式，并辅以MBR、次氯酸钠消毒或紫外线消毒等尾端处理工艺。
A2/O处理工艺流程
（一）物理处理
污水通过格栅进入污水处理厂之后，一般先采用物理方式处理污水，主要设施包括沉砂池、初沉池等。
沉砂池/初沉池整体较长，主要通过沉降的方式去除污水中的固体悬浮物。两者的区别在于，沉砂池主要通过自然沉降的方式去除大颗粒悬浮物，而初沉池则会加入絮凝剂，如PAC（聚合氯化铝）、PAM（聚丙烯酰胺）等，加速小颗粒悬浮物的沉降。同时，初沉池还可以通过加入酸性或碱性物质，使污水pH值达到6～9的范围。经过初沉池处理的污水，观感上基本清澈。同时，初沉池可起到调节池的作用，对水质起到一定程度的均质效果，减缓水质变化对后续处理系统的影响。
（二）化学处理
在对污水进行物理处置后，下一步则是需要对污水进行化学处理，使水质逐步达标。这个步骤主要涉及生化池、二沉池等。
（1）生化池
根据不同的处理工艺，生化池可以分为A级生化池、O级生化池。A/O处理工艺主要为厌氧池及好氧池，A2/O处理工艺主要为厌氧池、缺氧池及好氧池。
1）A级生化池
厌氧池是将污水进一步混合，充分利用池内高效生物弹性填料作为细菌载体，靠兼氧微生物将污水中难溶解有机物转化为可溶解性有机物，将大分子有机物水解成小分子有机物，以利于后道O级生物处理池进一步氧化分解，同时通过回流的硝炭氮在硝化菌的作用下，可进行部分硝化（NH4+→NO3-）和反硝化(NO3-→N2），去除氨氮，从而实现脱氮作用，同时由于脱氮时也消耗了污水中的有机物所以也降低了COD。
缺氧池是相对厌氧和好氧来讲，一般是指溶解氧控制在0.2mg/l～0.5mg/l之间的生化系统。与厌氧池相比，两者相同点是，都是缺氧的环境，以厌氧和兼氧菌为主。不同点是，他们发挥的作用不同，厌氧池是控制在厌氧的水解酸化阶段，将大分子的物质分解成小分子物质，提高废水的可生化性，便于后续工艺的处理；缺氧池的作用是在去氨氮过程中提供反硝化等作用，并作为好氧池的过渡阶段。
2）O级生化池
前一段在较高的有机负荷下，通过附着于填料上的大量不同种属的微生物群落共同参与下的生化降解和吸附作用，去除污水中的各种有机物质，使污水中的有机物含量（如磷等）大幅度降低。后段在有机负荷较低的情况下，通过硝化菌的作用，在氧量充足的条件下降解污水中的氨氮，同时也使污水中的COD值降低到更低的水平，使污水得以净化。
（2）二沉池
在进行生化处理后，一般会设置一个二沉池，效果与初沉池类似，也是为了在进行生化处理后，使产生的污泥在下一步处理环节前沉淀，确保后续流程的正常进行。沉淀下来的污泥通过池底的排泥管送到储泥池等设备。
二、进水浓度对项目设施的影响分析
活性污泥法处理污水中有机物的关键在于生化池内微生物对有机物的分解、硝化、反硝化等过程，使有机物从大分子变成小分子，再从小分子转变为氨气等物质，从污水中去除，最终达到污水处理的效果，其中关键在于微生物的活性，而污水中有机物的浓度高低对于微生物的生存影响至关重要。对于污水中有机物过高或者过低的范围界定，虽然有报道称超出或低于设计标准20%视为过高或者过低，但目前暂无明确的规定，具体还需要根据污水浓度对不同污水处理厂产生影响而定。
（一）进水浓度过高对项目设施的影响
（1）影响分析
污水处理厂建设完成，污泥处理负荷（指单位质量的活性污泥在单位时间内所去除的污染物的量）是一定的，同时出水水质一般是基于进水水质及自身工艺处理能力确定，如果进水水质污染浓度超出设计标准过多，超出污泥处理负荷，出水水质就难以达到设计标准。高浓度废水还会造成生化池内耗氧量增加，供氧设备达不到氧气需求量后，可能会造成微生物缺氧，影响污水处理效果。同时，部分高浓度废水（如高盐废水）可能还会在微生物的细胞内外形成浓度差，造成反向的渗透压使微生物体内水分向外流失，最终导致微生物脱水而死，影响污水处理厂的运行。
（2）解决方式
①排污口预处理
对于可以预见有机物浓度大大超过污水处理厂设计进水标准的污水，可以在排污口前端设置预处理设施，由排污方先行对污水进行初步预处理再排放，使得污水在进入污水处理厂之前基本达到设计进水标准。
②厂内设置接纳点
在高浓度废水（如部分在居民区的小作坊产生的工业废水）水量较低的情况下，可以在污水处理厂处理前端建设调节水池，让高浓度废水首先进入到调节池内，需要进行酸碱调节的先进行调节，高浓度的有机废水要进行厌氧发酵以后，降低有机负荷再进入到系统。需要用微生物进行预处理的，可以把剩余活性污泥引入到调节池内，进行酸化等预处理工序，通过这样的方式来保证高浓度废水不影响生物系统。
（二）进水浓度过低对项目设施的影响
（1）影响分析
生化池内微生物碳源主要来源于污水中的有机物，处理系统长期在低负荷状态下运行，无法为微生物提供足够的养分，微生物的活性降低，污水中有机物无法得到有效处理，易造成出水水质不达标和能源的浪费，同时还可能会导致处理系统运行启动耗时长、过量曝气影响处理效果、除磷效果降低、脱氮效果低下、COD去除效果降低等，对污水处理厂的长期运行产生较大影响，同时，也会造成人力、财力等的浪费。
（2）解决方式
①投加碳源
通过投加碳源的方式，为生化池内的微生物提供养分。该种方式能够直观的缓解或解决由于污水中有机物浓度降低导致微生物养分不足带来的影响，但会导致运行成本的上升，对于污水处理厂的长期运行也会产生较大的压力。
②雨污分流
由于雨污水混流导致污水进水浓度较低的地区，可以考虑设置雨污分流管道，即生活污水、雨水排口分别单独设置。生活污水不经过预处理直接排放至市政管网中，同时，对污水管道中的COD进行实时监测，确保进入污水处理厂的污水达到设计标准。
③提倡节约用水
加大节约用水宣传力度，有效控制生活用水量，提倡生活用水的重复利用；大力推行普及节水型卫生器具的运用，在政策上采取阶梯水价的方式合理控制生活用水量；通过以上措施在排水主要源头上减少污水量排放，提高生活污水浓度。
三、总结
实操中由于进水浓度不符合设计标准导致出水浓度过高或影响工艺设施的案例不在少数。对于污水处理厂而言，进水浓度过高或过低都会造成不良的影响，发现产生该种情况的原因，再到如何去减小由此造成的影响，可能是污水处理厂运营过程中需要长期去进行研究思考的问题。
