暴雨天氣來(lái)臨時(shí)對(duì)污水處理運(yùn)行的建議措施
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目前,全國(guó)范圍內(nèi)暴雨天氣頻繁發(fā)生,對(duì)城市污水處理系統(tǒng)和工廠內(nèi)污水處理系統(tǒng)的生化段運(yùn)行均造成很大的影響。一般來(lái)說(shuō),城市內(nèi)部均做好了雨污分流的處理,雨水管路和污水管路相互并沒有影響,但是雨水管道設(shè)計(jì)的時(shí)候?qū)τ诙虝r(shí)強(qiáng)降雨的瞬時(shí)降雨量預(yù)估可能不及預(yù)期,加上最近氣候狀況變化多端,這就造成了城市內(nèi)澇的可能性,同時(shí),因?yàn)閺S區(qū)可能用到絮凝劑等化學(xué)藥劑等因素,污水處理廠一般會(huì)將廠區(qū)內(nèi)部的雨水收集進(jìn)污水處理系統(tǒng),這就直接造成了進(jìn)水水量大幅度增加。雨水的大量混入也會(huì)造成進(jìn)水的有機(jī)負(fù)荷濃度大幅度降低,從而造成污泥濃度降低,污泥上浮等狀況。
污水處理系統(tǒng)運(yùn)行的兩點(diǎn)建議:
(針對(duì)強(qiáng)降雨天氣)
1、暴雨天氣來(lái)臨時(shí),可迅速將污水處理系統(tǒng)的進(jìn)水關(guān)閉,防止雨水給系統(tǒng)帶來(lái)的沖擊,在短時(shí)強(qiáng)降雨期間(0-5h),回流系統(tǒng)(若有)可以關(guān)閉,好氧系統(tǒng)可以關(guān)閉風(fēng)機(jī)。
2、遇到長(zhǎng)期強(qiáng)烈降雨和洪澇災(zāi)害時(shí),建議將好氧和缺氧系統(tǒng)中的污水排空,后期重新啟動(dòng)培養(yǎng)生化系統(tǒng)即可。厭氧塔建議封閉進(jìn)出水,不開升溫系統(tǒng),這樣可以在災(zāi)后迅速恢復(fù)
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雨季污水處理廠運(yùn)營(yíng)建議
進(jìn)入夏季以后雨季來(lái)臨,大部分地區(qū)雨量增大,都在經(jīng)歷很大的降雨過(guò)程,在降雨期間,雨水的流向在國(guó)內(nèi) 的中小城鎮(zhèn)包括一些大城市的舊城區(qū)管網(wǎng)都是以雨污合流制為主,也就是說(shuō)這部分雨水會(huì)進(jìn)入 到城市下水管網(wǎng)里,由于雨污合流制管網(wǎng)的設(shè)計(jì)特殊性,對(duì)污水處理的終端一污水處理廠帶來(lái) 了很大的問(wèn)題。
一、合流制下的雨水對(duì)城鎮(zhèn)污水處理廠的影響:
1、雨水對(duì)進(jìn)水濃度的稀釋
北方中小城鎮(zhèn)的污水處理廠普遍規(guī)模設(shè)計(jì)較小,大多數(shù)為日處理量1萬(wàn)噸左右,小時(shí)進(jìn)水量大約 在4~500mA3,一般城鎮(zhèn)污水處理廠服務(wù)面積大約在10~15平方公里。北方城鎮(zhèn)的氣候條件是全 年降雨量集中在7~9月份,三個(gè)月的降雨量占到全年降雨量的一半以上,以華北區(qū)百年的年平均 降水量450mm計(jì)算(以下的計(jì)算以華北地區(qū)的中小城鎮(zhèn)為主),雨季降雨量在250mm左右,平均單月降雨量在80mm左右,以10平方公里的小城鎮(zhèn)匯水面積和降雨量:
可以計(jì)算雨季期間,單月匯流到中小城鎮(zhèn)污水處理廠的雨水量達(dá)到了800000m3, 80萬(wàn)噸的雨水 量除去下滲水量,綠化植被吸收水量,直接流入就進(jìn)河流的部分等,大約在50%的雨水量會(huì)流 入到污水廠內(nèi),這40萬(wàn)噸雨水量在雨季的單月都會(huì)流入到污水廠內(nèi)與生活污水混合處理。
一個(gè)小城鎮(zhèn)的日處理水量在1萬(wàn)噸,但是要混入40萬(wàn)噸雨水以后,平均日處理量達(dá)到了2.3萬(wàn) 噸,由于污水廠本身有20-30%的設(shè)計(jì)余量,實(shí)際進(jìn)入污水廠內(nèi)的為1.3萬(wàn)噸,其余的水量通過(guò) 溢流管溢流出廠外,如果沒有溢流管,這部分水量會(huì)在市政管網(wǎng)內(nèi)存貯,直到污水廠全部把這些滯留水量消化處理完。
從上面的分析數(shù)據(jù)可以看出,在雨季,北方小城鎮(zhèn)污水廠的進(jìn)水量有1~1.3倍的增加比例。因此 在雨季期間,旱季滿負(fù)荷運(yùn)行的北方城鎮(zhèn)的污水廠的進(jìn)水濃度有1?1.3倍的稀釋,有時(shí)甚至達(dá)到 2~3倍左右的稀釋程度。在這樣的稀釋作用下,進(jìn)水COD、BOD、氨氮,總磷等指標(biāo)都下降到 原來(lái)正常水質(zhì)的1/2到1/3左右。
降雨在類型上有短時(shí)間內(nèi)的強(qiáng)降雨和長(zhǎng)時(shí)間的弱降雨。由于城鎮(zhèn)管網(wǎng)本身的也有納蓄能力,短 期的強(qiáng)降雨也將在一段時(shí)間內(nèi)一直對(duì)進(jìn)水有較強(qiáng)的稀釋作用,而長(zhǎng)時(shí)間的弱降雨也將在很長(zhǎng)時(shí) 間內(nèi)影響和稀釋污水廠的進(jìn)水水質(zhì)。
2、進(jìn)水泥沙含量増加
北方城市普遍存在植被面積小,裸露地面較多,風(fēng)沙揚(yáng)塵較多的情況,在雨季期間雨水對(duì)于路 面上的塵土,裸露地面的泥沙都有強(qiáng)力的沖刷作用,降雨期間的雨水和污水量相互疊加下,管 網(wǎng)內(nèi)水量增大,流速加快,大部分泥沙、礫石都涌入到污水廠內(nèi)。
有些城鎮(zhèn)的污水管網(wǎng)有大量的截污干管,一般采取就近敷設(shè)在河道內(nèi),很多干管在雨季河道泄 洪期間,大量的山洪會(huì)涌入管網(wǎng)內(nèi)。極大的增加了污水內(nèi)的無(wú)機(jī)顆粒泥砂的含量,對(duì)污水廠造 成很大的無(wú)機(jī)負(fù)荷壓力。
3、污水廠水力負(fù)荷増加
小城鎮(zhèn)污水處理廠在曰常運(yùn)行中很少能夠滿負(fù)荷運(yùn)行,大部分在70~80%的負(fù)荷率運(yùn)行。在雨季期間,大量雨水進(jìn)入到廠區(qū)集水井內(nèi),達(dá)到溢流管口,污水廠內(nèi)的水位已經(jīng)達(dá)到超過(guò)設(shè)計(jì)進(jìn)水 量的標(biāo)準(zhǔn),水泵的凈揚(yáng)程縮小,流量增大,水泵的提升流量超過(guò)日常提升水量。同時(shí)很多污水處理廠也承擔(dān)了一部分的城市泄洪作用,在雨季期間需要開啟排洪,導(dǎo)致在雨季期間的實(shí)際進(jìn) 入到污水處理廠的雨污混合水量遠(yuǎn)超過(guò)日常進(jìn)水量。
在雨季期間的大進(jìn)水量,污水廠內(nèi)的各個(gè)處理構(gòu)筑物的實(shí)際停留時(shí)間縮短,水處理設(shè)施的水力 負(fù)荷增大到設(shè)計(jì)余量部分,污水廠處于超負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài)。
4、進(jìn)水水質(zhì)變化
一些相關(guān)研究表明道路雨水徑流中的污染物主要來(lái)源于輪胎磨損、防凍劑使用、車輛的泄漏、 殺蟲劑和肥料的使用、丟棄的廢物等。污染成分主要包括有機(jī)或無(wú)機(jī)化合物、氮、磷、金屬、 油類等。由于大量的雨水混入到污水內(nèi),對(duì)污水原有的水質(zhì)潔構(gòu)產(chǎn)生了很大的影響。城鎮(zhèn)雨水 的酸性水質(zhì),會(huì)改變進(jìn)水的PH值;由于雨水和部分河道的水涌入,夾雜了大量的空氣中的氧氣 進(jìn)入到污水內(nèi),會(huì)提高污水的D。值;空氣中的氮和氨氮在降雨過(guò)程中會(huì)溶解到雨水中,造成水質(zhì)的總氮氨氮升高;在雨水沖刷的道路路面,輪胎磨損造成的路面重金屬的沉積,也會(huì)進(jìn)入到 污水廠內(nèi),導(dǎo)致污水廠進(jìn)水的重金屬超標(biāo)。
二、暴雨污水處理廠的危害
1、進(jìn)水泥砂,懸浮雜質(zhì)過(guò)多,對(duì)預(yù)處理段造成很大壓力。
北方地區(qū)的道路兩側(cè)的雨水篦,雨水井長(zhǎng)期被清潔工掃入垃圾,或者被傾倒污水。在河流泄洪 時(shí),一些敷設(shè)在河流中的截污管道會(huì)涌入大量的樹枝、石塊、泥沙也涌入了污水管網(wǎng)內(nèi)。這些 在短時(shí)間內(nèi)雨水把這些雜物帶入到污水廠內(nèi),對(duì)預(yù)處理段造成很大壓力。
雨季期間,大量的污水?dāng)y帶大量雜物的撞擊作用下,預(yù)處理段的粗細(xì)格柵耙齒,柵條有很大損壞,一些大型的漂浮物會(huì)堵塞在格柵的下部傳動(dòng)輪上,使格柵傳動(dòng)脫位,不能工作;有些質(zhì)量 較大的漂浮物,會(huì)撞壞格柵的耙齒和柵條;大量的浮渣突然涌入,也會(huì)對(duì)格柵后的柵渣處理運(yùn) 輸設(shè)備造成運(yùn)行壓力,大量柵渣堆積,螺旋輸送機(jī)無(wú)法及時(shí)輸送到垃圾點(diǎn),造成柵渣大量堆 枳,甚至損壞格柵;有些大型的樹枝會(huì)打壞水泵葉輪;大量的河水泥砂會(huì)把除砂設(shè)施填滿或者 堵塞;在釆取超越預(yù)處理構(gòu)筑物以后的雨水中的朵質(zhì)會(huì)進(jìn)入到后續(xù)的處理構(gòu)筑物內(nèi),造成曝氣 池的泥砂淤積,二沉池虹吸管調(diào)節(jié)閥門的堵塞等等。
2、進(jìn)水濃度過(guò)低,微生物無(wú)法正常維持。
在雨水的稀釋作用下,進(jìn)水的有機(jī)物濃度下降到旱季的1/2到1/3,污水廠內(nèi)的微生物的營(yíng)養(yǎng)碳源 突然下降,導(dǎo)致活性污泥老化,整體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)大的改變,在原有的活性污泥濃度下,微生物得 不到食料保障,開始死亡,污泥濃度出現(xiàn)下降趨勢(shì)。在雨季雨水量豐沛時(shí),污水處理廠在一到 兩個(gè)月期間都被雨水稀釋,活性污泥系統(tǒng)怛期處于低濃度運(yùn)行狀況,無(wú)法維持原有的濃度。特 別是中小城鎮(zhèn)的曝氣機(jī)較少考慮變頻控制,無(wú)法調(diào)控曝氣量。在低進(jìn)水濃度,低污泥濃度情況 下,曝氣量維持高曝氣量,加速了活性污泥系統(tǒng)整體的老化速度,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致整個(gè)活性污泥 系統(tǒng)崩潰。
由于雨水的稀釋作用,生活污水中的膠體物質(zhì)被稀釋,構(gòu)成活性污泥絮凝體的膠體減少,導(dǎo)致 活性污泥解絮現(xiàn)象嚴(yán)重,污泥絮凝體在經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的雨水沖擊以后,會(huì)出現(xiàn)絮凝體變小,從 可見的顆粒狀的絮凝體解體到細(xì)碎的絮凝體,直至完全解體。曝氣池上泡沬由原有的土褐色的 生物泡沫,逐步轉(zhuǎn)變成培養(yǎng)初期的白色化學(xué)泡沫。整個(gè)活性污泥系統(tǒng)喪失生物處理能力。
3、水力負(fù)荷過(guò)高,對(duì)活性污泥系統(tǒng)沖擊很大。
在雨季期間,污水廠提升水量突然增大,提高了預(yù)處理段各個(gè)構(gòu)筑物的過(guò)水流速,特別是格柵 的過(guò)柵流速,高的過(guò)柵流速,導(dǎo)致一部分柵渣無(wú)法被格柵截留,流入到后續(xù)的處理構(gòu)筑物內(nèi), 造成后續(xù)設(shè)備的堵塞。
在生化處理段高的水力負(fù)荷,加快了污水在生化反應(yīng)池內(nèi)的流動(dòng)速度,縮短了污水和微生物的 接觸反應(yīng)時(shí)間,造成了污水處理的程度下降,處理效果變差。由于流速增加,活性污泥的絮凝 體收到了嚴(yán)重的沖擊破壞,大的絮凝體在大水流的沖擊作用下有解體現(xiàn)象,長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行會(huì)導(dǎo)致 活性污泥絮凝體受到?jīng)_擊解體。
在二沉池進(jìn)水負(fù)荷增加,沉淀時(shí)間縮短,解體的活性污泥沉降性能變,在二沉池內(nèi)沉降放緩, 但是水量增大,水流的擾動(dòng)性加強(qiáng),導(dǎo)致活性污泥在二沉池內(nèi)不能有效沉淀.隨上清液帶出二 沉池,進(jìn)入到后續(xù)處理環(huán)節(jié),也大大降低了生化池內(nèi)的活性污泥濃度。
大量的活性污泥和細(xì)碎的河沙進(jìn)入到深度處理環(huán)節(jié),加大了深度處理用藥量,過(guò)濾設(shè)備的固體 負(fù)荷和水力負(fù)荷雙重加大,過(guò)濾設(shè)備頻繁沖洗啟動(dòng),對(duì)設(shè)備的損壞極為嚴(yán)重。
雨季期間.設(shè)有初沉池的污水廠,初沉池積存大量的泥沙,大大增加了脫水機(jī)的運(yùn)行壓力,泥 沙也造成了污泥提升、脫水設(shè)備的磨損,同時(shí)由于大量泥沙進(jìn)入也改變了污泥性質(zhì),原有的脫 水藥劑也需要做相應(yīng)的調(diào)整,以滿足無(wú)機(jī)質(zhì)占主導(dǎo)的污泥的脫水要求,增加了運(yùn)行成本。
5、高氨氮,低PH、高DO對(duì)微生物生存環(huán)境造成影響和改變。
由于初期雨水的對(duì)城鎮(zhèn)環(huán)境的沖洗作用,雨水中含有的各種有機(jī)污染物,和日常的生活污水的 有機(jī)污染物的成分和構(gòu)成比例不一致。活性污泥的生存環(huán)境發(fā)生了改變,微生物的架構(gòu)會(huì)發(fā)生 改變,在短期沖擊下,改變幅度不會(huì)太大,但是在長(zhǎng)期的沖擊下,很多微生物會(huì)出現(xiàn)與正常情 況下不同的狀態(tài),一些不常見特別的微生物會(huì)出現(xiàn),代表了水質(zhì)的變化,造成的微生物系統(tǒng)的 改變,比如有污水廠曾發(fā)現(xiàn)在長(zhǎng)期雨水的進(jìn)入下,會(huì)出現(xiàn)三肢輪蟲等。
6、出水水質(zhì)超標(biāo)。
受到?jīng)_擊的活性污泥系統(tǒng),高水力負(fù)荷的二沉池.深度處理段這些情況都造成了出水水質(zhì)可能 的超標(biāo)。特別是長(zhǎng)期進(jìn)水被稀釋的過(guò)低,會(huì)導(dǎo)致活性污泥系統(tǒng)崩潰,最終導(dǎo)致出水水質(zhì)超標(biāo)。暴雨期間,出水的SS極易超標(biāo)。雨水長(zhǎng)期稀樣下,由于進(jìn)水的有機(jī)物濃度被稀釋的很低,導(dǎo)致 碳源不足,出水超標(biāo)前期主要以氨氮,TP等營(yíng)養(yǎng)元素超標(biāo)為主,后期隨著整個(gè)活性污泥系統(tǒng)崩 潰,各項(xiàng)指標(biāo)全部超標(biāo)。
三、暴雨時(shí)污水處理廠工藝調(diào)整措施
總體來(lái)說(shuō)北方的雨季集中在2~3個(gè)月內(nèi),出現(xiàn)的各種情況以及后續(xù)的影響在3~4個(gè)月基本消除, 并恢復(fù)到正常水平,在這4個(gè)月期間,對(duì)污水處理廠內(nèi)的工藝要做好一系列的調(diào)整措施,在雨水 完全退去以后,工藝調(diào)整要恢夏到正常工藝。
1、預(yù)先調(diào)整。
由于雨季期間,進(jìn)水濃度下降,有機(jī)碳源減少,微生物的食料缺乏,微生物在此期間處于一個(gè) 饑餓和自我消化的階段,因此可以在雨季到來(lái)之前,采取適當(dāng)?shù)慕档臀勰酀舛?,使活性污泥?統(tǒng)在進(jìn)水水質(zhì)突然降低的情況下,收到的沖擊變小,整體的工藝可以平緩的渡過(guò)水質(zhì)波動(dòng)期。
2、控制進(jìn)水水量。
在雨季期間,要通過(guò)切換污水提升泵或者調(diào)小提升泵出水閥門,控制提升水量,使雨季的進(jìn)水 量與平時(shí)提升水量保持一致,多余水量通過(guò)溢流管路流出廠外。通過(guò)控制水量保證后續(xù)的構(gòu)筑 物在一個(gè)穩(wěn)定的水力負(fù)荷下運(yùn)行。要注意在雨季期間,由于集水井液位上升,水泵的提升能力 提高,在沒有變換水泵的情況下,原有水泵的提升能力也大于日常提升能力,因此要根據(jù)進(jìn)出 水流量計(jì)準(zhǔn)確進(jìn)行控制,保證提升水量與平時(shí)水量持平。
3、改變工藝路線。
由于進(jìn)水水質(zhì)被雨水稀釋,進(jìn)水濃度下降,在進(jìn)水量控制在正常水平的同時(shí),污染物的當(dāng)量減 少,生化處理段的有機(jī)負(fù)荷下降。在有初沉池的污水廠可以采取超越初沉池的工藝運(yùn)行路技, 減少預(yù)處理段沉淀作用對(duì)有機(jī)物的消減,保證生化段的有機(jī)碳源,滿足微生物的生長(zhǎng)需求。
受雨季影響的長(zhǎng)期進(jìn)水低的情況下,生化處理段并行的兩條處理線,可以關(guān)閉或者關(guān)小一條處 理線的進(jìn)水水量和回流污泥量,把全部或者3/4以上的水量和回流污泥進(jìn)入到一個(gè)生化線內(nèi),優(yōu) 先保證一條生化線的處理運(yùn)行水平,以及污泥濃度和微生物量,另一條線可以作為水力通過(guò)的 池體,這樣在進(jìn)水中雨水退去以后,以全進(jìn)水的一條線為主體,恢復(fù)生化系統(tǒng),調(diào)試恢復(fù)速度 會(huì)很快。
4、減少曝氣池溶解氧量。
在低濃度進(jìn)水和自然消解后的低濃度活性污泥的情況下,生化段的曝氣量要相應(yīng)的做出調(diào)整, 降低曝氣量。通過(guò)減少曝氣機(jī)的開啟臺(tái)數(shù)或者變頻調(diào)節(jié)、間歇曝氣等手段,減少生化段的曝氣 量。控制生化段的出水的DO在2mg/L左右,維持低濃度下的進(jìn)水的活性污泥不受到過(guò)氧曝氣的 加速老化.導(dǎo)致污泥解體或崩潰。
5、調(diào)整回流
在雨季期間,由于進(jìn)水的水質(zhì)發(fā)生改變,有機(jī)濃度降低,應(yīng)適當(dāng)調(diào)低外回流量,減緩活性污泥 回到曝氣池內(nèi)的老化速度。如果有內(nèi)回流系統(tǒng),也要調(diào)低內(nèi)回流系統(tǒng),因?yàn)橛晁械腄O較高, 進(jìn)入到厭氧區(qū)和缺氧區(qū)污水含氧量高于日常運(yùn)行的含氧量,同時(shí)由于碳源減少,反硝化段消耗 大量的碳源后,好氧段碳源下降,不足以維持好氧微生物的生長(zhǎng)、生存,導(dǎo)致活性污泥濃度下 降,甚至崩潰。
6、補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)。
雨季導(dǎo)致進(jìn)水濃度下降到原有濃度的1/3以下,并且持續(xù)兩周以上的時(shí)間時(shí),要考慮投加碳源, 來(lái)補(bǔ)充活性污泥系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)需求。在經(jīng)濟(jì)條件許可下,通用的可以考慮投加葡萄糖,甲醇,乙 醇,面粉等;經(jīng)濟(jì)條件差的情況下,可以考慮從城區(qū)的化糞池抽取糞便濃水,補(bǔ)充所需碳源。但是由于市政污水廠的規(guī)模都較大,碳源的補(bǔ)充量較大,費(fèi)用較高,K期依靠補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)運(yùn)行壓
7、重新培養(yǎng),恢復(fù)運(yùn)行。
北方地區(qū)近幾年來(lái),收到氣候條件變化的影響,全年降雨量有所增加,雨季的降雨量提高,合 流制的雨污管道系統(tǒng)對(duì)污水廠的運(yùn)行造成了更大的沖擊作用,可能通過(guò)上述一系列的調(diào)整,仍 舊無(wú)法保證活性污泥系統(tǒng)的平穩(wěn)度汛,最終活性污泥系統(tǒng)崩潰.出水水質(zhì)超標(biāo)。在雨季結(jié)束, 管網(wǎng)內(nèi)的雨水完全退去以后,重新培養(yǎng)活性污泥。
8、上報(bào)主管部門。
對(duì)于雨季對(duì)雨污合流管網(wǎng)污水廠造成影響和沖擊,以及進(jìn)出水的變化數(shù)據(jù),要做好進(jìn)水水質(zhì) 情況拍照,最后形成報(bào)告文件,及時(shí)匯報(bào)給上級(jí)主管部門。積極協(xié)調(diào)住建部門對(duì)管網(wǎng)的漏水點(diǎn) 排査,對(duì)環(huán)保監(jiān)察部門的現(xiàn)場(chǎng)檢査,積極配合,并講明情況,在短期無(wú)法解決的雨污合流體制下,保證正常穩(wěn)定的運(yùn)行。
每年夏季是傳統(tǒng)的雨季季節(jié),各地污水處理廠在雨季運(yùn)行期間,受到雨污合流的影響較大, 在短期內(nèi)很多城市雨污合流的現(xiàn)狀還是會(huì)維持著,因此作為運(yùn)營(yíng)管理人員還是要學(xué)會(huì)如何應(yīng)對(duì) 雨水的沖擊和工藝調(diào)整。