污水处理工艺基础知识及现场管理指南

污水处理工艺基础知识及现场管理指南随着城市化进程加快与工业发展，污水排放量持续增长，污水处理作为水环境保护的核心环节，其工艺选择与现场管理水平直接决定处理效率与出水质量。本文系统梳理污水处理工艺核心知识，结合现场管理实践经验，为从业者提供兼具理论深度与实操价值的参考指南。一、污水处理工艺基础知识（一）核心概念与水质指标污水处理旨在通过物理、化学、生物手段，去除污水中污染物（有机物、无机物、微生物等），使出水满足排放标准或回用要求。关键水质指标包括：化学需氧量（COD）：反映水体中还原性物质（多为有机物）的总量，是污染负荷核心指标；生化需氧量（BOD）：体现微生物可降解有机物的量，BOD/COD＞0.3时宜采用生物处理；悬浮物（SS）：水中不溶性固体颗粒，直接影响出水清澈度；氨氮、总磷：引发水体富营养化的关键因子，需通过生物或化学法去除。根据处理深度，工艺分为三级：一级处理（格栅、沉淀，去除SS与部分有机物）、二级处理（生物法为主，去除BOD、COD及氮磷）、三级处理（深度处理，如过滤、消毒，满足回用或严格排放标准）。（二）主流处理工艺原理与应用1.物理处理工艺依托重力、筛滤、吸附等物理作用分离污染物，典型工艺：格栅：通过机械或人工拦截，去除粒径＞5mm的悬浮物（如树枝、塑料），保护后续设备；沉淀池：利用重力沉降分离SS，分为初沉池（预处理）、二沉池（生物处理后固液分离）；过滤：通过砂滤、膜过滤等截留微小悬浮物，常用于深度处理（如MBR的膜组件）。适用场景：预处理环节（去除大颗粒）、深度处理（提升出水清澈度）。2.化学处理工艺通过化学反应改变污染物形态或性质，典型工艺：混凝沉淀：投加PAC、PAM等药剂，使胶体颗粒凝聚成大絮体后沉淀，高效去除SS与胶体态有机物；化学氧化：采用臭氧、次氯酸钠等氧化剂，降解难生物降解有机物（如印染废水脱色）；化学除磷：投加FeCl₃、Ca(OH)₂，与磷酸盐生成难溶盐沉淀，补充生物除磷不足。适用场景：高SS、高色度工业废水（如电镀、印染），或生物处理后深度除磷。3.生物处理工艺利用微生物代谢作用分解有机物、转化氮磷，是二级处理核心，主流技术：活性污泥法：通过曝气供氧，使好氧微生物（活性污泥）吸附降解有机物，经典工艺如A/O（同步脱氮）、A²/O（同步脱氮除磷）。需控制污泥浓度（MLSS2-4g/L）、溶解氧（DO2-4mg/L）、污泥龄（5-15d）等参数；生物膜法：微生物附着于填料形成生物膜，通过吸附-代谢去除污染物，如生物接触氧化池（耐冲击、占地小，适用于中小规模污水）、生物滤池（处理负荷低，宜用于低浓度污水）；膜生物反应器（MBR）：将生物处理与膜分离结合，膜组件（中空纤维膜）替代二沉池，出水SS接近0，污泥龄长（利于硝化菌增殖），但需控制膜污染（定期反洗、化学清洗）；厌氧生物处理：在无氧环境下，厌氧菌将有机物分解为甲烷与CO₂，适用于高浓度有机废水（如brewery废水），典型工艺如UASB（升流式厌氧污泥床，污泥浓度高、负荷大）。工艺选择逻辑：市政污水优先生物法（A/O、氧化沟）；工业废水需结合水质（如高COD废水先厌氧+好氧，含毒废水需预处理）。二、污水处理现场管理指南（一）运行管理：参数控制与异常处置1.工艺参数精细化控制活性污泥系统：监控MLSS（避免过低导致处理效率下降、过高引发污泥膨胀）、DO（曝气池前端DO0.5-1mg/L，后端2-3mg/L）、污泥沉降比（SV30，宜20-30%）；MBR系统：控制膜通量（避免超设计通量引发不可逆污染）、曝气强度（膜面冲刷，防止污泥附着）；厌氧系统：稳定进水pH（6.5-7.5）、温度（中温厌氧30-35℃），避免冲击负荷。2.运行记录与趋势分析建立三级记录体系：水质检测记录（每日COD、BOD、氨氮）、设备运行记录（风机、泵的启停时间、电流）、操作日志（加药量、排泥量）。通过趋势图分析参数变化（如COD去除率持续下降，需排查生物系统活性）。3.异常情况处置污泥膨胀：若SV30＞50%、SVI＞150，可能因丝状菌过度繁殖（低DO、高负荷）。处置措施：提升DO、投加絮凝剂（如PAC）、调整进水负荷；膜污染：出水通量下降时，先进行在线反洗（清水或空气冲刷），若无效则化学清洗（柠檬酸洗无机污染，NaOH+次氯酸钠洗有机/生物污染）；进水超标：立即启动应急池暂存，调整工艺参数（如降低负荷、投加药剂），并追溯污染源。（二）设备维护：预防性管理与故障排查1.设备巡检与维护计划关键设备：风机（检查油位、振动、轴承温度，每周吹扫空气过滤器）、泵（监测流量、压力，每月检查密封、润滑）、格栅（每日清理栅渣，每周检查耙齿磨损）、膜组件（每月检测膜完整性，通过压力测试排查破损）；维护周期：按设备手册制定计划，如风机每季度换油，泵每半年拆检叶轮，膜组件每半年化学清洗。2.常见故障快速排查风机异响：可能因轴承损坏（听声音、测温度）、皮带打滑（调紧皮带）；泵不出水：检查进口堵塞（清理滤网）、叶轮气蚀（排气、检查吸程）；格栅卡阻：查看是否有杂物缠绕（停机清理）、电机过载（检查电流、调整负荷）。（三）水质监控：从检测到预警1.检测体系构建常规指标：每日检测COD、BOD、SS（手工法或便携式仪器），每周检测氨氮、总磷（分光光度法）；在线监测：关键节点（进水口、出水口）安装COD、氨氮在线仪，实时传输数据至中控室。2.数据应用与预警建立水质预警模型：当COD去除率＜70%、氨氮出水＞15mg/L时，触发预警，排查生物系统（如污泥活性、DO是否异常）。同时，定期与实验室数据比对，校准在线仪表。（四）安全管理：人员与系统防护1.人员安全规范防护装备：进入曝气池、厌氧罐需佩戴防毒面具（防H₂S、甲烷）、救生衣，操作化学品（如PAC、次氯酸钠）需戴耐酸碱手套、护目镜；操作规程：严禁单人下池作业，设备检修前断电挂牌，有限空间作业需通风、气体检测（O₂≥19.5%、H₂S＜10mg/m³）。2.系统安全管理电气安全：风机、泵等设备接地电阻≤4Ω，防爆区域（如厌氧区）使用防爆电器；化学品管理：PAC、NaOH等药剂单独存储，远离热源，设置泄漏应急池。（五）应急管理：预案与演练1.突发事故处置流程进水超标：启动应急池，切换至事故处理工艺（如投加药剂强化混凝）；设备故障：备用设备自动投用（如双泵一用一备），维修组2小时内到场排查；停电：关闭进水阀，启动柴油发电机维持关键设备（如搅拌、应急照明）运行。2.预案与演练每年修订应急预案，明确责任分工（如运行组、维修组、监测组），每半年开展演练（如进水含毒废水、膜组件破损事故），评估处置效率并优化流程。三、工艺优化与管理提升建议1.工艺适配性评估：每季度分析进水水质（如工业废水成分变化），评估现有工艺是否匹配，必要时升级（如增加预处理单元、更换膜组件）；2.节能降耗：优化曝气系统（采用变频风机，根据DO自动调节）、回收