调试运管实战：流程图分析应用于污水厂工艺管理

查看全部 · 发表于 2021-4-16 08:11:20

在污水处理厂中，越来越多的运行管理人员都意识到了污水处理管理的难度，认识和了解污水处理过程中的复杂性，这也是我们污水厂的管理人员在这个行业获得提升的必要途径。随着国家对污水厂的监管力度越来越大，现在的阶段可以说是污水厂管理提升的一个关键时刻。多年从事污水厂管理的经验丰富的运行人员都能够很深刻的体会到，污水厂的运营管理提升，特别是在涉及活性污泥工艺的内容方面，可以说是一项异常艰巨而宏大的任务。

在一个污水厂中，为了使更多的运行人员理解并学会管理污水厂的工艺运行，通常我们管理人员会对员工进行各种各样的培训和学习。对于污水厂的新员工或者之前没有深入学习的老的污水厂的运行员工来说，污水学习过程面临着很多的培训选择，这些培训来自于各种各样的培训结构，各种各样的培训书籍，各种各样的所谓的发证机构，这些机构和培训都在标榜和炫耀自己的正规和权威性。这些培训一般都采取了多种形式，通常会围绕函授课程，短期的课堂教学，研讨会和交流会等形式来进行。

这些培训方式提供了各种污水处理的过程控制理论，包括各种令人困惑的理论术语，大量的英文首字母各种词汇，甚至包括偶尔相互矛盾的内容。污水厂的接受培训的人员，在没有通过系统的专业的学习，是很容易受到这种混乱的培训或者学习内容的影响，更加难以全面了解这些片面的知识点，至于这些知识点如何正确的组合在一起，就更没有一个系统的思路了。就像拿到一份打乱成碎片的拼图，但是没有一个正确的思路和方式把这些内容组合成完整的图像。

这样的培训机构往往提供了快速获取证书的模式，在短短几天内，通过缴纳一定的费用，简单的学习一些莫名的知识点，然后给学员一个加盖了所谓的高级培训机构名章的证书，来证明一个污水厂人员的能力。这种员工的培训通常是仅仅只是为了获得证书的培训，和运营管理人员以及员工的最初的意图：学习“如何”处理污水的目标，并没有任何有效改善和提高。

这种类型的证书把很多污水厂的运行员工的注意力集中在仅通过考试上，但是却使污水厂的运行员工失去了理解整个生物处理过程的复杂性概念。因此我们实际的运行管理人员应该寻找一种更好的方法来培训员工，关于各自污水厂内的工艺管理体系的问题。这种培训必须首先是结合各自污水厂本身的实际运行的情况，培训员工针对污水厂的运行管理内容，需要建立一种逻辑和简单的方法，可以为污水厂的运行员工提供常识性解释，从而减轻和规避对污水处理更广的边界知识的理解。污水厂的管理人员，应该建立一个适合本厂的运行管理知识体系，这个适合本厂运行的管理知识体系能够为本厂的运行人员，提供对活性污泥工艺中生物化学关系的基本了解，还应为运行人员提供可靠且简化的方法来对工艺进行故障排除。

污水厂在日常的运行中，会不断的出现各种工艺问题，这些工艺问题的解决往往让工艺运行人员头疼不已，解决某个工艺问题的期间，往往发现需要解决更多附带问题，解决到最后，才发现问题的根源在另一个环节，这就是污水处理系统的特性，只有通过更系统更全面的分析问题，才能解决某一个看起来很孤立的问题，也才能减少我们工艺管理人员的无谓的付出和劳动。但是不是每个工艺人员都能具备全面的系统分析问题的能力，我们该如何进行问题的分析和研究，来改善我们现在针对工艺问题时的盲目性呢？

在了解这个问题前，我们先来了解下什么是流程图：在计算机学科中，以特定的图形符号加上说明，表示算法的图，称为流程图或框图。流程图是流经一个系统的信息流、观点流或部件流的图形代表。在企业中，流程图主要用来说明某一过程。这种过程既可以是生产线上的工艺流程，也可以是完成一项任务必需的管理过程。流程图是揭示和掌握封闭系统运动状况的有效方式。作为诊断工具，它能够辅助决策制定，让管理者清楚地知道，问题可能出在什么地方，从而确定出可供选择的行动方案。流程图有时也称作输入-输出图。该图直观地描述一个工作过程的具体步骤。流程图对准确了解事情是如何进行的，以及决定应如何改进过程极有帮助。流程图可以清楚地描述整个工作过程的顺序。

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本期开始将把流程图的分析方法引入到污水处理的工艺故障问题的分析中来，利用流程图为一个个污水厂的工艺故障问题建立起各自的分析框架，工艺人员通过对还是不对来分析和判断现场的各种可能的原因，同时在分析框架中把污水的基础知识整合在框架内，每一步的流程都有一定的基础知识和故障排除方法作为步骤执行的途径，通过这样的模块化的框架分析判断污水厂的故障因素，把一些复杂的计算和理论简化到判断过程中。这样可以使运行人员轻松了解工艺操作和故障排除过程中的活性污泥的基础知识，而不需要用昂贵的实验室设备，复杂公式，或者记忆各种过程控制方法，来进行知识结构的提升。

我们做工艺管理人员一定要遵从对污水厂内的技术知识的传播，不要把知识包装强化成高精尖的科技感十足的内容，而是要简化污水处理系统知识，要学会利用工艺运行人员已经熟悉的一些概念，操作手段等，用更加直接和简便的，更符合逻辑关系的方式来组织这些内容，最终实现污水厂的运行人员对故障问题的系统化解决方案的实施。

在污水处理厂中，由于总氮总磷的监控以后，污水厂的管理都提升了很多，可以说在之前的氨氮超标是一个已经不算是问题的现象了，各个污水厂基本都具备了氨氮超标后的解决方案，也在实践中不断地优化了氨氮超标的工艺方案。由于氨氮超标的解决方案基本在各个厂内都已经具备，大家都有很多现场的解决经验，因此公众号希望通过列举这个氨氮超标的解决流程来和大家沟通一下污水厂氨氮超标之后的调整思路。也希望大家能结合这个流程方案，整合到各自污水厂中的氨氮超标的解决方案中去，通过这样的流程，使更多的工艺运行人员分析和管理污水厂的工艺运行。

我们先来看一下这张流程图的样子，当遇到氨氮超标的问题时，需要解决的现场问题很多，很杂乱地时候。现场的运行人员需要一个明确的工艺指示，但是我们经常没有一个准确的全面的现场运行资料的分析，因此我们对现场运行人员需要制作一个分析判断的流程图。一步步引导现场人员对氨氮超标的问题进行分析和调整，直到氨氮调整问题。根据这个思路，制作出这样一个流程图，这是一个通过“是”与“否”的回答来指导运行人员判断下一步工艺操作的流程分析图。

这种流程分析图最大的优势在于每一个层面都是简单的是否回答，这样工艺人员就能很快的分析下去，直到找到问题根源。在这个流程图中每一个流程判断都附有详细的说明和解释，作为一个流程图的辅助说明备查手册，附带在流程图后，方便运行人员阅读学习，直到最终掌握和领会应用。

但是我们也要清楚，污水厂的情况千差万别，公众号只是引用了氨氮超标的一个分析例子，不是作为标准流程进行推广的，如果大家感兴趣，可以根据这个流程图，结合本厂的实际，进行修订，制作一套适合本厂运行的工艺运行异常的检测流程，这样就能更好的使运行人员进行现场的工艺管理。

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这就是一个判断氨氮超标的流程图，其中每一个框图代表了每一个检查内容，从接到氨氮超标的信息开始，我们进入到工艺检查流程，也就是黄色的检查框开始，由于常规的深度处理部分（加药，混凝沉淀，过滤）一般只是对SS和总磷有一定的处理效果，因此我们主要从二沉池的出水氨氮开始检查起，检查二沉池出水氨氮是否超标，从这一点开始回答每个检查流程方框内的问题，回答“是”，我们就沿着绿色的箭头走向下一个流程框，回答“否”，就沿着红色的箭头走向下一个流程框。每个流程框内都有查阅的资料内容，我们把这些内容整合到一个个“速查n”的手册中去，这样我们就能一步步的根据速查的内容进行分析判断了。

下面就是流程方框一的速查1的内容：

速查1：

二沉池出水的氨氮<5 mg / L。在污水中的污染物质有含有碳（COD/BOD）的有机物和氨氮（NH3-N）形式的N类污染物，在污水厂中的曝气池内的细菌将这些污染物转化为自身繁殖所产生的新的细菌细胞物质所需（同化作用），还有就是通过氧化作用生成了CO2和硝酸根（NO3-）形式，从而防止进入污水厂的内的污染物质流出到自然水体中。曝气池中的硝化细菌将进入的氨氮转化为称为硝酸盐（NO3-）的氮。这些硝化细菌对生长的环境条件非常敏感。

由于这种敏感性，监测污水厂内的氨转化就为污水厂氮的去除提供了一个“早期警告”的指示，指示运行人员何时需要对工艺过程进行调整。在污水厂中的各种相关环境条件因素的变化，会限制硝化细菌将氨转化为硝酸盐，最终导致曝气池出水氨氮浓度增加，这表明曝气池的硝化作用受限，导致了二沉池中的氨氮超标。如果曝气池出水的氨氮浓度<5 mg / L，则认为两种主要污染物（COD/BOD和NH3）都已成功转化，所以曝气池的出水达标的情况下，二沉池的出水也就达标，既氨氮<5mg/ L。

所以从上面的分析来看，曝气池内的生物硝化过程必须先完成。从运行角度来说，曝气池的出水指标，始终是活性污泥系统故障排除过程中的第一个需要检测的项目。如果来自二沉池出水的氨氮浓度大于5mg / L，则表明曝气池硝化过程不完全，或在二沉池中的活性污泥分解中产生氨氮。在这个方框一中需要记住的是：氨氮仅在曝气池的好氧环境中转化为硝酸盐。

速查2：曝气出水氨氮：<5mg / L。

通过检测曝气池出水的氨氮来检查生化处理段的运行效果，当进水中的氨氮（NH3-N）在曝气池中得到充足的曝气后，在活性污泥中的硝化菌的作用下，氨氮会转化为硝酸盐（NO3-N）。如果曝气池内的硝化反应正常进行，那么曝气池出水中的氨氮应小于5mg /L，因此如果二沉池出水的氨氮> 5mg / L，确定出水超标的具体原因，首先测量曝气池出水中的氨氮，根据测定的氨氮出现的两种情况再进行下一步的分析：

第一种情况：如果曝气池出水中的氨氮> 5mg / L，那么说明氨氮超标的原因，也就是氨氮转化不完全的位置就在曝气池中。当出现这种情况，就要确定曝气池硝化反应不完全的原因，需要从曝气池收集数据以确定具体原因。

第二种情况：如果曝气池出水中的氨氮<5mg / L，但二沉池出水中的氨氮浓度> 5mg / L（图2），那么问题的来源（位置）就在二沉池中。这种情况氨氮在曝气池中被硝化菌已经转化成为硝酸根，但在二沉池中又再次升高。这就需要收集更多数据以确定二沉池中氨氮升高的具体原因。

从第二个框图我们能看到，出现问题的时候，重要的是首先确定氨氮具体升高的位置，然后根据升高的工艺环节，将工艺调整操作引导到活性污泥系统的特定处理单元，进而解决工艺问题。确定合理的工艺问题发生点，这一点在工艺调整中是非常重要的。对活性污泥处理进行故障排除的常见错误之一就是：当工艺问题位于另一个处理构筑物中时，但是却对处理系统的一个单元进行调整，往往造成工艺调整混乱和无效。

治污者说 · 发表于 2021-4-16 08:12:55

速查3：曝气池出水水温是否<10℃。

如果曝气池出水氨氮浓度>5mg/ L，说明曝气池内的微生物的生存环境条件，限制了硝化菌对污水中的氨氮转化为硝酸根。其中有一项，特别是北方地区的冬季需要重点考察的就是曝气池中的水温。水温是直接影响将氨转化为硝酸盐的硝化菌的生长速率的因素，当曝气池水温降至10℃以下时，硝化细菌的繁殖速度可能不足以维持足够的数量，无法将进入到曝气池内的污水中的的氨氮全部转化为硝酸盐。

在曝气池中，活性污泥中的细菌将污水中的有机物转化为曝气池中的新细菌细胞体的过程中，产生热量，这部分热量被传递到曝气池环境中，当进水中的有机物充足，活性污泥浓度足够，可以使水温通常保持在10℃以上，这也是为什么北方冬季的污水厂需要保持高浓度运行的原因之一。

但是很多污水厂存在进水量不足，有机负荷低，活性污泥的污泥浓度底，则细菌在繁殖过程中产生的热量较少，不足以提升曝气池的温度到10℃以上。另外，如果冬季污水厂的曝气量过大，超过进水中有机负荷所需的曝气量，这些过量的曝气生成气泡会把曝气池中的热释放较冷的环境空气中，从而导致热量损失。因此在低有机负荷系统，也就是进水量不足，进水浓度过低的过度曝气会导致曝气池水温降至10℃以下。

测量曝气池出水中的水温应结合测量曝气池的溶解氧一起进行，很多型号的便携式溶氧仪上都自带有温度显示，

比如溶解氧测量仪测量超过2mg / L的溶解氧（DO）和9.9℃的水温。在这种情况下，应减少曝气风机的曝气量，防止过量的曝气造成的热量损失，同时节省电费。一般来说，在曝气池出口检测的DO浓度为2 mg / L的情况下，就表明了曝气池内的溶解氧已经完全满足微生物对有机物转化降解能力的需求。因此在冬季，如果存在曝气过度降低水温，可以通过减少曝气运行时间来提升水温。

速查4：二沉池内污泥分解

活性污泥在二沉池中长时间停留会出现的活性污泥的分解现象，这种情况会造成氨氮的再释放。活性污泥中细菌的细胞由碳和氮和磷组成的，当活性污泥沉淀到二沉池底部，底部活性污泥中的好氧细菌在长时间没有氧气的环境中时，活性污泥中的厌氧细菌就会繁殖分解。当细菌分解时，它们将活性污泥的微生物体内的氨氮重新释放回二沉池的水中。如果测量二沉池出水中的氨氮含量高于曝气池出水，则二沉池中的活性污泥可能存在分解现象。而厌氧环境通常会造成活性污泥变成黑色；因此，要检查二沉池表面是否有黑色块状污泥上浮，以及二沉池底部污泥层中是否存在腐化污泥。

关于二沉池内氨氮超标的情况可能的原因有：

来源1：二沉池普遍装有浮渣挡板，在曝气池产生的生物泡沫进入到二沉池后，这些生物泡沫会随着水流扩散，积聚在二沉池浮渣挡板后面。当浮渣挡板泡沫聚集时间长后，这些生物泡沫就可能开始厌氧分解，并从分解中的细菌细胞中释放氨氮。由于二沉池本身的功能是泥水分离，而不是为去除氨氮而设计的，因此这部分释放的氨氮通过二沉池的上清液进入后续的流程。解决方案：清洁浮渣挡板区域内堆积的生物泡沫。

来源2：如果曝气池中的生物泡沫产生过多，生物泡沫最终覆盖整个二沉池表面。这些生物泡沫往往呈棕色，并且通常与曝气池中的活性污泥浓度和进水有机负荷（低F / M比）相关，二沉池大量出现生物泡沫堆积在表面时，就需要解决生物池内的问题了。

来源3：二沉池内随着污泥层深度的增加，污泥在二沉池中的停留时间会加长，活性污泥中的微生物更有可能分解并释放微生物体内氨氮。由于氨氮是可溶的，它将释放到二沉池水中并通过二沉池的溢流堰板流入到后续构筑物内。因此过长的污泥沉淀时间，导致二沉池底部的污泥层中出现深色或黑色的层面，是活性污泥中的氨释放的视觉标志。

速查5：总碱度<100 mg / L。

如果曝气池出水的氨氮浓度>5mg / L，则曝气池中还有可能存在限制进水完全转化的条件，使硝化菌无法正常进行硝化反应。曝气池内的硝化细菌在好氧条件下将污水厂进水中的氨氮（NH3-N）转化为曝气池中的硝酸盐氮（NO3-N）。在硝化菌将氨氮转化为硝酸盐的过程中，硝化细菌也会产生酸。如果在硝化反应中生成的酸积累的足够多，会把曝气池的pH将降低，如果降到很低以后，大量的酸会最终抑制硝化过程，导致硝化反应停止，造成曝气池出水氨氮超标。

由于生活污水厂的进水中一般都在6~8之间，并且会偏在碱性范围内，保持在7.5左右，这部分的PH值可作为硝化细菌在硝化过程中产生酸的缓冲剂。如果进水中有足够的碱度，曝气池内的pH值会保持在硝化细菌的反应向右进行的所需范围内，并完成转化。但是在运行中，如果有工业偷排的废水进入到污水厂内，这部分废水的氨氮浓度远远高于生活污水，或流入的废水的本身的PH值就很低，这两种情况都可能导致曝气池内的pH降低并抑制硝化过程，造成曝气池出水氨氮超标。

测量曝气池出水中的总碱度可以使用各种快速的检测仪，或者通过实验室做法来进行。一般情况下，当曝气池的总碱度> 100 mg / L时，氨氮的硝化过程不会受到曝气池内的碱度限制，这种情况下，我们要继续根据流程图的指向去分析氨氮超标的其他可能原因。如果曝气池总碱度<100 mg / L，就说明碱度是可能的主要限制因素。

当然对碱度的监测仅仅一次或每天同一时间测量，这种监测方式并不能准确的说明曝气池内的碱度变化，为了得出总碱度的真实变化曲线，需要在厂内进行一周中不同日子和一天内不同时间的总碱度测量。监测总碱度（注意这里是总碱度，而不是我们日常化验室所做的pH值）对于预防氨氮出水超薄情况至关重要。因为当硝化过程中消耗碱度时，曝气池内pH将迅速下降，但是一旦检测到PH下降，说明硝化产生的酸已经富集，硝化反应已经停止，因此在氨氮的硝化反应中，检测总碱度的意义大于检测PH值。

速查6：曝气池的热量损失。

减少曝气池的热量损失为了防止曝气池水温过低导致硝化反应受到抑制，从前面的分析中，可以知道生物池内的过量的曝气容易导致冬季水温的损失，因此曝气池内的曝气量与所接收的有机负荷应当相互匹配，北方地区的中小型污水厂还会受到季节性流量变化影响，在冬季可能会出现明显的进水水量的下降。

如果冬季的进水量严重减少，工艺的调整是利用系统设计的双线运行的灵活性，将单条曝气池从工艺线路中超越掉，以满足曝气量和有机负荷的匹配。注意不要添加有机碳源以增加有机负荷来维持所有的曝气池的投用，因为我们花钱购买了有机碳源来喂养活性污泥中的细菌，然后再花钱（曝气风机的电费，污泥脱水的药剂费，电费）将其从污水中去除，这种方式毫无经济性。

减少热量损失的措施１：要精确的统计计算冬季低温下运行的有机负荷，并根据实际的运行负荷，合理的调控曝气风机的开启，满足曝气量和有机负荷匹配。过量的曝气将会造成曝气池内活性污泥和较冷的环境空气加大接触，造成温度交换致使水温下降。同时也会浪费更多的电力，因此在冬季水量减少导致有机负荷下降的情况下，要减少曝气时间周期以防止过度曝气。

减少热量损失的措施２：加盖。当较冷的环境空气与较温暖的曝气池内活性污泥表面接触时，来自曝气池内混合液的热量会流失到大气中。这种可以用防水布或其他类型的保温隔热材料覆盖在曝气池表面，防止这部分的热量流失。在极端寒冷的情况下，是要建设整体的厂房来保持构筑物的冬季防冻问题。

速查7：曝气池出水溶解氧DO<2 mg / L

如果曝气池出水氨氮浓度>５mg / L，前面的几项都满足的情况下，就要检查曝气池出口的溶解氧含量。硝化反应中，硝化细菌在整个曝气池将氨氮转化为硝酸盐的反应需要足够的DO。如果DO不足，则硝化过程就会受到抑制，曝气池出水氨氮可能>５mg / L。这个是需要在曝气池现场监测整个曝气池中的DO浓度，以确定是否是因为溶解氧DO不足导致硝化反应不完全的原因。曝气池内的DO浓度与进水的有机负荷，也就是进水的COD／BOD浓度密切相关。因此，如果要了解每天曝气池内实际的DO浓度的变化，需要在白天的不同时间，以及在一周内选择不同日期进行监测，通过多组的检测数据来判断和绘制每天的各个时段的溶解氧变化的情况。

曝气池上的在线DO仪可以帮助运行人员在较长时间内对曝气池环境中的DO浓度进行趋势分析，但是要注意保持DO探头的定期清洁和数据的校核。如果现场DO仪表没有设置或者数据不准确，就需要运行人员使用手持的便携式溶氧仪进行全天和一个星期内的定期进行测量曝气池出口处的溶解氧，根据这些数据来绘制DO曲线。测量曝气池内不同深度和位置的DO浓度可反映出曝气池内氧化条件的最佳总体情况。在实际的日常记录中，测量DO浓度的最关键位置是曝气池出水，这也是曝气池的DO值最高的位置。

溶解氧＜２mg/L的解决方案：增加曝气池的溶解氧浓度。在工艺调整中，增加鼓风机运行台数或者增加运行频率（变频），调整部分关闭的阀门的开启度，或者可能需要清洁曝气池底部的曝气装置（这个要根据实际的风压的变化来进行判断）。如果现场设备都已经不能满足的情况下，可以使用外部的附加的曝气设备以在必要时增加曝气能力，但是这种情况下就要及时考虑生物池的升级扩容工作了。

速查8：增加曝气池总碱度

将曝气池中的碱度提高到>100 mg / L。当测量曝气池出水的总碱度＜１００mg/L时，需要进行曝气池碱度的补充，一般可以采用投加片碱（氢氧化钠）等方式提高碱度。一般来说，硝化细菌将每毫克/升氨氮转化为硝酸盐的过程中需要7倍以上的碱度来平衡产生的酸。因此，在高浓度氨氮进水的情况下，曝气池内的碱度浓度变化的速度很快，并且需要立即进行调整。

使用一些化验方式可以快速的测定现场的总碱度。当总碱度降至<100 mg / L时，也就是进水中的碱性物质即将被硝化细菌产生的酸消耗完，这个时候，曝气池内的pH值会迅速从从碱性转为酸性，从大于７转为小于７。因此监测总碱度，并根据检测数值有效的补充碱度来保证硝化菌的正常反应，是氨氮超标检测中的重要的一个部分，而且检测碱度可以在氨氮超标之前，改善曝气池的硝化环境，从而预防出水氨氮的超标。

速查9：曝内气池混合液：离心机旋转后固体物质<2％。

如果曝气池出水氨氮浓度>5mg / L，则曝气池中存在着限制进水中的有机物被活性污泥中的微生物完全转化进入细菌细胞体内的条件。污水厂的污水的cBOD和氨氮是曝气池中活性污泥细菌细胞（生物质）的“食物”。因此在污水流出曝气池之前，活性污泥中的细菌必须将所有污水中的这些物质消耗或转化为新的细菌或无害的副产物。而当进水量增加时，曝气池中活性污泥中的生物量（细菌种群）就必须保证污水在曝气池停留时间段内，把氨氮完全硝化成为硝酸盐。

如何检测是否有足够的微生物的量呢？通过MLVSS可以检测，在实验室中也可以简单用离心机来估算曝气池中的生物量。由于活性污泥中的絮凝体由丝状菌形成骨架，并组织起来，在离心机的离心作用下，会将活性污泥絮凝体中的水分离心出去，最终剩下无机物和脱离水分的微生物，因此通过离心可以粗略的判断活性污泥中的生物量的多少。

在污水厂的日常运行管理中了解生物量的相对浓度及其变化趋势（增加/减少）比了解生物量的确切数量更为重要。因此在日常我们使用离心机可以在15分钟内确定生物质浓度的粗略数值，并且对于在日常的过程控制来说这个数据已经足够了。通过离心检测出的曝气池中生物质浓度的增加，表明曝气池可以处理进水更多的有机负荷CBOD或者氨氮。然而，当生物质浓度（由离心机确定）增加至4％以上时，过多的活性污泥中的微生物就会出现可以抑制或减慢的活性污泥的沉降速率。当发生这种情况时，二沉池内的污泥层就可能开始上升。如果没有及时进行调整，则污泥层可以上升到二沉池池的出水堰的位置，最终随着出水排出，并因此进入后续的处理构筑物，导致出水水质超标。

解决方案：如果曝气池中的氨氮浓度>5 mg / L，且通过离心机检测的固体物质＜2%，表明曝气池内的活性污泥中的生物量的浓度太低，则增加曝气池中的生物量浓度，工艺调整剩余污泥排放率来提高活性污泥的生物量。典型的曝气池混合液离心后的固体体积范围为2％至4％的范围内（各个污水厂可根据实际的进水中的SS含量进行数据积累确定这个范围值）。判断活性污泥中的生物量的浓度的趋势在过程控制决策中是非常有用的一个参数。在日常化验中，长期检测曝气池中的混合液的离心后固体含量，对于快速识别曝气池中的生物量的多少非常有用。

治污者说 · 发表于 2021-4-16 08:15:04

速查10：曝气

增加曝气池中的空气供应。如果通过检测后，发现曝气池的曝气量不足，则从两个方面进行排查：1、工艺操作问题（了解鼓风机运行时间或者运行台数）；2、鼓风机械问题（评估鼓风机输出风量及风压）。

需要注意的是对曝气池中DO检测的数值，这些数值如果是抽样检测的数值，并不是曝气是否充分的确凿证据。在日常运行中，需要在一天的不同时间和每天进行的多次测量，这样才能提供更准确的溶解氧数据。通过数据记录，绘制曝气池内的溶解氧曲线，来了解曝气池内的溶解氧的变化情况，最终确定溶解氧的充足与否。

解决方案：

1、工艺操作问题：在一些工艺的曝气通过时间来进行控制，比如SBR工艺，在这些工艺中，鼓风机通常由设定好的时间控制器来进行控制，工艺调整中可以通过增加周期频次或者每个周期的曝气时间可以实现增加曝气量。

扩展内容：“如何确定需要多少曝气时间？“

２、机械问题：曝气系统中的各种设备，包括鼓风机，电动机，曝气扩散装置（曝气头，曝气管等）等机械设备会随着使用过程，效率逐步下降。还有就是污水厂在运行之后，进水有机负荷通常会随着运行时间而逐年增加。上述这些情况中的任何一种都可能导致曝气池内的曝气量不充足。

针对这些问题，需要在厂内进行的调查内容有：1、曝气系统中的阀门、管道、扩散器是否堵塞等。2、混合不充分，曝气装置布局不合理，曝气装置堵塞，脱落严重，导致搅拌混合不均匀。3、鼓风机排气压力是否能继续满足曝气池的水头。

速查11：曝气池的实际有机负荷率

要经常检查曝气池的有机负荷率是否大于设计的有机负荷率。

要确定进水有机负荷率，需要在厂内收集以下数据：平均进水流量和平均进水BOD。

计算进水负荷

进水流量，ｍ３）x（进水BOD，mg / L）÷１０００ =ＫｇBOD /天

示例：进水流量= 15,000 ｍ３　　进水BOD = 200 mg / L

进水负荷=１５０００ｍ３　×（200mg / L）÷１０００= ３０００ＫｇBOD /天

根据计算得到的每日的有机负荷，再将这个数值除以曝气池的有效容积，这样得出来的就是曝气池的有机负荷率，这个数值要和曝气池的设计参数中的有机负荷率进行比较，确定实际进水的负荷率是否大于处理系统的设计负荷率。如果发现实际进水的有机负荷率明显高于设计负荷率，这就可能导致进水有机物在曝气池中处理不完全。

速查12：增加曝气池内的生物量

如果曝气池出水氨浓度>５ mg / L，通过流程图前端的判断，我们需要增加曝气池内的生物量。曝气池中生物质（生物量）的浓度在每个污水厂内曝气池容积确定，曝气量确定的情况下，生物质的量和进水有机负荷是具有相关性的。当进水中的有机负荷越高，曝气池中需要的生物质越多。

曝气池流出物样品对曝气池流出物进行取样并进行离心机旋转以确定生物质的浓度。检测曝气池混合液的固体物质体积如果低于4％，则需要增加曝气池生物质浓度。在增加浓度的调整期间，要继续监测曝气池出水氨氮浓度。如果这是造成硝化反应不完全的原因，则混合液的氨氮浓度应随着生物质浓度的增加而降低。

在调整期间，要注意控制活性污泥的增长的量，不能为了满足氨氮的去除无限调高生物量，因为如果曝气池混合液的离心后固体物质比例超过4％，通常会导致活性污泥因浓度过高而在二沉池内沉降缓慢。

速查13：评估可能的进水毒性问题。

如果曝气池出水氨浓度> ５ mg / L，如果通过计算后，污水厂里的活性污泥系统都在其设计有机和流量负荷范围内运行，并且通过前面的一项项的列表，已经消除了其他工艺可能性（即温度，DO，生物量），这就要再从进水的毒性进行考察。进水毒性的考察要从污水厂内外两种可能进行调查。一种是污水厂内部的系统回流液（即含有高氨氮浓度的消化池上清液），一种是污水厂进水含有中有毒或抑制物质。

第一种情况：在有些污水厂内的活性污泥在储池储存时间过长，在储池内的厌氧环境下，可能会产生高浓度的氨氮。当厂内的工艺运行中，这部分进入到污水厂的进水集水井内后，经过提升再次进入到生物系统中，就导致我们前面的流程分析中的高浓度氨氮进水的情况，抑制了硝化作用，导致氨氮超标。而实际上它是从污水厂的内部回流导致的情况。因此我们在实际的运行中，对厂内的各种回流导致的进水水质变化，从而导致出水超标的情况要进行认真的分析和调查，特别是工艺排泥，内部循环等等，都可能会造成曝气池内的微生物受到变化负荷的冲击，这就是我们在很多故障原因分析里要重点考察的内容。

第二种情况：对污水厂收集管网的水质的检查，对一些有毒有害的进水源进行化验调查，检查是否由于外部进水（管网系统）内的污水造成了毒性的抑制。在日常的巡检过程中，可以通过检查进水的腐蚀性，颜色的变化，气味的变化等的感官迹象来粗略判断是否有异常进水进入污水厂内，同时也要注意一些委托处理的污水中的水质变化等。

速查14：增加曝气池容量或降低负荷

如果曝气池出水氨氮浓度> 5mg / L，在前面的各项指标都符合的情况下，就存在着曝气池的有机负荷超标的情况。我们在实际运行中，经常存在的情况是，每天处理的平均日流量可能在污水厂的设计处理能力范围内，但实际上在居民用水高峰期的瞬时流量可能超过污水厂的设计处理能力。

这个问题在运行中比较常见，一般来源于两个方面，首先，如果在进水量大，造成泵房内高液位的运行工况下，进水泵受到水泵运行曲线的影响，会造成提升水量瞬时高于系统的设计流量；第二，如果外管网的设计蓄水能力较差，厂内集水井或调节池较小，没有对冲击水量负荷调蓄能力，就会造成瞬时提升水量超过设计能力。这些情况就会导致每日处理的总流量在设计限制范围内，但是瞬时的进水量实际上超过了其设计流量。

由于污水厂的实际生产管理中，运行管理人员会采用阀门调控进水量来保持各组曝气池之间的流量均衡，但是由于水量的变化，而人工很难及时进行调整，就会导致运行中的曝气负荷分配不均。在这种情况下，很可能出现工艺中出现瞬时负荷增加或者负荷不足。

如果通过前面的各项评估工作，最终确定由于波动的水力负荷造成的氨氮超标。我们就要针对提升水泵瞬时流量超过设计流量的问题进行分析：根据进水流量的变化，以确定是否需要进行预处理的提升泵的运行进行调整，以达到提升水量的控制（即改进的系统蓄水能力的设计，增加的系统的水量均衡能力）。通过调整提升泵的运行工况，减少曝气池运行过程中的不确定的瞬时高强度有机负荷。还可以改进曝气装置，用最大流量的的工况来核算曝气量的供给量，来保证高峰水量的处理能力。

流程图分析到这里，整个氨氮超标的异常的工况就分析结束了，一共进行了15个模块的分析和探讨。运行管理人员都知道，在一个污水处理厂的现场中，单一指标的超标，是不可能只判断某一个方面的，需要进行多参数的综合考虑，细致的分析下去，很可能这个超标的问题来自于看似毫无联系的另一个方面，这就是需要运行管理人员对某一项问题进行全面系统分析的原因。如何进行这种全面的系统性分析，公众号通过氨氮超标的分析，和大家具体来进行了分析。我们再回到整体的流程图的氨氮超标的这部分来。

从上图我们看一下整体的分析流程，针对氨氮超标，我们从出水查找到生物处理段的核心位置曝气池，这个是我们处理指标超标的一个核心思路，市政污水厂大部分采用的都是生物处理工艺，因此某一指标的超标，首先要确定出调查分析的核心区域-曝气池。进入曝气池内进行分析的时候，流程图从污泥解体，温度，碱度，溶解氧含量，污泥中的微生物含量，有机负荷率，有毒废水的进入这七个方面来进行了分析。通过这样的流程分析，在一个指标超标的情况下，我们很容易通过一个个流程找到超标的环节，然后从这个环节入手进行后续的工艺调整，来保证污水处理的异常指标恢复正常。

流程图只是作为氨氮超标的一个简介，但是它综合了氨氮超标的污水厂工艺的方方面面，比如外界环境（低温下的水温），曝气池内的污泥性质（污泥解体，微生物含量，溶解氧含量），进水性质（碱度，有机负荷，有毒废水）等几个方面进行全面的逐项分析。通过多个项目逐步分析下来，其实也正是我们对污水厂的整体的工艺运行全面系统的分析下来的过程。

在厂内建立一种行之有效的工艺管理和分析模式，是每个运行管理人员需要进行认真思考的问题。各个污水厂的具体问题不同，但是生物处理的基本原理是相同的，我们可以通过基本原理在各个污水厂的实际应用中的扩展来把原理性的问题具象化。特别是现在各个污水厂对COD，氨氮的去除都已经具备充足的知识储备，可以通过在厂内先根据COD和氨氮的超标调整建立这种处理流程图，在流程图的建立过程中，进行全方位工艺管理知识的汇总，形成指导厂内工艺调整的流程图，然后逐步扩展到TP，TN，以及SS等指标的控制上来。

运行指标的管控不是一种随意性强管理工作，我们管理人员也不能总是懵懵懂懂的进行工艺调整管理，通过系统的流程图绘制，我们进行系统化的工艺管理，是我们破解工艺管理中的盲目性的一种思路，大家可以根据近期公众号的这一个系列内容来尝试使用这种方式进行工艺异常的管理体系的建设，探索更加实用的一种管理方式。

治污者说 · 发表于 2021-4-16 08:17:16

速查15：曝气池出水的5分钟沉降比：SV5<80％

如果曝气池出水的氨氮浓度<5mg / L，则可认为曝气池内微生物将所有流入的有机物转化为细菌体内物质，简单的说就是曝气池已经达到了相应的处理功能。那么现在的关注重点就是二沉池中的泥水分离的情况了。二沉池内的活性污泥的沉降性能的好坏与活性污泥浓度、活性污泥的组成、活性污泥中丝状菌的情况都有密切的关系。在实际的运行中，必须将活性污泥的这些性能参数保持在适当的数值，以帮助活性污泥在二沉池中具有良好的沉降性能。而在日常的检测中，沉降比SV的检测是对活性污泥在二沉池中沉降性能的最容易进行的分析。沉降比SV的测试模拟了活性污泥在二沉池内的污泥絮凝沉降的过程。但是，沉降比的检测使用的量筒是代表“完美的沉淀池”，也就是说在这个“完美的沉淀池”里不会有来自进水或污泥回流造成的持续进流和污泥分层造成的异重流情况的影响，而这些在实际的二沉池中是会对活性污泥的沉降特性产生各种不同的影响。因此在实际的沉降比检测中，考虑到实际的水流影响，一般都会采用３０分钟的沉降比作为检测数值，但也有研究认为沉降特性最好在沉降比SV测试的前五分钟内反映出来，也就是所说的ＳＶ５。因为随着活性污泥沉降到量筒中，沉降的污泥中的固体浓度也会增加，而随着量筒底部沉淀污泥浓度的增加，会造成量筒内的沉降速率降低，因此前五分钟的沉降比能更准确地反映了活性污泥的沉降特性。

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在观察沉降比的前五分钟内，沉降的活性污泥的比例应小于80％。沉降速度缓慢且无法压实至80％以下的活性污泥，就可以认为是沉降受到抑制或“缓慢沉降”，并且在实际的二沉池中很容易把这些活性污泥带到二沉池的上方随着水流流出到后续的构筑物内。

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5分钟内沉降比<80％不会在二沉池中造成活性污泥固体随着出水流失，但是这个８０是边界的数值，一般运行中可以根据实际的运行工况，将其调整为更低的数值（例如70％），以保证更有调控空间的控制参数。因此我们结合整个流程图来说，保持二沉池的氨氮浓度<５mg / L是流程图分析的首要目标，而保持活性污泥在二沉池中有良好的沉降性能是第二个目标，而这两个项目都是污水厂出水水质稳定达标所必需的条件。

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如果活性污泥在五分钟内未沉降到80％以下，则活性污泥的沉降特性存在问题。在这种情况下，会导致二级沉淀池中活性污泥随着二沉出水的流走。出现SV5的沉降比大于80 的情况，首先是查明活性污泥沉降较慢的原因，而沉降较慢通常有两个主要原因：（1）活性污泥的浓度过高。（2）活性污泥的密度过低。通常，当使用离心分离法曝气池的固体物质超过4％时，沉降缓慢是由于活性污泥的浓度高。而采用“两分钟稀释法”SV测试还可以帮助确定究竟是上述两个原因中的哪个在起作用。

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两分钟稀释沉降比分析：浓度（上图）稀释量筒（左）的沉降速度明显快于未稀释量筒（右）的沉降速度。两分钟后的差异越发明显，表明沉降缓慢是由于曝气池中的活性污泥浓度过高所致。

两分钟稀释沉降比测试：将曝气池出水分别注入两个量筒中，其中一个量筒加至100％标记，将第二个沉降计填充至50％标记。在第二个一半体积的量筒中，加入二沉池出水以使总体积达到100％。这两个沉降计将具有完全相同的液体体积，但加入水的量筒内的活性污泥浓度是另一个量筒内浓度的50％。这时用玻璃棒等搅拌工具同时对两个量筒进行搅拌，使两个量筒内的活性污泥混合均匀，然后保持搅拌装置在量筒静止几秒钟，避免量筒中的水和活性污泥被搅拌器带出。然后取出搅拌器并开始计时。

2分钟后分别记录沉降比值，以确定沉降缓慢的原因。如果稀释的量筒内的沉降比未稀释的量筒明显快（上图），则沉降缓慢的原因是活性污泥的浓度过高。如果增加清水的比例，降低量筒内的活性污泥浓度，则活性污泥应更快沉降。但是如果采用2分钟后稀释的量筒的沉降比与未稀释的量筒的沉降比没有显着差异（下图），则表明存在活性污泥的密度问题。活性污泥的密度问题就表明丝状细菌在过度生长。

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这张显示了“锥化”的图，这是丝状菌过量生长的一种指示现象。

速查17：曝气池或者二沉池表面有棕色泡沫。

接流程图的第15和16项，曝气池内的活性污泥的五分钟的沉降比> 80％，并且曝气池离心分离的固体浓度小于4％，这种情况下，要通过两分钟稀释的沉降比分析表明沉降缓慢的原因是因为什么引起的，判断是否由于曝气池中过多的丝状细菌生长所致。在前面这两项通过符合后，要注意观察曝气池或二沉池中的表面的棕色泡沫是否有过多堆积的现象。如果出现大量的泡沫堆积，可以表明这是曝气池环境中出现低F / M情况下的生物泡沫。

曝气池上通常观察到浅棕色或者棕褐色泡沫。这种泡沫有时会因为曝气池的池面上的混凝土框架结构造成泡沫不能流动，被困在曝气池的某些区域中，不断的积聚并变暗，受到阳光照射和风干作用，泡沫的表面会慢慢变干，在曝气池的一些区域里形成类似于“漂浮的土壤”的厚厚的泥层部分。

二沉池泡沫：一般情况下在曝气池中产生泡沫后，泡沫会随着出水进入到二沉池中，并在二沉池中漂浮在池体表面，受到二沉池内浮渣挡板的围堵，最终覆盖到整个二沉池表面。下图可以看到，二沉池的出水堰板阻止了泡沫从二沉池表面流出的情况。

速查18：曝气系统中的生物量过多，增加剩余污泥的排放。

一般来说通过离心分离的正常的活性污泥系统的浓度范围为2-4％（体积比）。在曝气池离心的污泥体积> 4％的曝气池系统内，可能会由于活性污泥浓度高而开始出现缓慢的沉降速度。在日常管理中，这需要管理者对其进行调整，需要逐步增加活性污泥系统的剩余污泥排放量，缓慢的减少曝气池中的生物量（这里一定要强调我们需要慢速调整，任何工艺调整不能以外科手术的方式进行，而是要以中医调理的方式进行）。通过逐步增大的剩余污泥排放，逐步减少曝气池中的生物量，直到达到所需的污泥浓度和沉降比。

在运行中，运行人员要对本厂内的剩余污泥排放量进行确定，这是为了保持曝气池中足够的活性污泥浓度，以保持有充足的微生物量以实现硝化的过程（曝气池出口氨氮<5 mg / L），同时还要控制曝气池内产生过多的活性污泥，避免造成二沉池内的活性污泥的沉降比上升（在二沉池中5分钟的沉降比SV5＞80％），导致二沉池出水带泥。

因此在实际的运行中，工艺人员需要精准的控制曝气池内的运行参数，比如合适的微生物量，既要为水中的各项指标能够其充分反应来提供充分的浓度，而且不会造成二沉池沉降比上升造成出水带泥的情况。在曝气池污泥浓度的分析中，一般来说合适的比例，简单的判断是利用离心机离心后的曝气池活性污泥固体物质浓度通常在2％至4％（体积比）之间。当曝气池内的活性污泥浓度增加到这个值以上时，需要增加剩余污泥的排放以保持合适的污泥浓度。但是如果剩余污泥量排放的太高，则曝气池中微生物浓度的大幅度降低，就会导致将曝气池出口的的氨氮浓度增加，这个可以通过检测很快的判定，也就需要管理人员加强日常的监管化验。当然在北方地区的污水厂内，冬季运行期间，随着进水有机负荷的增加或者曝气池内水温的降低，就需要工艺管理人员通过减少剩余污泥的排放量，提高污泥浓度，保证充足的微生物的处理。

治污者说 · 发表于 2021-4-16 08:20:30

速查20：曝气池内出现低的F / M比，增加剩余污泥排放量

如果通过流程图中的速查15检测到曝气池SV5（五分钟的沉降比）> 80％，则表明活性污泥的沉降速度过慢。再通过速查16检测出曝气池活性污泥离心后固体物质小于4％，或通过两分钟稀释后的沉降比分析表明沉降缓慢，这表明曝气池中的丝状细菌过量生长，可能出现活性污泥膨胀的情况。丝状细菌的过度生长造成的污泥膨胀，比较常见的原因之一是曝气池的有机负荷率过低，也就是说曝气池内的活性污泥中的细菌的数量超过了进水中的有机物（细菌的食物）BOD的数量，这种低的食物与微生物的比率（低F / M）经常会造成活性污泥中的丝状菌爆发式增长，造成活性污泥的膨胀。通过离心测试活性污泥中的固体含量，以及通过微生物镜检辨别丝状菌生长情况，采取提高剩余污泥排放的控制方式，减少曝气池中微生物的浓度，随着丝状细菌从系统中被浪费掉，沉降速度将提高，并且会形成更致密的絮状结构，不断的调整系统内的剩余污泥的排放量，直到曝气池内的活性污泥的沉降速度恢复到正常水平为止。但是如果剩余污泥排放不加控制，排放太多，造成污泥浓度下降过快，就会造成曝气池中生物量大量减少，对污水中的有机物降解会下降，这时就可以通过曝气池出水的氨氮浓度的升高程度，来判断剩余污泥的排放是否过量。

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在通过调整剩余污泥的排放量来改变曝气池的低F/M的低有机负荷环境以后，丝状细菌得到有效的控制后，要对曝气池以及二沉池中积聚的泡沫的进行清理。所以生物泡沫的控制在于发现诱发的根源，从根源进行治理，然后再清理表面，如果只是从表面进行清理，只能是治标不治本的过程。

速查21：对曝气池的各项因素进行分析校核。

如果通过流程图的速查15，速查16，速查17，速查19的各项检查都是否定的结果，就要对曝气池内的各个参数进行详细的校核计算了。在一般的运行状况下，低F / M和低DO浓度是活性污泥系统中丝状细菌大量生长的常见条件。但是如果系统内的溶解氧浓度并不是很低，高于1mg/L，那么就需要检测曝气系统的其他方面，比如可能导致丝状菌大量生长的另外一种情况就是进入到曝气池内的进水中含有大量的厌氧有机物（即有机酸，硫化氢等）。

进入到曝气池的进水厌氧有机物可能来自厂外的进水和厂内的回流系统。污水厂的厂外进水中的厌氧有机物可能来自具有很长的收集干管的城区污水收集系统，并且处理水量较低，导致污水收集干管内污泥堆积产生厌氧反应；厂内的回流系统的厌氧有机物来自于污水厂系统内的污泥处理构筑物的上清液（长时间停用的污泥储池的表面溢流、厌氧反应器的溢流等）进入到污水厂内厂区污水回流系统进入到污水厂的进水提升井内，最后进入到曝气池内。

如果是厂外管网收集系统中出现的厌氧有机物，在进水中可以闻到比较强烈的“臭鸡蛋”气味，也就是硫化氢气体，这需要运行人员通过检测仪表进行有毒气体的检测，测定其浓度，避免安全事故。水中过量的硫化氢也会造成活性污泥中的丝状菌大量生长，从而导致活性污泥的膨胀。

在一些存在大量的化粪池的城市污水收集系统内，硫化氢是比较常见的，这个也可以在污水厂内的水下及水面气体熏蒸的设备表面观察到，在化粪池比较多的城市污水收集系统的进水中，污水厂的设备表面会出现严重的腐蚀情况，或者是新设备会出现迅速的腐蚀的现象。比如电气接线的铜排部分，会在很短时间内出现严重的表面发黑现象。这就表明进水中的硫化氢气体浓度较高。而且这种由于厌氧产生的物质会导致曝气池中的活性污泥中的丝状菌大量生长，造成活性污泥膨胀。

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运行管理人员可以不仅通过嗅觉感知到污水中的厌氧有机物，同时可以通过日常的巡视检查，比如在正常情况下，进入污水厂的生活污水通常为灰色或者灰褐色，但是如果发现进水的颜色为黑色，这是就有可能有厌氧有机物的污水进入到污水厂内了。

速查22：调整曝气池内的曝气量，保证溶解氧的浓度。

如果通过流程图的速查19检测到溶解氧浓度低是曝气池内丝状菌大量生长的原因，工艺人员就必须通过调整曝气设备的供气量，来和进水的有机负荷升高的情况相匹配。工艺人员可以在日常的化验数据记录中，观察曝气设备风量的调整情况。比如在下面的图表中，我们可以发现曝气池的低溶解氧环境，通过数据统计和图表分析，很容易发现在周六和周日出现低溶解氧的情况（<1 mg / L），这样就需要在周末进行曝气设备的调整，来消除曝气池出现低溶氧工况。

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在出现曝气池低溶解氧的情况后，可以通过增加曝气池内的活性污泥的循环周期（加大外回流比）或增加鼓风机或者曝气机的开启台数来提高系统的溶解氧。运行多年的污水厂，曝气系统可能会出现各种故障问题，比如曝气器的堵塞，管道堵塞，风机老化等问题，要根据这些问题进行评估，确定影响曝气量的主要原因，采取相应的调整措施，恢复其正常运行。

一般来说，通过日常的工艺巡检，也可以大致判断曝气池内的溶解氧是否充足，在充足的溶解氧环境中，活性污泥的好氧微生物所呈现出的颜色通常为浅棕黄色至深棕黄色，具体根据浓度不同会呈现不同的颜色，而曝气不足的活性污泥通常会显示更多的灰色甚至黑色，并伴有腐败性的气味产生。

速查23：二沉池出水：观察出水是否携带大量悬浮物

如果曝气池内的5分钟沉降比稳定在80％以下，则表明活性污泥的沉降性能良好，说明微生物的性能也处于良好状态。但是在实际运行中，活性污泥由于水力问题也有可能从二沉池中流失。当观察到二沉池的出水中携带活性污泥的微颗粒时，可以从二沉池取出水后静沉观察底部沉泥的情况。但是由于污水的流动性，在二沉池取样过程中，只能取到瞬时样。这样的样品的偶然性非常大，因此仅仅依靠二沉池取样的数据不能准确的判断出活性污泥的流失情况。

为了判断而二沉池出水的活性污泥的流失情况，一般我们可以通过二沉池内的活性污泥的沉降性能良好来进行判断，还有一种方法就是通过对深度处理的运行负荷来进行判断。由于深度处理单元主要接受的都是二沉池出水，因此二沉池出水中悬浮物的多少，对深度处理中的过滤单元运行周期有着直接影响，二沉池出水的悬浮物越多，过滤单元的过滤周期也就越短。比如在使用V型滤池的深度处理工艺中，V型滤池的上的过滤水头的变化也可以成为我们判断二沉池出水中活性污泥流失情况。运行管理人员统计出正常工况下V型滤池的过滤周期，当二沉池发生大量的活性污泥悬浮物流出时，V型滤池的过滤周期会大大缩短，从而判断二沉池的运行工况。

速查＃24：稳定期

如果二沉池出水氨氮<5mg / L，则表明微生物硝化能力良好，氨氮得到了彻底的处理。如果活性污泥5分钟的沉降比在80％以下，说明活性污泥的泥水分离效果良好。所以我们可以在流程图中把这两个过程控制指标作为我们工艺调整的控制范围，我们可以认为污水厂的活性污泥处理系统处于一个性能良好的工况，这个工况下，活性污泥中微生物都在高效地进行各项生物反应，使出水的各项指标稳定达标。而当活性污泥的各项指标在这两个标准的区域之外的情况下，工艺就是处于一个需要进行调整的工况，需要进行一系列的调整措施。

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我们也可以这样说，流程图的分析帮助运行管理人员通过检测出水氨氮和曝气池的沉降比的数值建立了一个工艺调整的“稳定期”。也就是说当工艺运行的指标保持这两个标准之间的情况下，活性污泥运行稳定，活性良好，可以充分发挥其处理能力，保证出水达标。但是在日常运行中，污水厂内的进水的水质和水量是在不断地变化的，所以针对变化，这个工艺运行“稳定期”也将变化。进水水质水量的大幅度的变化经常会给活性污泥处理系统带来很大的运行压力，这时候工艺的稳定期就会变小，出现这种情况下我们可通过流程图的一项项的参数测量和调整，可以将活性污泥系统保持在良好的工况。

在北方地区的污水厂随着一年四季的水温变化，工艺的稳定期也将发生改变。一般来说，夏天较高的温度通常会使这个稳定期边界放大，工艺人员的工艺调整较少，而冬季的低温则会缩小稳定期，工艺人员需要做更多的工艺操作来保持活性污泥的良好状态。有经验的运行人员通常会根据厂内以往运行经验，设定好的活性污泥系统在不同季节的最佳工作状态，然后通过各种参数的不断调整，以保证活性污泥处于最佳的运行状态。

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同时我们还要注意，污水厂如果缺乏对活性系统的足够分析化验数据，也会导致较小的稳定期。这是因为没有足够的检测数据和足够的监控手段，会导致运行中参数逐步变化的趋势不被发现，最终引起系统性的工艺故障出现，而且在没有足够的分析化验数据的情况下，管理人员需要更多的调整来进行试错性的调整，大大的增加了运行管理人员的工作量，严重的还有可能造成更大范围的工艺异常情况的出现在工艺调整中，也要注意采用微调的手段，加上详细的化验数据统计分析，可以避免活性污泥系统出现调整偏差。

治污者说 · 发表于 2021-4-16 08:24:02

速查25：二沉池污泥层<二沉池水深的30％

当曝气池混合液进入到二沉池内进行沉淀时，在二沉池底部会有浓缩后的污泥层，也就是我们通常所说的二沉池泥位。随着二沉池底部的二沉池泥位的增加，二沉池的容量会下降。当二沉池泥位越靠近二沉池表面时，二沉池的出水堰上越有可能发生出水带泥的情况，造成活性污泥的流失，对后续构筑物造成运行压力。在二沉池的运行控制中对进水流量、回流泵的回流量和活性污泥的沉降性能等进行合理的调整，可以保持二沉池泥位在合理的范围内。也可以用泥位检测仪或者分层取样管来测量污泥层的深度，更为简单的就是用一根长杆深入到二沉池内不同的深度后，用力提出，看是否能带出大量的活性污泥，也可以基本判断出二沉池泥位的大致位置。

泥位过高，靠近出水堰。进入二沉池的活性污泥将抬高二沉池泥位的顶部，从出水三角堰上流出。

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正常二沉池泥位应小于二沉池池水深的30％，这样进入二沉池的活性污泥就有足够的沉降空间，不会造成活性污泥被出水三角堰带出去。

检测二沉池的泥位高低可以很方便的确认二沉池泥位上升是造成活性污泥流失的原因。

速查26：二沉池：污泥回流量

在理想的工况下，二沉池活性污泥回流泵的外回流量（RAS）应该和来自曝气池的活性污泥在二沉池内的沉降速率相匹配。也就是说沉降速度慢的活性污泥需要较低的污泥外回流量，沉降速度快的活性污泥需要更快的外回流量。如果不能使外回流泵的提升量与活性污泥的沉降速率相匹配，可能会导致活性污泥从二沉池出水槽中随水流带出。我们通常会以进水流量的百分比（100%）为基础进行回流量的控制，但是它也存在一定的问题，因为二沉池是污泥浓缩后沉淀到池底的，所以回流污泥泵只能去除已经沉降到二沉池底部的活性污泥，如果只是简单的通过提高外回流泵的提升量，是无法将活性污泥“吸引”到二沉池的底部的，就是说回流量的改变无法影响到活性污泥的沉降性能的，活性污泥的沉降性能是需要通过对活性污泥的工艺控制来改良的。

外回流泵提升速度低于活性污泥的沉降速率会导致进入二沉池的活性污泥多于泵送出的活性污泥。这导致活性污泥在二沉池中积累（泥位增加）。泥位的增加会导致二沉池效率降低，活性污泥损失增加。如果外回流泵提升速度快于活性污泥的沉降速度，这会造成二沉池底部活性污泥上部的上清液也被抽升回到曝气池的情况。这会在曝气池内产生额外的水力负荷（更大的流量和流速）。由二沉池回流增加的曝气池水力负荷会导致活性污泥的沉降速度缩短，无法有效的浓缩到二沉池底部的污泥层中。这些在二沉池中来不及沉淀和浓缩的活性污泥，很容易的会二沉池表面的三角堰上流出到后续的构筑物内。如果当活性污泥中的丝状细菌占主导地位时，这种带泥情况就会很严重，也就是大家平时所说的“二沉池翻泥”的情况了。因此我们说二沉池的回流不仅仅要根据进水流量的百分比来进行控制，还要结合活性污泥的沉降性能进行综合考虑。

但是如果发现活性污泥的沉降性能良好，但仍能观察到有悬浮物从二沉池出水三角偃上流出，则二沉池的本身可能存在问题，比如刮吸泥机底部刮板破损，回流管道堵塞等等，因此造成的二沉池的高泥位（> 30％的二沉池高度）是造成活性污泥流失的主要原因。如果需要减少二沉池的活性污泥的损失，就要提高外回流的速率。还要考虑剩余污泥量的排放是否合理，与系统污泥产量不匹配的剩余污泥排放也会造成二沉池泥位的上升。

速查27：二沉池本身问题。

如果观察到二沉池内的活性污泥随水带出严重，但通过流程图的排查，发现不是由于活性污泥的沉降差的原因（SV5＞80％）或泥位过高（其大于二沉池水深的30％）引起的。那么就要从二沉池内部的情况来分析可能存在的原因。通常有三种常见的情况，有可能导致二沉池中活性污泥的流失。

1、进入二沉池的流量不均匀，部分小型的污水厂内由于污水量较小，日变化系数很大，进入到二沉池内的水量不均衡性很大，瞬时冲击负荷大，会导致二沉池出水带泥。

2、二沉池配水不均匀。二沉池的配水井内有污泥沉积、二沉池配水阀门损坏、配水管渠内有异物阻挡等，造成多个二沉池的水力负荷不均匀，高进水量会造成二沉池运行压力较大，活性污泥在二沉池内的沉降时间缩短，导致出水带泥情况发生。

3、二沉池内部异重流。二沉池的本身的异重流现象有时也会导致二沉池出水带泥。

速查28：二沉池的回流量调整。

通过前面的流程中分析后，需要对回流量进行调整。一种快速而简单的计算二沉池的回流比的方法是对曝气池混合液和回流污泥进行离心机的污泥检测，或者通过污泥浓度检测来判断。一般通过离心机作用后，曝气池出口处混合液的活性污泥比例通常在2％至4％之间。当活性污泥沉淀在二沉池中时，随着污泥层的压缩作用，其浓度会逐步增加，也就导致从二沉池底部回流的污泥浓度会升高。一般的经验数值是回流污泥浓度应至少为曝气池活性污泥浓度的1.5至2倍。如果回流污泥浓度小于曝气池活性污泥浓度的1.5倍，那么说明回流污泥回流速率可能设置得太快，也就是回流量过大。

如果回流污泥浓度是曝气池浓度的两倍，也就是表明活性污泥在二沉池中沉淀压缩后，体积减少了50％，则理论上认为现阶段工艺调控中的二沉池的活性污泥回流的速度较为合适。在实际运行中，有些厂内的活性污泥在二沉池中快速沉降，甚至可以产生3倍于曝气池浓度的回流污泥浓度。当控制回流污泥浓度大于曝气池污泥浓度的2倍时，可以造成剩余污泥排放量减少，曝气池中的活性污泥停留时间更长，对进水中的污染物质也就处理的越好。但是当回流污泥浓度大于曝气池浓度2倍时，活性污泥在二沉池中沉淀时间加长，可能会使过多的污泥沉积聚集，泥位上升，从而导致二沉池的处理效率降低。

实际的运行管理中，运行人员要定时检查二沉池的泥位高低，对比回流污泥浓度和曝气池浓度之间的比例关系，观察SV5及SV30的变化，综合这几项观察的结果进行分析，来判断二沉池的回流污泥的回流速率是否合适，是否需要及时进行调整。

速查29：二沉池表面负荷和固体负荷是否超出了设计能力。

在活性污泥系统中，二沉池的设计是为活性污泥提供足够的沉淀时间，使其在重力作用下分离和浓缩。这个在二沉池中进行的活性污泥的泥水分离过程可能受到二沉池内的液压压力和/或曝气池混合液进入到二沉池中的水流影响。表面负荷是二沉池单位时间内通过沉淀池单位表面积的流量。一般来说，随着表面负荷的增加，活性污泥更难沉降到二沉池底部。

这就需要我们在工艺控制中要严格注意控制二沉池的表面负荷，如果工艺运行中只有一个二沉池在使用，要对污水厂进水的高峰期的流量进行核算，看是否超过其设计的表面负荷。如果工艺中使用了多个二沉池，则在运行中每个二沉池应分配到相等的流量，为了避免二沉池表面负荷不均匀，不允许单个二沉池处理超过其分配的的流量。

二沉池的固体负荷固体负荷是每平方米过水断面积单位时间内通过的污泥固体量。也是进入到二沉池活性污泥的“沉降速度”的量度。随着活性污泥进入到二沉池的速率的增加，活性污泥更难沉降到二沉池底部。

随着曝气池活性污泥浓度的增加，进入二沉池的固体负荷增加，活性污泥在二沉池中沉降得更慢。降低曝气池中活性污泥的浓度或增加二沉池都可以使固体负荷降低，改善二沉池的沉降性能。

流程图分析到速查29就全部结束了，针对氨氮超标的流程图分析这个系列的文章，我是翻译的来自于1990年前后美国俄亥俄州环保局的一个旨在帮助污水厂解决实际运行故障的部门采取的一种模板式的分析方法，原著作者认为这种方法把一些棘手的工艺问题层层分解，最终转化成普通的运行员工每日巡检的内容，是一种较为合理的途径。这种流程图分析方法提供了一种简化的流程式的做法来分析判断与活性污泥相关的各种异常状况，以最少的时间、精力、化验和分析来寻找异常的问题根源，并消除隐藏在过程中的问题，保障污水厂处理工艺的稳定运行。

我们污水厂的运行管理人员常常会陷入“救火”的状态，工艺异常问题的出现，往往使我们措手不及，很多管理人员在出现异常问题后，往往急于修补超标数据，希望在短时间内恢复正常，经常采取一些非常规工艺控制思路的手段来进行调整，并理想化的认为立刻见效。但实际上这种没有头绪的工艺调整往往没有找到真正超标的原因，甚至把工艺系统变得更加混乱，把一些小的问题调整成为更大的问题。

污水处理厂的运行管理是一个技术综合性非常强的项目工作，每一项指标的稳定达标，往往涉及到污水厂内的各个环节，在日常运行中，需要对各个环节都要认真管理。在某项指标超标的情况下，运行人员在环保处罚的重压之下，往往自乱阵脚，一顿各种自己之前运行中遇到而能想到的，自己不能想到的可是领导安排的，别人推荐的，专家指点的操作都试一遍，然后要么死的更难看，要么就莫名其妙的恢复正常了。这些一顿操作猛如虎的做法，其实都反映出我们运行人员缺少一种科学的管理方法，遇到问题没有一种规范的解决方案，让事倍功半的情形时常发生。

在和很多污水厂同好交流中，针对一些运行异常的问题的分析讨论中，我们也发现针对一项指标的数据超标，抽丝剥茧的分析下去，往往会发现问题来自另外的一些方面，这就是我们工艺运行的故障判断的作用，只有寻找到引发超标的异常工况的根源才能有效的解决掉发生的问题，而这种判断能力往往需要运行人员具备相当丰富的现场经验和足够的理论知识的储备。但实际上我们国家的污水处理行业内的技术人员缺口及其巨大，出于各种原因，很多中小污水厂根本没有具备相应的专业技术能力的人才，也就没有条件实现这种精准的寻找故障点的能力。