生活污水的常規(guī)處理方法-活性污泥法

　　國(guó)內(nèi)大多數(shù)火力發(fā)電廠(chǎng)均建在較為偏遠(yuǎn)的地區(qū)，產(chǎn)生的生活污水難以通過(guò)市政污水處理廠(chǎng)集中處理排放，因此需要采取就地處理排放或回收利用的方式。一般來(lái)講，火力發(fā)電廠(chǎng)生活污水的處理工藝可以分為預(yù)處理、主工藝和后處理三個(gè)環(huán)節(jié)。預(yù)處理往往被用于除渣、沉砂、調(diào)節(jié)和穩(wěn)定水流量;主工藝通常采用活性污泥法和生物膜法等，通過(guò)微生物的新陳代謝作用將廢水中的有機(jī)質(zhì)分解 ;后處理主要包括消毒和殺菌等。處理合格后的生活污水可被用于循環(huán)冷卻水補(bǔ)給水、綠化用水和沖灰沖渣補(bǔ)水等。

　　活性污泥是由多種好氧微生物、兼性微生物(還可能有少量厭氧微生物)和廢水中的有機(jī)、無(wú)機(jī)固體物質(zhì)混合在一起形成的絮狀體，具有降解和去除廢水有機(jī)污染物和部分氮、磷元素的能力。活性污泥法是利用人工馴化培養(yǎng)的活性污泥，使其在人工營(yíng)造的環(huán)境中呈懸浮狀態(tài)生長(zhǎng)，并分解和去除廢水中有機(jī)物及氮磷等污染物的生物處理方法。按照工藝流程的不同，火電廠(chǎng)主要采用的活性污泥法可分為常規(guī)活性污泥法和序批式活性污泥法兩類(lèi)。

1、常規(guī)活性污泥法

　　常規(guī)活性污泥法的處理系統(tǒng)一般由初沉池、曝氣池、二沉池、污泥排放及回流系統(tǒng)等部分組成。廢水首先進(jìn)入初沉池，通過(guò)初步沉淀去除部分不溶解固體，同時(shí)也可穩(wěn)定流量。沉淀池的出水依次進(jìn)入曝氣池，該池是常規(guī)活性污泥法的核心，廢水與池內(nèi)的活性污泥充分混合，同時(shí)通過(guò)風(fēng)機(jī)向池內(nèi)曝氣，一方面可防止活性污泥在池中沉淀，使其處于懸浮狀態(tài)與廢水充分接觸 ;另一方面向池中提供充足的氧氣，促進(jìn)微生物的新陳代謝和繁殖。

　　活性污泥中的微生物在有氧的環(huán)境條件下分解廢水有機(jī)物，并將一部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收同化，最終起到凈化廢水的作用。曝氣池的出水進(jìn)入二沉池，該池是對(duì)泥水混合液進(jìn)行固液分離的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一般采用重力沉降、氣浮法或膜分離等方法實(shí)現(xiàn)活性污泥和廢水的分離。二沉池的排水即為系統(tǒng)處理后的出水，排出的污泥需要另做處理。一般而言，為了維持曝氣池中活性污泥的動(dòng)態(tài)平衡，部分二沉池產(chǎn)生的污泥要通過(guò)污泥回流系統(tǒng)送回曝氣池作為接種污泥，另一部分多余的污泥則通過(guò)污泥排放系統(tǒng)外排。

　　通常采用活性污泥法處理的生活污水 BOD5 濃度應(yīng)大于100mg/L，當(dāng)BOD5 過(guò)低時(shí)微生物將不能得到足夠的營(yíng)養(yǎng)源，其新陳代謝將受到抑制，最終導(dǎo)致廢水處理效果變差。但 BOD5的含量也不宜太大，因?yàn)榛钚晕勰嗖捎玫氖怯醒醮x方式，而廢水中氧氣的溶解度很低，若 BOD5 的濃度過(guò)高，有機(jī)物分解就會(huì)消耗更多的氧，容易導(dǎo)致系統(tǒng)缺氧，最終影響污染物的處理效果。

2、序批式活性污泥法

　　序批式活性污泥法(SBR)也稱(chēng)作間歇活性污泥法，是指在同一個(gè)反應(yīng)池或反應(yīng)器中，按時(shí)間順序由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水和待機(jī)等多個(gè)基本工序組成的活性污泥污水處理方法。與常規(guī)活性污泥法相比，其特征在于系統(tǒng)按照間歇方式操作運(yùn)行，由于每個(gè)反應(yīng)池獨(dú)立運(yùn)行，為了連續(xù)地處理廢水，處理系統(tǒng)往往需設(shè)置兩個(gè)或多個(gè)反應(yīng)池交替運(yùn)行達(dá)到處理效果，對(duì)于每一個(gè)反應(yīng)池而言，其進(jìn)水和出水是間歇性的;其次，系統(tǒng)中每個(gè)反應(yīng)池的操作都是分階段和按時(shí)間序列進(jìn)行的。

　　進(jìn)水工序是指生活污水進(jìn)入反應(yīng)池的過(guò)程，一般從反應(yīng)池最低水位開(kāi)始，充水至最高水位。反應(yīng)工序是指進(jìn)水之后，向反應(yīng)池中的污水進(jìn)行曝氣處理的工序，在此過(guò)程中活性污泥上的微生物與廢水充分接觸，分解其中的有機(jī)質(zhì)，實(shí)際操作中可根據(jù)需要在好氧或缺氧條件下進(jìn)行，也可以在兩種條件下交替進(jìn)行。沉淀工序是指反應(yīng)池充分反應(yīng)后對(duì)廢水進(jìn)行靜置沉淀的過(guò)程，是實(shí)現(xiàn)泥水固液分離的關(guān)鍵。工序所經(jīng)歷的時(shí)間稱(chēng)為沉淀時(shí)間，可根據(jù)需要靈活調(diào)整。排水工序指將沉淀后的上清液撇除至反應(yīng)池最低水位的工序，一般需要采用特殊的潷水設(shè)備排水，其優(yōu)點(diǎn)在于可在不擾動(dòng)污泥層并防止水面浮渣外溢的情況下將上清液從水面撇除，確保出水水質(zhì)。常用的潷水器包括旋轉(zhuǎn)式潷水器、虹吸式潷水器和無(wú)動(dòng)力浮堰虹吸式潷水器等。待機(jī)是指從一個(gè)周期停止排水到下一個(gè)周期開(kāi)始進(jìn)水所經(jīng)歷的過(guò)程，可采用曝氣或不曝氣的方式，期間通常不再進(jìn)水。由于失去了廢水中有機(jī)質(zhì)的供給，微生物在此階段多處于內(nèi)源呼吸狀態(tài)，可為下一運(yùn)行周期創(chuàng)造良好的初始條件。

　　在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)廢水水質(zhì)不能滿(mǎn)足 SBR 工藝處理要求時(shí)，需設(shè)置必要的預(yù)處理或前處理環(huán)節(jié)，如格柵、沉砂池、初沉池、氣浮池、隔油池、纖維及毛發(fā)捕集器、水解酸化池、混凝沉淀池和中和池等。SBR 生活污水處理工藝的優(yōu)點(diǎn)主要包括：可對(duì)曝氣方式和強(qiáng)度進(jìn)行靈活控制和調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)好氧和缺氧等狀態(tài)的交替，具備良好的有機(jī)質(zhì)的凈化效果和一定的脫氮除磷效果;廢水在靜止?fàn)顟B(tài)下沉淀，采用潷水設(shè)備可縮短泥水分離時(shí)間、提高分離效率，確保出水水質(zhì)和運(yùn)行效果 ;由于在進(jìn)水過(guò)程中反應(yīng)池內(nèi)有滯留的部分處理水，對(duì)新進(jìn)入系統(tǒng)的廢水有稀釋和緩沖作用，可在一定程度上有效抵抗水量、有機(jī)負(fù)荷甚至有毒物質(zhì)的沖擊;系統(tǒng)往往由多個(gè)反應(yīng)池組成，各反應(yīng)池的運(yùn)行相對(duì)獨(dú)立，可分別根據(jù)水質(zhì)、水量進(jìn)行獨(dú)立調(diào)整，運(yùn)行靈活，凈化效果好 ;反應(yīng)池底物濃度高，濃度梯度大，污泥泥齡較短，絲狀菌難以大量繁殖，污泥容易沉淀，不易發(fā)生污泥膨脹 ;工藝流程整體簡(jiǎn)單，涉及的設(shè)備少，裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單，便于運(yùn)維管理;造價(jià)低，布置緊湊，占地面積小，無(wú)需設(shè)二沉池、污泥回流系統(tǒng)等。

3、問(wèn)題及措施

　　在某些火電廠(chǎng)生活污水的處理過(guò)程中，活性污泥法存在處理效果差、出水難達(dá)標(biāo)的問(wèn)題，這是由于該方法適用于水質(zhì)和水量比較穩(wěn)定的有機(jī)廢水，一般要求 BOD5 ≥ 100 mg/L。對(duì)于生活污水 BOD5 長(zhǎng)期低于100mg/L 的火電廠(chǎng)，建議采用其它生化處理方法。若BOD5 短期之內(nèi)偏低，可以考慮人為投加有機(jī)碳源，提高廢水可生化性。部分電廠(chǎng)對(duì)廠(chǎng)內(nèi)廢水的管理比較混亂，將生產(chǎn)廢水與生活污水混合，混合水 BOD5 很低(< 50mg/L)，平均流量卻可高達(dá) 100 ～ 200t/h，導(dǎo)致活性污泥法處理效果極差。對(duì)于這種情況，建議電廠(chǎng)加強(qiáng)廢水管理，將水質(zhì)特征差異較大的廢水進(jìn)行分類(lèi)處理，提高處理效果。

　　火電廠(chǎng)的生活污水在一天之內(nèi)往往存在較大的波動(dòng)。圖 2統(tǒng)計(jì)了國(guó)內(nèi)某電廠(chǎng) 24h 生活污水的排放量，可以看出高峰期的流量可達(dá) 25 t/h，低谷期則近乎斷流。對(duì)于流量波動(dòng)影響廢水處理效果的問(wèn)題，建議火電廠(chǎng)根據(jù)廠(chǎng)內(nèi)污水的排放規(guī)律設(shè)置相應(yīng)的流量調(diào)節(jié)池或控制好初沉池的規(guī)模及進(jìn)出水量平衡，使進(jìn)入活性污泥系統(tǒng)的水量基本保持穩(wěn)定。

　　對(duì)于北方的一些火電廠(chǎng)，由于秋冬季溫度較低，會(huì)導(dǎo)致微生物活性下降，生化處理設(shè)施無(wú)法正常運(yùn)行。鑒于這種情況，可以考慮將處理系統(tǒng)設(shè)置在室內(nèi)或者增設(shè)足夠的保溫措施，確保在外界低溫環(huán)境條件下，系統(tǒng)仍可以正常地運(yùn)行，保證出水的水質(zhì)。

4、結(jié)語(yǔ)

　　生活污水的達(dá)標(biāo)處理是火電廠(chǎng)全面落實(shí)《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》的重要前提。本文重點(diǎn)介紹了常規(guī)活性污泥法和序批式活性污泥法的工藝流程和技術(shù)特點(diǎn)，分析了在工程應(yīng)用中影響活性污泥法處理效果的水質(zhì)、水量和溫度等問(wèn)題，并提出了相應(yīng)的解決方案，可為采用這類(lèi)方法的火電廠(chǎng)提供一定的借鑒。