深圳市滨河污水处理厂第二期工程活性污泥法二级污水处理系统于1987年竣工。该系统主要处理深圳市罗湖区、福田区的城市生活污水,日处理水量2.5万m3。经过十几年的运行,我们根据现有设备的特点,逐渐摸索出一套适合深圳市污水水质特点的污水处理工艺方法,并在总结实践经验的基础上,结合污水处理工艺最新发展趋势,积极探索进行旧设备与构筑物改造的最佳途径。
　　1　设计工艺流程
　活性污泥工艺的设计参数：
进水水质：BOD5=200mg/L,SS=240mg/L；
出水要求，达到国家二级处理排放要求，即pH=6.5-8.5, SS小于30 mg/L, BOD5小于30mg/L,CODCr小于120mg/L
(1) 粗格栅　机械格栅的栅条间距采用20mm。
(2) 曝气沉砂池　曝气沉砂池的前端设置细格栅,格栅的间距为10mm。沉砂池原设计成多尔沉砂池形式,由砂泵将水砂混合液吸入分离槽进行水砂分离,后由于实际运行效果不理想,按照平流池的形式进行了改建,采用机械刮砂机进行除砂。
(3) 初级沉淀池　初沉池是2座25m直径的圆形辐流式沉淀池,池边水深3.14m,沉淀时间1.5h。设计去除悬浮固体60%,去除BOD5负荷25%～30%。
(4) 曝气池　曝气池分为2组,每组4廊道,两组池并联使用。总有效容积8350m3,水深6m。水力停留时间8h,污泥负荷0.2kgBOD5/(kgMLSS·d)。
(5) 二级沉淀池　二沉池是2座直径30m的圆形辐流式沉淀池,池边水深3.97m,沉淀时间2.5h。
(6) 污泥回流泵站　二沉池活性污泥回流采用3台700mm螺旋回流泵,回流率85%,无备用。
(7) 脱水机　污泥脱水采用带式脱水机,性能稳定,工作效率高,但卫生条件较差。
　　2　净化机理和工艺特点
普通活性污泥法作为传统的污水生物处理工艺,是处理效率较高的污水处理方式。活性污泥中的微生物主要有细菌、原生动物和藻类,其中细菌主要又以菌胶团和丝状菌状态存在。在传统活性污泥法中,培养一定浓度的、具有良好沉降性能的活性污泥,是运转的关键,也是保证出水水质的关键。
　　3　进水水质
深圳滨河污水处理厂的进水水质波动比较大,进水BOD5浓度最高450 mg/L,最低80 mg/L,进水的BOD5浓度在100mg/L～200mg/L之间的频率为54%,进水的BOD5浓度在200mg/L～300mg/L之间的频率为26.5%,进水的BOD5大于300mg/L的频率约10%。平均进水BOD5浓度190mg/L。进水SS浓度在120mg/L～240mg/L之间的频率为76%,进水SS浓度大于240mg/L的频率为24%,平均进水SS浓度146mg/L。最高进水CODCr浓度2000mg/L,最低进水CODCr浓度200 mg/L,平均进水CODCr浓度大于380 mg/L。进水悬浮物主要成分是污泥。
　　4　运行情况
深圳市属于亚热带海洋性气候,年平均气温23℃,夏季最高月平均气温是28℃,冬季最低月平均气温是15℃,四季温差较小,城市污水的温度适宜微生物的繁殖。
滨河污水处理厂进水以生活污水为主,只有少量的工业废水,进水BOD5/ CODCr大于0.3,污水的生化过程较易进行。进水CODCr的异常变化能够反映出进水BOD5的异常变化。
滨河污水处理厂进水中经常有漂浮物、淤泥、建筑砂石。原设计使用的多尔沉砂池配砂泵的运行方式不合适,砂泵经常堵塞,多尔沉砂池的停留时间过长,沉淀物含泥量过大,原设计使用的砂水分离器不能很好地脱水,造成了生产运行的困难。
后根据实际进水水质状况,将多尔沉砂池按平流池的原理进行了改造,降低了出水堰板高度,增设了曝气管,改用简单高效的机械刮砂方式,解决了砂水分离的困难,减少了污泥的沉降。
经过初级沉淀,SS的去除率达到56.2%,BOD5的去除率达到45.8%,CODCr除率达到51.2%。初沉池出水中SS浓度平均为64mg/L,BOD5浓度平均为103mg/L,CODCr浓度平均为185.3mg/L。因为进水中悬浮污泥的含量大,所以初级沉淀对悬浮物有机物的去除率比设计值高。由于部分进水水质超过设计标准,在初沉池出水中SS浓度超过设计值的频率为8.4%；出水BOD5的浓度超过设计值的频率为13.4%,形成对曝气池的冲击负荷。
曝气池中活性污泥的性质直接影响到出水水质,活性污泥的组成既有菌胶团又有丝状菌。活性污泥的生长受营养物质、水温、pH值等因素决定。活性污泥的浓度是影响污泥负荷的内在因素。
曝气池污泥负荷N(kgBOD5/(kgMLSS·d))与污泥浓度MLSS的关系式：
　　　　N=QLa/(XV)
　式中Q--污水流量,m3/d；
　　La--曝气池进水BOD5浓度,mg/L；
　　X--曝气池混合液污泥浓度MLSS,mg/L；
　　 V--曝气池体积,m3。
滨河污水处理厂曝气池活性污泥浓度维持在1000mg/L左右,曝气池的污泥负荷平均 为0.31kg BOD5/(kg MLSS·d),大于设计值。
　活性污泥的沉降性能是影响二沉池出水水质的重要因素,将活性污泥的沉降比控制在合理的水平取决于进水水质如pH、营养物质、水温以及二沉池设计参数等因素。监测结果表明,曝气池的污泥沉降比SV小于40%时,活性污泥在二沉池中沉降良好。曝气池活性污泥浓度在900mg/L以下时,丝状菌有机会大量繁殖。丝状菌分解有机物的能力较强,丝状菌的增加对有机物的降解作用甚至强于菌胶团占优势时的活性污泥,但泥水分离能力较差,对二沉池出水SS的影响很大。曝气池活性污泥浓度低于800mg/L时,丝状菌会引起严重的污泥膨胀。在实际生产中,以污泥沉降比40%为参考值,结合微生物镜检,可以预防污泥膨胀。低浓度运行的活性污泥法比高浓度运行时容易引起污泥膨胀。
　　5　出水水质
　深圳滨河污水处理厂活性污泥系统对有机物、悬浮物能够高效率去除,BOD5、SS的去除率可达到90%以上,出水BOD5、SS满足国家二级处理排放标准,低于30mg/L；CODCr的去除率可达到80%以上,出水CODCr低于120 mg/L,出水CODCr平均为32.88 mg/L,出水CODCr浓度在60mg/L以下的频率为89.2%。
　　6　运行管理
传统活性污泥法污水处理系统运行过程中,由于进水水质的经常性变化,波动较大,为维持曝气池稳定运行,随着进水水质的变化及时调整运行参数是维持运行稳定的关键。通过长期的运行实践和对水质分析结果的规律性研究,我们得到以下结论：
当出水BOD5、SS大于20mg/L或曝气池活性污泥沉降比大于40%时,运行工段需要及时调整污泥回流比,以维持活性污泥的正常性能。
出水CODCr与出水SS、BOD5具有趋势相关性,而进行CODCr和SS的测量比较迅速,进行BOD5的测量有滞后性。当出水CODCr大于60mg/L时,适当调整污泥回流比、增加曝气池活性污泥浓度,保持有机物去除效果,维持稳定运行。
　　7　总结
传统活性污泥法是一种低成本高效能的污水处理方式,能够高效去除有机物,停留时间长的活性污泥法还具有硝化功能,但传统活性污泥法在运行中容易引起污泥膨胀,低活性污泥浓度运行时抗冲击负荷能力差。在珠江三角洲地区,将传统活性污泥法改造成A/O法或运用氧化沟进行污水处理,运行更稳定,增强了抗冲击负荷和抗污泥膨胀的能力,也容易实现自动化管理。
为了迅速准确地监测污水处理厂进出水水质的变化,及时准确地指导生产,我们有必要完善检测手段,探索能迅速准确反映水质变化的科学方法。