段付岗，严绪安

（1.陕西润中清洁能源有限公司，陕西长武 713600；2.陕西陕化煤化工集团有限公司，陕西华县 714100）

1 概 述

某公司甲醇装置设计能力60万t／a，配套的污水处理站设计能力330 m3／h，采用改良AAO法工艺，主要处理甲醇生产过程中的工业污水，所执行的排放标准为 《黄河流域（陕西段）污水综合排放标准DB 61／224—2011》中第二类污染物的一级标准，最高允许排放质量浓度ρ（NH3-N）不大于 12 mg／L，ρCOD不大于 50 mg／L。

2017年5月底污水站高效沉淀池出水COD超标，其质量浓度由日常控制值约30 mg／L逐渐上升至50 mg／L以上，且持续上升，6月1日最高达到111.2 mg／L，是标准值的2.22倍。5月25—31日污水站调节池、南北好氧池、高效沉淀池污水中COD检测记录见表1。

表1 2017年5月26—31污水站各池污水COD逐日测定记录 mg／L

此后，污水站出水COD指标迟迟调整不好，一直处于超标状态，直到9月底才恢复正常。此次超标持续时间之久、幅度之大，尚属首次。5—9月污水站COD检测记录见表2。

表2 2017年5月—9月污水站各池水COD 测定结果 mg／L

2 原因分析

2.1 气化工序来水冲击

分析污水站出水COD初始超标的原因之一是生产系统来水（污水站进水）中COD突然升高，活性污泥受到冲击所致。调节池污水中COD正常控制范围为200～300 mg／L，5月27日突然上升至 525 mg／L， 29 日达到 563 mg／L（见表 3）。

进一步分析和调查发现，5月27日气化工序大量排放灰水是污水站进水COD突然升高的主要原因。该工序连续3 d未向污水站排水，一直在其灰水系统内部循环，其COD和氨氮质量浓度必然升高，直至27日才开始大量排放。尽管未检测气化灰水COD，但从调节池污水COD达到500 mg／L以上可判断，气化灰水COD应该达到1000 mg／L以上。

生产系统来水极不稳定，变化幅度太大，主要是气化工序时常大量排放高污染物浓度的污水，既是本次高效澄清池出水COD超标的诱因，又是污水站长期无法恢复正常运行的直接原因。即使污泥活性良好，污水处理能力大，污水站也经不起高污染物浓度和大水量的不断冲击。

2.2 推流器停运多，缺氧池积泥严重

污水站生化系统关键设备故障率高，停运多。南北调节池内4台搅拌器均损坏停运，厌氧池内8台搅拌器损坏了3台，缺氧池内12台推流器损坏了8台，好氧池内4台回流器损坏了3台。关键设备故障率达64.3%，直接影响污水站的正常运行。

搅拌器停运后，调节池和厌氧池内的污水混合效果变差，污染物浓度变化幅度增大，不利于污水站的连续稳定运行；推流器和回流器停运之后，缺氧池和好氧池内污水的流动性变差，活性污泥易沉积在池底，占据了生化反应空间，缩短了停留时间，增大了曝气阻力，减少了供氧量，易导致污泥活性丧失，处理水质超标。

2.3 脱泥不及时，污泥沉降比高

污泥脱除不及时，易造成污泥浓度MLSS升高，污泥沉降比（SV30）增大。某公司长期未检测污泥浓度MLSS和有机污泥浓度MLVSS，故只能通过所检测的污泥沉降比来判断污水站的运行状况。正常状况下，污水站好氧池污泥沉降比一般控制在30%～40%；未及时脱泥时，也在40%～50%。而本次污水站出水COD超标时，南北好氧池SV30曾长时间达到90%以上。可见，不只是缺氧池积泥严重，好氧池的工艺状态也不容乐观。污水站南北好氧池污泥沉降比的控制状况见表4。

表4 9月10—30日污水站南北好氧池的SV30 %

好氧池泥量大，污泥浓度高，沉降比大的主要原因如下：

（1）脱泥机运行负荷偏低。脱泥机原设计为2台，1开1备。2016年实施中水回用站扩能改造项目，再增加了1台脱泥机，按2开1备设计。自2017年2月中水回用站扩能技改装置投运以来，污水站一直运行1台脱泥机，每天脱泥量仅1.5 t（湿基），因而导致生化系统严重积泥。最明显的异常现象是因脱泥不及时，污泥池时常溢流，高效沉淀池和2个沉淀池（二沉池）的刮泥机频繁出现故障。尤其是高效沉淀池污泥沉降速度慢，澄清水中时常出现泛泥现象，塑料填料斜板表面易附着污泥，需要经常用消防水冲洗。

（2）污泥池溢流量偏大。污泥池主要收集1个高效沉淀池、2个沉淀池和中水回用站等4路污泥，因污泥池容积小，而污泥浓度高，污泥量大，加之脱泥机仅1台运行，脱泥效率低，故污泥池时常溢流，且溢流量大，最后又返回生化系统，从而造成恶性循环，最终导致污泥沉降比高得离谱。

（3）好氧池和缺氧池积泥偏多。好氧池回流器和缺氧池推流器故障停运台数多，南北2套共16台竟停运11台，完好率仅为31.25%。在设备运行状态如此差的前提下，污泥回流量偏小，污泥浓度偏高，久而久之，导致污泥沉降比SV30居高不下。

无论任何原因引起SV30过高，都会给污水站的运行带来不良影响。活性污泥泥龄长，新陈代谢慢，降解污染物的能力差。SV30一旦长期高于90%，则存在污泥膨胀的可能，丝状菌占主导地位，污泥无法脱除，污水站将处于瘫痪状态。

2.4 活性污泥所需的C营养长期失衡

活性污泥在新陈代谢过程中，所需的三大营养分别为C、N和P，且最佳配比为C∶N∶P＝100∶50∶1。如果长期缺乏任一营养，活性污泥的降解能力就会受到影响，也只能适应此低营养源的生存环境。若某一营养太充足、太丰富，即污水中此污染物浓度过高时，则会对活性污泥产生冲击，而导致污泥活性变差，处理能力下降，处理后的污水出现超标现象。

长期以来，某公司生产来水中COD和氨氮质量浓度基本持平，污水站却无故停止添加甲醇，从而导致污水中C营养相对缺失。正常状况下，调节池污水中COD和氨氮质量浓度的比值应接近2，而实际偏差较大。2017年5—9月调节池污水中COD和氨氮质量浓度的比值平均为1.30，较理论营养比值低0.70。其中，6月最低仅为0.99，COD竟没有氨氮质量浓度高；7月最高比值为1.65，较最佳营养比例尚有差距。2017年5—9月调节池污水中COD和氨氮质量浓度的控制状况见表5。

表5 2017年5—9月污水站调节池COD和氨氮质量浓度的控制状况

加之，2017年4月中旬至5月中旬，甲醇装置进行系统大检修，污水站来水量大幅度减少，仅50～80 m3／h， 是正常生产时污水量的1／3； 污水中污染物浓度也偏低，其中COD平均为140.80 mg／L，是正常值的1／2；氨氮平均质量浓度仅为34.80 mg／L，约为正常值的1／6。在此状况下，活性污泥的营养严重不足，无法满足最基本的生存条件，还需添加甲醇和投放尿素以补充营养。实际状况是，在此期间仅投加了有限的尿素，而未添加甲醇，活性污泥基本处于饥饿状态。

大检修结束后，随着甲醇装置的陆续开车，生产系统又大排大放，污水量和污染物浓度均大幅增加，从而对活性污泥产生严重冲击，且一直未从源头控制，污水量和污染物浓度时常大起大落，极不稳定，这是活性污泥迟迟无法恢复活性和无法提高降解能力的原因，也是污水站长期处于半瘫痪状态和出水不达标的原因。

2.5 Cl-质量浓度高的渣场渗滤液返回污水站处理

污水中COD的测定方法普遍采用 《水质化学需氧量的测定重铬酸盐法 》（HJ828—2017），即使污水在线检测仪器进行自动检测时，大多也采用此法，其标准溶液之一为重铬酸钾。在测定含氯离子废水时，该方法存在较大误差。这是因为氯离子或氯化物在强酸性介质中，很容易被重铬酸钾氧化成氯气而使所测定的COD产生偏差。尽管在实际测定中采用硫酸汞作为掩蔽剂来消除氯离子的影响，但当废水中氯离子质量浓度超过2000 mg／L时，仍然会使COD测定产生一定误差，一般会引起COD测定值偏高。

自2017年4月底开始，用汽车罐车从渣场向厂内污水站事故池运输渗滤液，平均每天15车约270 t。2017年4月29日渣场渗滤液中Cl-质量浓度为 1455.2 mg／L，氨氮质量浓度为1577.2 mg／L， COD 为678.5 mg／L。 随着源源不断地运送渗滤液，其中COD和氨氮质量浓度持续下降，2017年8月3日分别下降至74.80 mg／L和346.00 mg／L，而Cl-质量浓度波动较大，2017年8月3日为766.90 mg／L，2017年10月9日又上升到1117.1 mg／L。

自从渣场渗滤液送入污水站后，其大事故水池、调节池、南北好氧池、高效沉淀池等污水中Cl-质量浓度同步升高，以高效沉淀池内处理后的污水为例，其平均Cl-质量浓度达1000 mg／L以上，最高曾达到2167.6 mg／L，这样便造成COD人工分析值和在线检测值均失准和偏高。

3 调控措施

3.1 应急处置措施

（1）污水站处理后的废水经高效沉淀池排出，当其出水COD不大于70 mg／L时，按设计路线进入中水回用站，和其他低COD废水经再次处理可达标排放，即COD不大于50 mg／L。

（2）当高效沉淀池出水 COD大于 70 mg／L时，将其切入容积为10000 m3大事故池，待机逐步进行消化处理，以确保总排放口废水在线检测上传的COD达标。

（3）中水回用站排出的废水每班应按时检测有关污染物指标，包括COD和氨氮质量浓度，确保达标排放。否则，必须再次返回污水站或中水回用站进行处理。

（4）无论在任何状况下，包括事故状态下，一律禁止超标排放废水。一旦在线检测废水中某一污染物浓度超标，应立即切入大事故水池，再查明原因，采取相应措施进行处置。

3.2 源头控制措施

（1）气化工序应严格执行有关污水排放管理规定，要求排入污水站的污水流量不大于100 m3／h， COD 不大于 500 mg／L， 氨氮质量浓度不大于 300 mg／L。

（2）其他工序同样禁止无故超量、超标排放污水进入污水站。事故状态下必须排放时，应及时联系调度室，排放至大事故水池内暂存。

（3）禁止渣场返回的渗滤液直接进入污水站调节池和生化池，应临时储存在大事故水池内，待污水站运行状态好转后再逐渐少量使用。

（4）渗滤液中Cl-主要来源于脱硫浆液。禁止将脱硫浆液运送至渣场处置，而应设法经真空过滤机过滤后，将脱硫石膏送至渣场，以降低其中的渗滤液量和Cl-质量浓度。

（5）增加污水站各路进水指标的检测项目，重点人工检测气化污水中COD、氨氮质量浓度和大事故水池污水中Cl-质量浓度等。检测频次为每班1次，必要时增加检测频次。

3.3 设备维保措施

（1）针对调节池、厌氧池、缺氧池和好氧池运转设备故障率高的问题，制订维修计划，督促备品、备件到厂，并加班加点进行修复处理。

（2）本着先易后难的原则，先更换有备品、备件的搅拌器，再检修需测绘加工的推流器和回流器，于2017年7月底先后修好了调节池和厌氧池的7台搅拌器、缺氧池的8台推流器和好氧池的3台回流器。

（3）在投运搅拌器、推流器和回流器之前，应使用压缩空气将各池内大量淤积的污泥吹散、移走，方可启动设备，以防扭断轴或叶轮，而造成二次设备故障。

（4）加强污水站运转设备的维护保养，定时定点检查油箱油位，及时更换变质的润滑油，做到计划检修，以减少设备故障，保持长周期稳定运行。

（5）当设备和仪表出现故障时，做到抢修不过夜。尤其是2台脱泥机应保持满负荷运行，加大脱泥量，降低污泥沉降比至30%～40%。

3.4 污水站调整措施

（1）在缺氧池内应尝试少量添加甲醇，以保持生化池内污水中COD均衡和稳定，尤其是保持C∶N＝2∶1，以增加污泥营养，增强污泥活性，提高降解污染物的能力。

（2）甲醇添加量可由小到大，逐渐加大，即使高效沉淀池出水COD稍微超标一点，也不能停止添加甲醇。只有这样，当污水站进水中COD较高时，减少或停止添加甲醇，才能收到抗冲击效果。

（3）在甲醇生产过程中，低温甲醇洗工序本身就产生污甲醇，难以销售，故可输送至污水站，用作活性污泥的C营养，既节约资源，又达到废物利用的目的。

（4）在大检修期间，当系统污水中COD和氨氮质量浓度偏低时，经过计算后，应在调节池内大量添加尿素或甲醇，为活性污泥补充足量的C和N营养。

（5）在推流器故障严重期间，架接临时潜污泵和管道，将缺氧池淤积的污泥直接送至好氧池，以减少淤积，加快流通，改善降解有机污染物的功效。

（6）在高效沉淀池架设临时泵和管道，将其沉淀下来相对较稀的污泥送至南好氧池；在污泥池架设泵和管道，将其上部较稀的污泥返回北好氧池，以减轻污泥池压力，防止出现溢流。

（7）加大2台脱泥机的处理量，保持24 h连续运行，即使交接班时也不能停机。要求每个班必须脱出7车约3 t污泥，否则将严厉考核，禁止交班。

（8）在消化大事故池污水的过程中，应严格控制调节池污水中 Cl-质量浓度不大于1000 mg／L，减少或消除对 COD检测的影响，以防止误导生产。

4 技改措施

（1）在高效沉淀池上放置一个方形塑料槽，体积为1m×1m×1m，将粉状COD去除剂溶解在水中后，再添加在高效沉淀池的出水槽内，以防出水COD超标。

（2）在脱泥间新增加1台脱泥机，其设计规格、处理能力等参数与原脱泥机相同，安装和调试完成后，投入正常运行。

（3）在调节池上增设1间分析小屋，安装了COD、氨氮和碱度在线检测仪，主要是监控气化污水指标，以便及时进行工艺调整，目前运行状态基本良好。

（4）高效沉淀池的沉淀效果较差，时常出现泛泥现象，故全面更换池内的塑料斜板填料，并清理底部淤积的污泥，以改善污水沉降效果。

（5）实施推流器吊杆改造和加固，延长其运行周期，以防断裂造成推流器再次停运。此次改造后，推流器的故障率明显下降，运行周期达到1 a以上。

（6）聘请第三方污水运营公司来厂进行技术指导；8月底起陆续添加了新菌种，以改善污泥活性，收到了一定效果。

5 结 语

通过采取一系列的措施，历尽4个月的工艺调整和技改，某公司污水站终于在2017年9月底恢复正常运行，高效沉淀池出水COD均小于35 mg／L，氨氮质量浓度均小于1.0 mg／L。目前，污水站运行状态良好，已步入良性循环的轨道。