高温暴雨双重夹击，污水处理厂如何破局稳运行？

夏季高温对污水处理厂的稳定运行构成严峻考验，不仅会影响微生物活性，还可能引发溶解氧不足、污泥膨胀等一系列问题。同时，夏季也是暴雨多发季节，雨水冲击同样会给污水处理系统带来挑战。掌握科学的应对策略，对于保障污水厂高效、稳定运行至关重要。

高温带来的运营挑战

• 微生物活性失衡

  异养菌代谢加速导致耗氧量剧增，自养型硝化菌因高温活性受抑制，氨氮去除效率下降风险增加，且丝状菌易过度繁殖引发污泥膨胀。  

• 溶解氧需求与供给矛盾加剧

  高温使水体饱和溶解氧浓度降低，而微生物呼吸速率加快导致耗氧量显著增加，同时曝气系统效率可能因水温升高略有下降。  

• 污泥沉降性能恶化

  高温易诱发丝状菌污泥膨胀，微生物代谢快产生的胞外聚合物会影响絮体结构和沉降速度，导致二沉池泥水分离困难，出水悬浮物升高甚至污泥流失。  

• 异味控制难度加大

  高温加速厌氧反应，在预处理区和污泥处理区，硫化氢、氨气等恶臭气体的产生量和释放速率显著增加。  

• 设备运行负荷增大

  风机、水泵等关键设备在高温环境下长时间满负荷运行，故障风险上升，需要更频繁的维护和冷却。  

高温运营需重点监测的指标

核心水质与工艺指标

• 溶解氧

  需密集监测好氧池首端、中端和末端，目标值通常在 2.0mg/L 以上，防止局部缺氧。  

• 污泥浓度

  维持适宜范围，高温下可适当降低以缓解溶解氧压力。  

• 污泥沉降比

  增加检测频次，正常范围通常在 15%-35%，超过 40% 需警惕。  

• 污泥体积指数

  SVI＞120-150mL/g 预示沉降性变差，大于 180mL/g 可能已发生污泥膨胀。  

• 氧化还原电位

  辅助判断好氧 / 缺氧 / 厌氧状态，对脱氮除磷工艺尤为重要。  

• 进出水污染物

  重点关注氨氮、总氮、化学需氧量、五日生化需氧量、总磷、悬浮物等的去除效率，特别是氨氮达标情况。  

污泥特性指标

• 显微镜观察

  定期观察菌胶团结构、丝状菌丰度和种类、原生 / 后生动物种类与数量，丝状菌丰度增加是污泥膨胀的早期预警信号。  

• 污泥龄

  高温下可适当缩短，以加速淘汰生长缓慢的硝化菌或抑制丝状菌生长。  

物理与环境指标

• 水温

  持续监测各工艺段水温，作为调控基础。  

• pH 值

  硝化过程消耗碱度，高温可能加速此过程，需维持 pH＞6.8 以避免抑制硝化菌。  

• 恶臭气体浓度

  在易产生区域布点监测，评估控制效果和人员防护需求。  

设备与能耗指标

• 曝气系统能耗

  通常占全厂能耗的 50%-70%，需关注风机电流、风压、风量。  

• 设备运行状态

  监测关键设备的温升、振动、噪音等。  

高温及暴雨冲击的应对策略

高温应对策略

• 溶解氧精准管控

  优化曝气策略，如分点精确曝气、间歇曝气、基于溶解氧实时反馈的动态控制，必要时增加临时曝气能力。  

• 污泥膨胀预防与控制

  加强沉降性能监测，优化营养比例（C:N:P），必要时补充碳源，在安全前提下适当缩短污泥龄，确保溶解氧充足且分布均匀。  

• 保障硝化效率

  确保溶解氧＞2.5mg/L 和碱度（pH＞7.0），优化曝气池流态以减少死区，保证足够数量的硝化菌。  

• 强化异味控制

  及时清捞预处理栅渣，减少污水在预处理单元的停留时间，对易产生恶臭的构筑物加盖并配备除臭设施。  

暴雨冲击下的污泥沉降应急控制

暴雨会导致进水水量骤增、污染物浓度稀释、水力负荷飙升，对二沉池造成严峻考验，可能出现表面负荷剧增、污泥层扰动上浮、絮体结构破坏等问题。

传统应对方法存在一定局限，如单纯加大回流比可能适得其反，临时投加常规无机混凝剂虽能快速改善沉降，但可能引入额外盐分、增加污泥产量，并对后续生物处理单元产生潜在不利影响。

可采用的优化方向包括：采用能促进致密絮凝、诱导形成更紧密且比重大的污泥絮团的处理方式，以提升沉降速度和压实度，同时需确保其对活性污泥微生物群落友好，不抑制生物活性，不增加额外污泥无机盐分，不影响后续生物处理效能。

实际案例参考

华北某大型市政污水厂

• 基本情况

  处理水量 300000t/d，采用 AAO+MBR 膜工艺，主要处理生活污水（占比 90%）及少量工业园区排水（COD/BOD 波动大）。  

• 面临问题

  水温持续＞32℃导致 SVI 飙升至 180-220mL/g，二沉池飘泥严重；单日降雨量超 100mm 时进水量骤增 40%，MBR 膜组污堵速率加快 3 倍；硝化菌受抑制导致出水氨氮间歇性超标。  

• 应对措施

• 暴雨预警前 2 小时，在生化池末端投加助沉剂以增强絮体抗剪切力；
• 暴雨期间在二沉池进水渠追加投加，快速改善沉降效果；
• 在好氧池分段投加硝化菌剂以提升硝化菌群密度，配合将溶解氧优化至 2.5-3.0mg/L。

• 处理效果

  7 日内控制污泥膨胀，SVI 稳定至 110mL/g，二沉池 SS 出水＜10mg/L；出水氨氮 100% 达标，COD＜30mg/L。  

华东某园区污水厂

• 基本情况

  处理水量 200000t/d，采用改良型氧化沟 + 高效沉淀池工艺，处理印染、制药废水混合液（COD:800-2000mg/L，TN:80-120mg/L）。  

• 面临问题

  水温达 35℃时，丝状菌与非丝状菌膨胀并存；暴雨导致雨水混入初期雨水，苯系物浓度突增，微生物活性骤降；水力负荷超设计值 50%，沉淀池翻泥，出水 TP 超标。  

• 应对措施

• 在氧化沟出水堰与沉淀池入口投加助沉剂，快速控制翻泥；
• 投加耐盐菌剂，72 小时内恢复 COD 去除率。

• 处理效果

  SVI 从 210mL/g 降至 105mL/g，沉淀池恢复泥水分离功能；苯系物冲击下 COD 去除率保持＞80%，未发生菌群崩溃；暴雨季药剂总用量减少 35%，避免无效碳源投加。  

夏季高温与暴雨的双重挑战，是对污水处理厂运营管理能力和技术储备的考验。成功应对的关键在于深入理解高温和暴雨带来的生化与物理变化，严密监控关键数据指标，并迅速采取科学有效的调控措施。