暴雨来袭 污水处理厂如何防范、应对及善后？

来源：环保工程师

中央气象台持续发布暴雨黄色预警：预计，7月17日14时至18日14时，广东大部、海南岛大部、广西东部和中南部以及苏皖中北部等地的部分地区有大到暴雨，其中，广东西南部、广西东南部、海南岛北部等地有大暴雨，局地特大暴雨（250～300毫米）；上述部分地区伴有短时强降水（最大小时降雨量30～60毫米，局地可超过80毫米），局地有雷暴大风等强对流天气。

污水厂大多建在城市中下游地区，或低洼区域或依山傍水。一旦遭遇突发性暴雨洪水或次生灾害，无论是人员生命还是设备财产都将面临严重威胁。正因如此，面对洪水猛兽，如何防范、应对及善后，是现阶段污水厂技术、管理人员不得不关注的问题。

雨季对污水处理厂的影响

1、稀释进水浓度

在雨季，污水厂的进水量有1～1.3倍的增加比例。因此在雨季期间，旱季满负荷运行的城镇的污水厂的进水浓度有1～1.3倍的稀释，有时甚至达到2～3倍左右的稀释程度。在这样的稀释作用下，进水CODCr、BOD5、NH3-N，TP等指标都下降到原来正常水质的1/2到1/3左右。

2、增加进水泥沙含量

城市普遍存在植被面积小，裸露地面较多，风沙扬尘较多的情况，在雨季期间雨水对于路面上的尘土，裸露地面的泥沙都有强力的冲刷作用，降雨期间的雨水和污水量相互叠加下，管网内水量增大，流速加快，大部分泥沙、砾石都涌入到污水厂内，对污水厂造成很大的无机负荷压力。

3、增加污水厂水力负荷

在雨季期间，大量雨水进入到厂区集水井内，达到溢流管口，污水厂内的水位已经达到超过设计进水量的标准，水泵的净扬程缩小，流量增大，水泵的提升流量超过日常提升水量。污水厂内的各个处理构筑物的实际停留时间缩短，水处理设施的水力负荷增大到设计余量部分，污水厂处于超负荷运行的状态。

4、进水水质变化

由于大量的雨水混入到污水内，对污水原有的水质结构产生了很大的影响，例如：城镇雨水的酸性水质，会改变进水的pH值；由于雨水和部分河道的水涌入，夹杂了大量的空气中的氧气进入到污水内，会提高污水的DO值；空气中的氮和氨氮在降雨过程中会溶解到雨水中，造成水质的总氮氨氮升高；在雨水冲刷的道路路面，轮胎磨损造成的路面重金属的沉积，也会进入到污水厂内，导致污水厂进水的重金属超标。

这些影响可能会对污水处理厂造成的危害有：

• 进水泥砂，悬浮杂质过多，对预处理段造成很大压力；

• 进水浓度过低，微生物无法正常维持，严重时会导致整个活性污泥系统崩溃；

• 水力负荷过高，对活性污泥系统冲击很大；

• 高NH3-N，低pH、高DO改变微生物系统；

• 出水水质超标。

污水厂要做哪些准备工作？

充分的准备是安全生产的一道屏障，可以有效指导应急工作迅速、高效、有序地开展，将突发事件的人员伤亡、财产损失和生产破坏降到最低限度。

1、适当的降低污泥浓度

由于汛期进水浓度下降，有机碳源减少，微生物将处于饥饿阶段，并发生自我消化。

因此，在汛期前适当的降低污泥浓度，可有效保障整体工艺在水质波动期中平稳渡过。即使进水水质突然降低，冲击对活性污泥系统的影响也不会太大。

2、提前设置超越管，或增建初沉池或调节池

由于雨水会携带大量沙粒和粘滞泥等易沉淀物，在进水口设置超越管，或后期通过增建初沉池或调节池的方法可有效减轻泥砂水对后续单元的冲击。

3、做好关键设备部位的检修与监控

为避免汛期设备系统突发故障，以及降低抢修事故的发生，污水厂应组织相关部门对所有电器系统、机械设备进行一次全面检查，确保设备完好，无接地等安全隐患。

同时，做好各水泵监控与状况记录，确保汛期期间各水泵正常运行降低水位。

污水厂如何做好工艺调整

一般来说，正常运行的污水厂有一定的抗冲击能力。但如遇特大暴雨洪涝，应及时启动应急预案，优先安排工作人员撤离至安全区域，避免出现因盲目抢修而引发的触电、溺水事故。

1、加强现场巡视和监管

生产管理人员和一线操作工初期可通过调整吸砂泵运行时间和频率来控制，同时通过污脱加强对泥砂的去除，后期现场要留人观察，防止泥砂杜塞管网和砂泵。

当进水严重超标或纯泥砂水进入时，应做好进出水变化数据和水质情况照片留存，及时上报主管领导或相关部门后，采取停止运行并超越的措施来解决。

2、加强沉淀和格栅作用

大雨冲刷的泥砂水中含有大量沙粒和粘滞泥，而且这些都是易沉降物，虽然曝气池中有曝气，但依然容易沉积在池底，形成一个浮动的泥砂粘泥层，粘带阻隔了相当一部分细菌的活动，造成池底附近的细菌缺氧或营养不良而侵蚀自己菌胶团，然后死亡。

因此，为减小这种伤害，应该加强沉淀和格栅作用。如果发生污泥上浮及出水指标上升现象，为维持污水厂稳定运行就应立即对污水进行消毒，把水溢流或排空，不再部分或全部接纳雨污水。

3、采取超越初沉池工艺

如果污水厂在有初沉池的条件下，通过改变工艺可以减少预处理段沉淀作用对有机物的消减，保证生化段的有机碳源，满足微生物的生长需求。当进水SS浓度较低时，开启超越管、超越初沉池来减少有机物的损失。

4、注意高/低负荷进水

对于高负荷或高SS的进水主要靠泥龄和剩余污泥的排放量来控制，研究表明在高负荷冲击下，一般的生化反应速率（硝化反硝化、释磷噬磷等会下降30%还多，直接影响出水中 SS、NH3-N、TN等，对 COD 和 TP 的影响不大，但是在过程控制中一定要注意DO的控制和调整，严格注意出水指标的变化和保证。

对于低负荷的进水冲击，可通过投加碳源及营养物质的方法来改善生化系统。考虑到实际情况，条件艰苦时可就近从化粪池抽取粪便浓水，用做碳源。

5、调节生物段曝气量

在低浓度进水和自然消解后的低浓度活性污泥的情况下，应降低曝气量。可通过关闭一部分曝气机或间歇曝气等手段，来实现生物段曝气量减少。如果不采取措施减少曝气池溶解氧量，会导致污泥解体，甚至崩溃。

6、控制进水水量

为保证后续构筑物能在一个稳定的水力负荷下运行，汛期进水量应与日常提升水量持平，污水厂可通过切换污水提升泵或者调小提升泵出水阀门来实现。

值得注意的是，为保证提升水量与日常水量一致，污水厂需要根据进出水流量计准确进行控制。这是由于由于汛期集水井液位上升，水泵的提升能力提高，从而导致原有水泵（未变换）的提升能力远大于日常提升能力。

7、适当调低内外回流

当污水厂存在内回流系统时，需调低内回流系统，这是因为雨水中DO较高，进入到厌氧区和缺氧区污水含氧量会上升，同时反硝化段消耗大量的碳源后会导致好氧段碳源下降，进而无法维持好氧微生物的生长和生存，最终出现活性污泥浓度下降，甚至崩溃的现象。

除此之外，由于汛期进水水质突然变化，有机浓度降低，适当调低外回流量还可减缓活性污泥回到曝气池内的老化速度。

暴雨冲击后如何迅速恢复生产

当然，即便做了一系列准备和调整，严重灾情下污水厂依旧无法平稳度汛。因此，当污水厂被洪水和大量泥砂冲击，造成活性污泥系统崩溃，污水直排后，污水厂相关管理人员应在分析现状后迅速组织技术力量，根据现状编制解决方案并立即实施，及时清理了系统中的大量泥砂，在短期内完成活性污泥的培养，迅速恢复了正常生产，直至出水达标排放。

为了在汛期结束后，恢复生化系统，加快调试恢复速度，污水厂应优先保证一条生化线的处理运行水平，以及污泥浓度和微生物量，另一条线可以作为水力通过的池体。

具体操作为，选择生化处理段中的一条处理线，关闭或调小其进水水量和回流污泥量，把7成以上甚至全部的水量和回流污泥进入到另一条生化线内。如此一来，待进水中雨水退去以后，便可以全进水的一条线为主体，恢复生化系统。

1、自控设备的维护

主要包括以下几个方面。

• 预处理系统：粗细格栅、曝气沉砂池、进水流量、液位计、pH计、COD、NH3-N 在线 等，电动阀门、控制箱 。

• 生物反应系统：水下搅拌器、表曝机、回流泵、DOMLSSORP。

• 污泥泵站及污脱系统：剩余泵、回流污泥泵、剩余量、浓缩带压一体机、控制柜、 螺杆泵。

• 二氧化氯消毒系统：电动阀门、控制柜箱、螺杆泵、配药系统、安全防爆系统、加 药系统、出水在线系统。

• 变配电控制系统：电力监控系统、进水提升泵、二沉池刮泥机等。

• 与提升泵、脱水机、表曝机、消毒系统等的通讯联系等。

2、系统中泥砂的清理

在构筑物中间位置较空地面用砖堆成矩形成水池，池内铺盖布条或粗纤维编织袋，以该池作为泥砂水过滤池使用。滤过液作为废水重新进入处理单元作为稀释水再次利用，而被过滤留下的泥砂作为固废进行卫生填埋处置。

如果泥砂量较大和沉积时间比较密实，可用水泵在池中进行冲击，用吸砂泵及污泥泵在池中进行抽吸，抽吸提升后在矩形泥砂池中进行泥水分离。

值得一提的是，对曝气沉砂池中的泥沙进行去除时，可分两廊道分别清理。首先对关闭的廊道进行反复的稀释泵吸，用高压泵头对沉积密实的泥砂进行反复冲击，彻底清理后再倒池子清理。对于已处理后的曝气池可作为蓄水池使用，为冲击泥砂蓄积进水和滤过液。

3、短期活性污泥系统恢复

进水后利用残余污泥进行污泥培养，同时根据 C:N:P 比例进行营养物质的调整和投配， 增强污泥活性和絮凝效果，并对问题隐患进一步完善修理。

根据进水水质和水量情况随时调整曝气量，严格控制DO，随时观察现场运行情况和状态，避免曝气过量和不足，防止污泥解体和老化。

合理调整回流量，根据氧化沟具体情况适当调整外回流和内回流量，保证BOD的有效降解和TN等去除率。

根据泥龄，尽快恢复污脱系统运行，保证营养物质均衡和出水达标。