技术
冬季污水处理厂运行始终是个难点，而低温条件下进水量减少又会使污水处理厂的运行处于更为不利的工况。以哈尔滨某污水处理厂为例，我们来看下低温条件下由于停水导致进水量减少对污水厂运行造成的影响。
污水厂概况
哈尔滨某污水处理厂设计规模为32. 5× 104m3 /d，占地14. 72 hm2，工程总投资为35743万元，采用A /O工艺，流程如图1所示。
其中初沉池有4座，A /O池4座，二沉池8座。每座A /O池分为5个廊道,每个廊道长为100m,宽为51 m,高为7. 8 m,有效水深为6. 7 m。其中第1廊道为A段,3、4、5廊道为O段,第2廊道为机动段。 1、2廊道设有水下搅拌器，2、3、4、5廊道池底安装有管式膜曝气器,第2廊道可根据需要调节DO浓度。第5廊道末端设有2台内回流泵,单台流量为2000m3/h。
污水厂的设计进、出水水质见表1。
采取的措施1.投加生物制剂为克服进水量锐减给污水厂运行带来的影响，向A /O池投加40m3生物强化制剂。制剂主要由两部分构成：一是营养物料(甲醇、尿素和磷酸氢二氨);二是高效菌株,包括9株硝基苯高效降解菌、6株苯高效降解菌和25株低温高效降解功能菌。生物制剂的活菌含量为(1～2)× 109 CFU/mL。2.调整运行模式①旋流沉砂池由开启4座改为开启2座,并使污水超越初沉池,直接进入生化池;②减小曝气量、停止剩余污泥排放和加大污泥回流以缓解热量散失、污泥流失及A池污泥沉淀问题;③全市停水期间增加水样监测分析的频率(由一天采样一批次增至二批次),并相应加大污水厂人工巡查力度;④加强生物相检测,利用指示生物指导水量减少期间的工程运行。具体运行模式(单组A /O池)见表2。
表2水量减少期间污水厂运行情况
结果与讨论
1.进水量锐减的影响分析
进水量锐减对污水厂运行的影响主要包括营养缺失、水力负荷降低、水温下降及恢复供水后的负荷冲击等几个方面。①进水的营养物严重不足停水期间流入太平污水厂的水量大幅减少(见表3)。
同时由于污水在管道中的流速减缓,有机物沿途沉淀,进水中的营养成分严重不足，停水期间进水BOD、TN和TP的平均浓度分别为140、43和5.2 mg /L，氮、磷含量偏高,碳源不足。②水力负荷降低停水期间进入污水厂的水量较平时锐减，25日、26日和27日3d的平均水量为设计水量的1 /4，致使水力负荷大幅度降低，污水流速减缓，易造成A池污泥沉淀,进而引起污泥腐败,最终导致污泥解体。
③水温下降进水量锐减使污水在市政排水管网的存留时间相应延长，污水到达污水厂的水温较平时有所降低，再加上持续曝气的热量散失，水量减少期间及恢复供水后水温比平时降低了1～ 2℃ ，25日、26日和27日3d的平均水温只有11. 4℃(见表3),直接影响了活性污泥对有机物和其他污染物的降解效率,对恢复供水后污水厂的运行不利。
④恢复供水后的负荷冲击恢复供水后,停水期间污水管网、化粪池、居民家庭、企事业单位等地方积累的污染物会在短时间内大量排入污水厂，28日下午进水COD、SS和NH3-N分别从224、108和68.5 mg /L上升至472、200和130.9 mg /L(见表3),造成污水厂水质、水量的负荷冲击，给污水厂的运行和管理造成了不利影响。
2.生物强化措施的运行效果
为克服水量减少带来的不利影响，采取了生物强化措施，其间污水厂的进水量经历了先减少、后增加的过程。停水期间及恢复供水后的水温也比平时有所降低，给污水处理带来不利影响。停水期间及恢复供水后污水厂的出水水质除28日的SS值稍微超标外，其他项目均持续稳定达标，在进水COD、NH3-N和SS浓度分别为472、130. 9和200 mg /L的条件下,出水相应浓度分别为44、7和23.5 mg /L，没有因为进水量变化影响出水水质，而此间污泥浓度也基本稳定在2200～2800mg /L,没有出现污泥腐败。
3.机理分析
污水厂在停水期间实现了平稳过渡,其原因分析如下：
①投加生物制剂,强化营养和污泥降解功能。生物强化制剂中甲醇、尿素、磷酸氢二氨等营养成分的加入保证了水量减少期间生化池的营养能够维持活性污泥中微生物各项生理活动的正常进行;同时生物制剂中的功能菌使活性污泥降解功能在不利条件下得到了稳定和强化,对污水厂的平稳过渡起到了关键作用。在投放生物制剂的同时,相应调整了污水厂的运行模式(将旋流沉砂池由开启4座改为开启2座,并使污水超越初沉池,直接进入生化池)，这在一定程度上补充了A /O池部分营养。
②加大污泥回流,提高水力负荷。为保持生化池的水力负荷，加大了A /O池的外回流(由二沉池回流到A池)和内回流(由第5廊道回流到第1廊道)污泥量，使水力流速达到设计流速要求,防止了A池的污泥沉淀，为污水处理系统的正常运转提供了有利的外部环境。
③减小曝气强度,减缓水温下降和抑制污泥降解。曝气强度的减小有效减缓了水温下降，使水量减少期间水温维持在10℃以上,同时也在一定程度上抑制了污泥的降解，减少了营养的消耗,改善了污水厂的运行工况。
④采取综合措施，应对负荷冲击。在水量减少后期,为了应对恢复供水后的负荷冲击，在生物制剂中加入了生物活化液和低温功能菌;恢复供水后又提高了曝气强度、减小了污泥回流。这些措施有效激活了生物降解活性，提高了低温条件下有机物的降解能力，使A /O系统经受住了恢复供水后的水质、水量负荷冲击,实现了出水水质的持续达标。
结语
①因环境事故导致进水量减少对污水厂运行造成了负荷冲击、营养缺乏和水温下降等不利影响，而采取生物强化措施后有效抑制了污泥恶化并化解了负荷冲击，在进水COD、NH3-N和SS浓度分别为472、130. 9和200 mg /L的条件下,出水相应浓度分别达到44、7和23. 5mg /L,实现了水量减少期间污水厂的平稳过渡。
②通过投加生物制剂并调整运行模式的方法，污水厂出水水质在水量减少期间实现了持续达标，是生物强化技术研究应用的新突破，所积累的经验为污水厂同类事故的处理提供了借鉴和参考。
