活性污泥(activesludge)是微生物群體及其所依附的有機物質和無機物質的總稱，活性污泥可分為好氧活性污泥和厭氧顆?；钚晕勰?，活性污泥主要用于處置廢水。A/O生化處置工藝(簡稱A/O工藝)是由厭氧和好氧兩局部反響組成的污水生物處置系統，污水進入厭氧池后，依次閱歷厭氧反硝化、好氧去有機物和硝化的階段，其流程特性是前置反硝化，硝化后局部出水回流入反硝化池，以提供硝酸鹽;A/O工藝特別合適煤氣化、有機化工等廢水的處置。

　　1、魯南化工污水處置系統及污泥系統簡況

　　1.1 工業污水處理系統工藝流程

　　兗礦魯南化工有限公司(簡稱魯南化工)是兗礦集團旗下一家高科技煤化工企業，企業以煤為原料，經過水煤漿加壓氣化工藝產出合成氣，進而生產甲醇、醋酸、醋酸乙酯、丁醇、聚甲醛等有機化工產品。

　　魯南化工現有污水與回用水處置系統建于2006年9月，2007年4月調試運轉；項目總投資11700萬元，設計污水處置才能為26000m3/d，采用A/O工藝和雙膜法廢水處置工藝，其工藝流程見圖1。

　　污水處置系統主要對企業排放的生產、生活污水實施集中處置，生產廢水主要包括煤氣化廢水、有機化工廢水(包括甲醇、醋酸、丁醇、聚甲醛、醋酐、醋酸乙酯等安裝產生的生產廢水、沖洗水)，設計出水水質達《污水綜合排放規范》(GB8978—1996)一級規范。

　　1.2 污水處置系統設計進出水水量及水質(表1)

　　1.3 污泥處置系統的設計

　　污水處置系統設計正常進水懸浮物(SS)含量為35～60mg/L；其中，對造氣安裝、氣化安裝廢水懸浮物含量的請求為50～100mg/L。污泥處置系統有關設計參數見表2。

　　污泥處置系統主要設備：污泥濃縮機2臺，規格：8.0m×5.0m，功率2×1.5kW；廂式壓濾機2臺，規格為Xm300/1500mm，處置才能5t/箱，功率2×4.0kW；氣動隔閡泵2臺，型號ARO666320-EEB-C(英格索蘭)。

　　2、污水處置系統污泥增加緣由及危害

　　2.1 污泥增加問題的呈現

　　2007年A/O系統投運以來，有機污染物負荷率不斷堅持在60%～80%，系統運轉穩定，出水水質滿足并優于《污水綜合排放規范》(GB8978—1996)，污泥性狀良好，生化系統污泥濃度維持在6000mg/L左右。2017年以后，隨著魯南化工多個新項目投運，有機污染物負荷顯著增加(達80%～110%)，加之其他諸多要素的影響，2017年以后A/O生化系統污泥濃度高達11000～13000mg/L，且經過顯微鏡檢驗(簡稱“鏡檢”)發現無機污泥占比擬高，污泥活性明顯降低，污泥脫水系統2臺廂式壓濾機連續運轉，單臺每次出泥4～5t、每天出泥15～20t仍無法滿足污水系統排泥所需，污水處置系統運轉風險較大。

　　2.2 污泥增加的緣由剖析

　　關于污泥增加的緣由，經認真排查與剖析，魯南化工排查梳理出以下方面的緣由。

　　(1)污水處置系統水力負荷、有機污染負荷增加。2017年以來，醋酸、醋酐安裝提產，聚甲醛安裝達產，多套安裝負荷的提升使得廢水量增加，COD、NH3-N等有機污染負荷增加，污泥負荷增高，污泥增殖疾速，泥量增加。

　　(2)煤氣化廢水懸浮物含量高。設計氣化廢水(進水)懸浮物含量≤100mg/L，實踐懸浮物含量均勻在150mg/L，最高達500mg/L，主要緣由是新建復合肥安裝占地而停用原廠內預處置廓清池，氣化廢水保送流程改為直接送污水處置廠，廢水中的煤灰未得到有效沉降，造成污水處置系統污泥中無機組分含量增高。

　　(3)廢水排放規范提升?！蛾P于批準發布<山東省南水北調沿線水污染物綜合排放規范>等4項規范修正單的通知》(魯質監標發[2011]35號)中，排水懸浮物指標由70mg/L降至30mg/L，循環水排污原作為清凈下水直接排放，因排放規范提升而不能直排，2016—2017年對全廠循環水排污水實施管理，將循環水排污至凈化水廠三級沉淀池吸附沉淀后排放，此局部水量增加約400t/h，相應增加絮凝劑投加5.6t/d，致三沉池負荷增加，污泥量增加約5t/d。

　　2.3 污泥增加的危害

　　由于上述緣由，污泥脫水系統不能滿足系統污泥處置所需，生化池污泥濃度最高增至13000mg/L且無機污泥占比大，每天有大量污泥不能從系統中脫出，久而久之對生化處置系統危害極大。詳細危害如下。

　　(1)生化污泥老化，對COD、NH3-N去除才能降落，影響出水水質，出水COD、NH3-N升高。經與山東省環科院專家交流得知，當生化池污泥濃度超越15000mg/L時，污泥將不再生長而是呈現死亡，該值為污泥濃度峰值，當前生化池污泥濃度曾經接近臨界值，如控制不好任由污泥濃度繼續增高，將會呈現污泥死亡、上浮等惡性事情。

　　(2)生化污泥SV30在90%以上，懸浮顆粒多，不易沉降，沉降性能差，影響出水SS，存在排放超標風險。

　　(3)污泥增加會占用生化處置系統有效容積，限制進水量和對污染物的處置才能。

　　(4)污泥泥齡增長，耐沖擊性差，一旦受負荷沖擊，短期內不易恢復生性。綜上，污水處置系統負荷增加，污泥不能及時排出，生化污泥濃渡過高，泥齡老化，會對污水處置系統的處置才能和出水水質形成較大影響，存在較大的環保風險。

　　3、應對措施

　　針對污水處置系統暴顯露的污泥量增加問題，魯南化工從控制污水處置系統進水水質、優化設備運轉、改善污泥性狀、增設疊螺式污泥脫水機(增加排泥才能)等方面著手優化與改良，于2019年1—6月提出并落實如下應對措施。

　　3.1 控制氣化廢水進水

　　SS濃度煤氣化廢水中的煤灰等懸浮物是形成污水處置系統進水懸浮物含量高、生化污泥中無機組分高的重要緣由。為此，采取了如下措施：

　　①氣化車間從源頭增強管理，開好氣化壓濾設備，在界區內充沛脫除煤灰等懸浮物;

　　②應用原造氣安裝(由于高耗能等緣由，于2010年停用并撤除，在舊址建立了復合肥安裝)的平流沉淀池，將氣化廢水改道平流沉淀池充沛沉淀后再由泵打入污水處置系統調理池，平流沉淀池沉淀下來的煤灰經過抓斗吊定期清算，隨氣化灰渣作為普通固廢實施處置。本項改造措施充沛利舊，僅新增2臺污水泵，投資20萬元。

　　3.2 改善污泥性狀，投加營養液

　　生化污泥所需的主要營養物質有碳源(BOD/COD)、氮源、磷源和無機鹽等。碳是構成細菌體的重要元素，細菌體中的各有機物均含有碳，污水中含碳的有機物即為細菌所能應用的碳源。氮也是構成生物體的重要元素，在細菌的蛋白質、核酸等分子中均含有氮元素。魯南化工污水中NH3-N充足，無需補充氮源;細菌對無機鹽的請求并不高，污水中的無機鹽含量普通能滿足其生長所需;但細菌對磷的需求較多，普通工業污水中若磷缺乏，需投入一定的磷酸鹽作為磷源。魯南化工污水處置系統污泥存在氮源過量而碳源、磷源缺乏的問題，為改善污泥性狀，提升污泥活性，決議投加甲醇廢水和磷營養液(NaH2PO4)以補償碳源、磷源缺乏，O池依照C(BOD5)∶N∶P=100∶5∶1(其中，N以NH3-N計，P以PO4-P計)的比例調理。

　　3.3 增設疊螺式污泥脫水機以加大排泥量

　　經計算，當前污水處置廠污泥產生量(折85%含水率)為25246kg/d，而污水處置廠2臺廂式壓濾機的污泥處置量(85%含水率干泥餅)為20t/d，污水處置廠污泥增殖量(折85%含水率)為5246kg/d，故需增設污泥脫水設備。

　　分離污水處置廠實踐場地狀況，研討廂式壓濾機的排泥效果，參考其他企業的污泥處置辦法，對常用的污泥脫水機實施比擬，最終決議增設疊螺式污泥脫水機(簡稱疊螺機)。疊螺機設備規劃緊湊，可顯著減少基建投資，具有裝置調試簡單、占空中積小、整機全密封操作、可連續進出料、工人勞動強度低(1人可同時操作多臺疊螺機)、毛病率低等優點，運轉前設置好污泥的濃度、污泥量、加藥量等指標即可自動連續地處置污泥。新增2臺污泥疊螺機及配套設備投資119萬元。

　　4、投資狀況及效果評價

　　4.1 投資狀況及運轉費用

　　2臺疊螺機及配套設備投資119萬元，2臺污水提升泵投資18萬元，土建費用5萬元，平流沉淀池利舊改造費用8萬元，優化改造合計投入150萬元。

　　污水處置系統優化改造后，增加的運轉費用主要為營養液投加，每天投加500kg，日增加藥劑費用約800元，折合噸廢水運轉本錢增加0.3元，但投加營養液為暫時性改善污泥性狀的措施，不會長期投加。

　　4.2 整體效果評價

　　(1)疊螺機投運后，運轉穩定牢靠，大幅提升了系統的污泥處置才能，日產出含水率75%的污泥7.2～14.4t，完整滿足目前系統污泥增殖量處置需求，確保了三沉池和清污分流系統出水懸浮物含量達標且穩定;與此同時，生產中加大了對初沉池的排泥，以便及時將污泥中的無機成分脫除，有效降低污泥的無機組分含量，提升活性污泥的含量，從而提升了活性污泥的處置才能，保證了系統的長周期、平安、環保、穩定運轉。

　　(2)經過源頭增設氣化廢水預處置程序，降低了污水處置廠進水懸浮物(煤灰)濃度，調理池進水發黑問題明顯改善，經過3個月的運轉，生化污泥組分得到改善，鏡檢發現污泥中無機組清楚顯減少、有機組分增加，生化池污泥濃度大幅降低，污泥活性加強，出水水質明顯改善。

　　4.3 進出水指標比照

　　改造前后污水處置系統進出水指標比照見表3。能夠得出結論：

　　①改造前后進出水水量及進水COD和NH3-N指標根本無變化；

　　②經過源頭管理，進水懸浮物含量由150mg/L以上降至50mg/L以下；

　　③系統出水COD、NH3-N、懸浮物含量在原出水達標的根底上進一步得到優化，水質滿足2019年山東省新公布的《流域水污染物綜合排放規范第1局部：南四湖東平湖流域》(DB37/3416.1—2018)請求；

　　④生化系統污泥濃度從11000～13000mg/L降至5000～7000mg/L，大幅降低，污泥中無機組清楚顯減少，有機組分增加。

　　5、結語

　　(1)2017年以后，隨著魯南化工多個新項目的投運，污水處置系統負荷增加，污泥不能及時、有效排出，生化污泥濃渡過高，泥齡老化，對系統處置才能和出水水質形成較大影響，存在較大的環保風險。后經一系列優化改良，保證了污水處置系統的良好運轉。

　　(2)生化污泥是整個生化處置系統的中心關注對象，應經過定期剖析污泥濃度、SV30等指標，并分離鏡檢判別生化污泥的活性情況，這對指導污水處置設備的平安、穩定運轉具有重要的意義。

　　(3)疊螺式污泥脫水機設備規劃緊湊，投資低，具有裝置調試簡單、占空中積小、毛病率低、操作煩瑣等優點，且其運轉穩定牢靠，值得在水處置范疇中推行應用。