主页-【宗盛注册】丨主页工厂治水中应对改善水源水质采取相应措施，对不同工况下的治水工艺做到具有针对性，以达到最佳运行模式。充分发挥出治水工艺的特点，使水质净化效果得到提高，工厂在解决治水问题时，应结合先进创新的技术来运行处理工艺，并与在调试中与原水水质相结合，以达到水质标准。工厂治水工艺要结合先进的科学技术进行创新，以达到贯彻落实的实施治水工艺。

　　本文研究中采用了超滤膜工艺做净水处理，其超滤膜为国产的内压式超滤膜，设备使用浸入式超滤膜设备，运用超滤膜净水工艺可使本文研究中A厂的制水能力达到5000m3/d。

　　对于水质的净化则按照不同水质特性来做处理，原水由厂内进水泵的原水泵输送至膜处理车间后，原水会流入到自动清洗过滤器中，通过自动清洗过滤器来截留水中的颗粒物，能够对150μm的颗粒物进行有效截留。截留之后会投入一定剂量的混凝剂，通过管道混合器对其进行混合，通过混合后传输到絮凝池内，此时形成结构微小的絮体。同时，超滤膜过滤设备会对水质作清除，主要清除水质的大量污染物，例如细菌、悬浮物和藻类等，清除之后出水，水流流入清水罐内，在此中对水质实施消毒措施，消毒完成以后流入清水池。对于反洗水的处理而言，膜处理会经过调节池做处理，然后经由潜水泵做提升措施，将反洗水提升到浸入式超滤膜处理系统内，由系统做反洗水的回收工作，并且将其控制处理。浸入式超滤膜系统出水进入清水罐，最后经消毒工艺进入厂区清水池，浸入式超滤膜系统的反洗水将会排除，排除到排泥池内。其整个工艺流程如图1所示：

　　工厂治水工艺设计中的进水系统是从A厂吸水井获取原水，运用格兰富离心泵来进行原水至处理车间的输送，在计量原水时则通过电磁流量计来进行，电磁流量计是设置于输送管路上。

　　工厂治水工艺设计的预处理系统中加药系统、自清洗过滤器以及絮凝池，还包括了管道混合器。加药系统中，常年投加4~10mg/L的混凝剂，在设置上混凝剂配制罐数量为2个、带有搅拌器，原液储罐数量为1个，在混凝剂的投加中采用米顿罗计量泵、数量为2台。在原水投加中按水质变化来选择粉末活性炭，或者预氧化剂，粉末活性炭或者预氧化剂配制罐数量为2个、带有搅拌器。

　　预处理系统包括了自清洗过滤器、数量为2台，管道混合器、数量为2台,网格絮凝，时间为10min，絮凝池数量为2座。

　　治水工艺设计中的处理系统采用的是压入式超滤膜，包括了压入式超滤膜、数量为152支，进水泵、数量为2台，电磁流量计、数量为6台，反洗水泵以及反洗水箱、数量分别为2台和1个,。在投加方式上采用水射器负压投加，消毒使用液氯。

　　治水工艺设计回收系统包括了潜水泵、数量为2台，浸入式超滤膜、数量为60支，鼓风机、数量为1台，电磁流量计、数量为1台，浸入式膜槽、数量为1座，吸水泵、数量为2台。

　　治水工艺设计的化学清洗系统的组成包括了氢氧化钠清洗、次氯酸钠和盐酸清洗。碱洗的组成包括了次氯酸钠计量投加泵、数量为2台，碱洗泵、数量为1台，碱洗罐、数量为1个，原液储罐、数量为1个，以及氢氧化钠配药泵、数量为1台。根据污染的情况进行化学清洗系统中清洗的时间和药剂的浓度进行调整。

　　治水工艺设计的在线监测系统的组成则包括了在线台，颗粒计数仪、数量为3台，以及在线台，在线台，在线台。

　　在进行原水的检测时采用在线pH计、在线浊度仪和在线温度传感器。在进行膜系统的检测中使用在线颗粒计数仪来进行，监测膜丝破损情况是否有出现。系统的余氯、pH以及出水浊度的检测中使用采用在线浊度余氯仪以及在线浊度余氯仪来进行，以便于工艺运行随时调整。

　　工厂治水工艺设计的自动控制系统则是基于可编程控制器技术，控制系统的组成包括了数据通讯网络、就地传感器和中央控制站，还包括了设备级控制器。自动控制系统对产水过程做到了全自动控制，并可进行整个过程的故障诊断。在触摸屏画面的界面设置中包括了参数设定、故障报警以及工况运行参数，还包括了阀门开关和控制设备运行的状态界面。而且系统具备的功能功能同时还有手动控制功能，在系统运行、系统调试和系统检修期间，通过手动运行备用设备或者自动运行备用设备可达到各系统的分别控制。

　　全部的自控阀门使用气动阀，供气系统的组成包含了储气罐、数量为1个，无油空压机、数量为2台。

　　工厂产水的整个过程的有大量的物理量参数的存在，包括了压力模拟量参数、流量模拟量参数以及温度模拟量参数，在进行实时处理参数和实时采集参数时采用PLC，并集中监控系统中全部的监控点。风机运行状态调整、水泵调整、阀门开关以及阀门调节的调整都是以参数和负荷的变化来进行自动调整。

　　水厂治水工艺设计在实际的运行中水质净化效果是显著的，整个治水工艺运行的成本是由工作人员的薪资、大修维护费、动力费、以及其他费用和药剂费组成。其中折旧费在运行成本中占多数，占有百分之五十一以上的运行成本，而折旧费中百分之五十二以上是由膜折旧费占有，整个治水工艺运行成本的百分之二十五以上是由动力费占有。

　　工厂治水工艺设计中的在线监测系统、化学清洗系统、回收系统、进水系统以及处理和预处理系统使水质净化效果可达到百分之九十八以上的系统水回收率，并且出水浊度的平均值小于0.1NTU，出水水质也可达到相关标准规定的水质标准。

　　首先治水工艺设计的进水系统通过厂内进水泵房中配备的原水泵来完成原水至膜处理车间的输送，通过过清洗过滤器对原水中的悬浮颗粒物进行截留，然后进行混凝剂的适量投加，在进入絮凝池前通过管道混合器使原水和混凝剂进行混合，在絮凝池内形成微小絮体，在经由膜进水泵到达过滤装置，过滤装置中进行大分悬浮物除绝、藻内除绝、细菌除绝、病毒除绝以及部分污染物除绝，出水再到达清水罐并在进行消毒后达到厂区清水池，最后通过反洗水进行排放。

　　整个水厂治水工艺流程对水质净化起到了效果，水源的污染源通过对河道的整治起到控制作用，从目前看来水源水质已经较为完善，工厂治水通过与先进的治水工艺设计相结合，可使水厂的药耗极大的降低，出水水质也能达到相关规定的标准。

　　水厂在治水工艺中的调试应与原水水质相结合，在不同工况下充分的发挥治水工艺应有的能力，并寻找到最佳的运行模式。在治水工艺设计中应不断的结合先进的科学技术进行创新，只有在最佳运行模式下才能使水厂治水工艺充分的体现出其处理能力，使水质净化得到最好的效果。

　　总的来说，超滤膜净水处理工艺是一种成本较低的净水处理工艺，且出水水质优良、自动化高，同时占用厂区的面积也不大，故在工程实施上有可行性。通过本文对超滤膜工艺流程、工艺设计和净水效果的分析，其可以为水质净化工作者起到一定的参考作用，从而保证城市安全用水。

　　保证原水净化出水的水质合格是关系到火力发电厂机组安全经济运行的重要环节之一，原水净化一般采用澄清池絮凝、沉降之工艺。因此沉清池出水合格，才能更好地保证下一步机械除盐工作的正常稳定运行，保证长周期、高质量地生产出充足的机组补给水；反之，澄清池出水不合格，会直接影响机械除盐设备的稳定、经济运行，使除盐设备运行周期缩短、周期制水量降低，造成酸、碱耗的增加，甚至使补给水水质劣化，造成热力系统出现腐蚀、积盐和结垢现象，从而降低机组发电量，影响机组安全经济稳定运行。所以，要想保证热力系统中的设备在良好状态下运行，就必须加强水处理工艺，提高澄清池的出水质量。本文将以华中某电厂的原水净化工艺为例，论述如何提高沉清池出水水质。

　　（1）澄清池的设计出力为 500t/h。（2）澄清池处理后达到的水质标准为：浊度≤5NTU。（3）通过对补给水的澄清处理，出水合格率达到最佳效果，完全达到机械除盐用水的设计标准。

　　澄清池就是絮凝反应池与小间距斜管沉淀池的结合。澄清池进水口加入絮凝剂，以聚合铝（PAC）为例，与原水在管道式混合器内混合，进入絮凝池内使失去稳定性的胶体颗粒或刚开始进行絮凝的小絮凝物，继续进行絮凝反应，最后形成大颗粒的絮凝物，进入沉淀池内自下而上流过斜管，进一步相互接触、吸附、沉淀，使水中悬浮物与清水分离，上层清水通过集水槽汇集，出水浊度稳定保持不超过5NTU。归纳起来就是吸附、中和、表面接触、网捕作用、沉降的过程。澄清池结构示意图1所示[1]。

　　折流板式絮凝池通过科学地布设多个按一定规律高低错落的折流板，使水流过折流板时产生强烈的惯性效应和对矾花的柔动作用，控制矾花合理的有效碰撞，迅速形成密实且易沉淀的矾花。同时通过在反应池全程分段布设折流板，使矾花颗粒由小到大，由松散到密实，缩短反应时间。颗粒越小，沉降越慢，当它们达到胶体的大小时，已不会自行沉降。球形悬浮物沉降速度见表1[2]。

　　斜管沉淀池将絮凝反应生成的矾花在沉淀池中快速沉淀。该设备有以下多项优点：由于间距小，矾花可快速沉淀，雷诺数（Re值）较常规设备减小，能够有效抑制颗粒沉降的水力脉动。

　　该厂在原水预处理工程中加入聚合铝。聚合铝可以看作是AlCl3经水解逐步转化为Al（OH）3的过程中，各种中间产物通过羟基架桥反应聚合成的高分子化合物碱式氯化铝[Aln（OH）mCl3n-m]或聚合氯化铝[Al2（OH）mCl6-n]m（其中n为1-5之间的任何整数，m为小于等于10的整数）[1]。

　　（1）pH值对Al（OH）3溶解度的影响。Al（OH）3是典型的两性氧化物，水的pH值太高或太低都会促其溶解，使水中残留的铝含量增加。通过试验得出，pH值在5.5～7.5时，水中残留的铝含量都很少。（2）pH值对氢氧化铝胶粒电荷的影响。胶粒在水溶液中所带的电荷和水中离子的组成有关，特别是与氢离子有关。所以pH值对Al（OH）3胶粒的带电性能有很大影响。试验证明，当pH值在8附近时，它就以中性氢氧化物的形态存在，因而易沉淀下来。（3）pH值对水中有机物的影响。当pH值高时，有机物呈溶解性的腐植酸盐，除去效果较差；当pH值低时，有机物呈带负电的腐植胶体，易于除去。有机物最适宜的pH值为6.0～6.5。（4）pH值对胶体凝聚速度的影响。胶体的凝絮速度和其电位有关，电位的数值愈小，胶体间的斥力愈弱，因此其凝絮速度愈大。当电位为零，即达到等电位点时，其凝聚速度最大。（5）解决方法。通过试验论证，找出它的最佳pH值。以该厂聚合铝为例，通过多次试验测得出的结论是pH最佳值为7.0～8.0。因该厂原水中加入聚合铝后，其pH值下降的比较少，而该厂的原水pH在6.8～7.5，所以在该厂在原水预处理中未加碱化剂。如果为其他絮凝剂，如聚合铁，仍需根据实验论证找出最佳pH值。

　　水温对混凝的效果影响很大，尤其是铝盐。当水温太低时，产生的凝絮细而松，水分较大，沉降很慢，所以效果差；温度过高时，水中含有气体不断释放，遇凝絮物黏附，使沉降速度减慢，气泡多时凝絮物反而会上浮，导致水质变差。水温对出水浊度的影响见图2所示[3]，由图可看出水温控制在25～30℃最好。因该厂地处华中，过年平均气温20℃，夏季处理是效果最好。我厂地处西北寒冷地区，冬季水温较低，若用聚合铝处理，效果会比较差，因此可采用受温度影响较小的聚合铁作为絮凝剂。同时，还要注意温度变化不要过大、过频繁，温度变化一般应不超过2℃。

　　在水与混凝剂混合时，应由快到慢，使水中混凝剂由开始就充分混合，及时与水中的杂质起作用，在折流板反应区紊流得到充分混合。进水的速度应控制好，不易太快和太慢，太快易打破凝絮物，太慢不利于混凝剂与水中杂质和水充分混合，絮凝反应池起始端控制在0.5-0.6m/s，末端控制在0.15-0.2m/s，停留时间20-30min；沉淀池内流速控制在10-20mm/s。在投运时还要注意，初始进水量不能太大，一般在额定进水量1/5，并加倍絮凝剂剂量。

　　澄清池加入凝聚剂的目的是使水中的胶体、悬浮物在单纯化学反应中形成正负电解质，与水中悬浮物和胶体形成附着，增加其密度利于沉降。如果凝聚剂量小，达不到最佳效果；如果加入量大会使出水中铝离子含量增加，呈酸性，对下一步的除盐设备工作造成不良影响。混凝剂剂量与出水浊度的关系曲线]（其中m点为最佳混凝剂剂量）。

　　我厂将来在投运改系统时根据不同季节，仍应当进行加药量实验，以保证出水水质优良。

　　澄清池在澄清过程中，会使水中悬浮物、泥沙、杂质和浮游生物沉积下来，由于时间的作用，池中泥渣层会不断提高，使池中的分离区逐渐变小，出水得不到有效沉降，出水水质变差，不易形成凝絮物沉淀。所以必须控制好泥渣位，腐渣、死渣应及时排掉，保证泥渣活性和新鲜。该厂通过沉降比试验得出，一般情况下，第1反应室的泥渣位控制在20%～30%，第2反应室的泥渣位控制在15%～20%。保证泥渣活性是因为死渣、腐渣中含有微生物和细菌较多，在适当温度下易于繁殖，对下一步的除盐设备中树脂有污染，导致出水差，而且进入汽轮机、锅炉内部部件后易产生结垢现象，影响机组安全经济稳定运行。解决的办法就是通过沉降比试验，定期进行排查。当渣位低时可以人工制造泥渣，调整渣位的高低。泥渣同时具有接触介质的作用、吸附作用和催化作用，泥渣在絮凝过程中起到结晶核的作用，所以要控制好泥渣的渣位，特别是夏季更应注意保持泥渣的鲜活性。

　　在混凝过程中，为了提高混凝效果，有时可以添加辅助剂。如江水汛期或江水枯期，水中色度大、悬浮物、杂质较多时，为了达到更好的混凝效果需加助凝剂；另外澄清池初启动时，也可加助凝剂，使澄清池尽快形成泥渣，起到加速絮凝作用，增加絮凝的牢固性，充当凝絮的骨架材料。根据我厂所处地理位置及气象资料，4-6月份水中色度大、悬浮物多，处理时应当加助凝剂。

　　（1）根据上述处理方法，该厂机械搅拌澄清池稳定出水量可达到480m3/h。（2）高效澄清池出水合格率完全达到技术标准的规定，出水浊度最佳时小于1.5NTU。（3）该厂地处华中，雨水较多，水中含盐量较低，我厂地处西北，原水含盐量较华中地区高，宜在澄清池后增设重力式双阀过滤器，保证进入化学除盐系统的水质优良。（4）有条件的可增设自动加絮凝凝剂控制装置，以便保证单位进水量下的加药剂量，消除人为因数引起的迟后操作而导致水质变差。

　　今后若能将这一方法应用到我厂补给水的预处理过程中，相信也将达到同样的效果。澄清池调整的方法和途径很多，需要深入仔细地研究，运用科学方法反复试验论证，找出更方便、更快捷、更经济的解决方法和途径。

　　[1]陈志和.国产600MW超临界火力发电技术丛书：电厂化学设备及系统[M].北京：中国电力出版社，2006：25-33.

　　污水处理就是采用各种技术手段和设施将污水中污染物质分离、降解，转化为无害物质，使水质得到净化，并回收利用。

　　污水处理技术按原理可分为物理处理法、化学处理法和生物处理法三类；按处理程度划分，可分为一级处理、二级处理和三级处理，三级处理有时又称深度处理。

　　生物化学处理（生物处理）是利用微生物及菌类降解污水中有机污染物的一种工艺。这种工艺由于其运行费用低，处理效果好，目前已广泛应用。

　　活性污泥工艺是传统活性污泥法及其各种变形。常见的处理方法有氧化沟工艺、A-B工艺、SBR工艺、A-O及A-A-O工艺等。

　　常见的氧化沟有帕斯韦尔氧化沟、卡罗塞氧化沟和奥尔伯氧化沟，三沟式氧化沟和DE型氧化沟，以及一体化氧化沟。在水流流态和曝气装置上的特殊性，其处理流程简单、构筑较少，一般情况下不建初沉池和污泥消化池。福州经济技术开发区污水处理厂采用帕斯韦尔氧化沟工艺，日处理污水3.0万吨。处理效果好且运行稳定可靠，不仅可满足BOD5和SS的排放标准，在运行方式合适时还能实现脱氮和除磷。同时具有较强冲击负荷承受能力，剩余污泥量少，污泥稳定程度好，机械设备少等优点。

　　好氧活性污泥法是利用悬浮生长型好氧微生物氧化分解污水中有机物质的生物处理技术，污水净化过程可分为吸附、代谢、固液分离三个阶段，由曝气池、曝气系统、污泥回流系统及二次沉淀池等组成。污水与二次沉淀池回流的活性污泥同时进入曝气池，在曝气系统作用下，混合液有足够的溶解氧并使活性污泥与污水充分接触，污水中的胶体状和溶解性有机物被活性污泥吸附、氧化分解，从而得到净化。在二次沉淀池中，活性污泥与被活性污泥净化的污水分离，澄清后的达标水排出系统；微生物氧化分解有机物的同时，自身也得以繁殖增长，即活性污泥量会不断增加，为使曝气池混合液中活性污泥浓度保持在一个较为恒定的范围内，需要及时将部分活性污泥作为剩余污泥排出系统。

　　活性污泥是由好氧菌为主体的微生物群体形成的絮状绒粒，绒粒直径一般为0.2-0.5mm，含水率一般为99.2%-99.8%，由有机物和无机物两部分组成，组成比例因处理污水的不同而有差异，一般有机成分占75%-85%，无机成分占15%-25%，有机成分主要由生长在其中的微生物组成，同时还吸附着微生物的代谢产物及被处理污水中含有的各种有机和无机污染物。

　　好氧活性污泥中的微生物主要由细菌组成，此外还有原生动物和后生动物等微型动物。菌胶团是活性污泥的结构和功能中心，是活性污泥的基本组分，一旦菌胶团受到破坏，活性污泥对有机物的去除率将明显下降或丧失。丝状细菌同菌胶团细菌一样，是活性污泥的重要组成部分，它具有很强的氧化分解有机物的能力。

　　活性污泥的功能是去除污水中的有机污染物质。即去除污水中悬浮态、胶态及溶解态的有机污染物。从水质指标上看，有效降低污水中的BOD5、COD、悬浮物。

　　氧化沟低污泥负荷（F/M）的活性污泥还能进行高效率的硝化，大部分NH3-N转化成NO3--N。

　　活性污泥驯化过程是利用污水中的污染物质即碳源培养活性污泥，使活性污泥适应所处理污水的水质特点。活性污泥的培养和驯化过程，必须满足微生物生命活动所需的溶解氧和营养平衡，同时水温、PH值要在最适合范围内，有机负荷要由低而高、循序渐进。微生物数量逐渐增加，最终使活性污泥达到正常的浓度、负荷，并有好的处理效果。

　　1.4.1污水通过活性污泥的吸附作用而得到净化。活性污泥具有极大的比表面积，内源呼吸阶段的活性污泥处于“饥饿”状态，其活性和吸附能力量强。

　　1.4.2代谢阶段，也称氧化阶段，继续分解氧化前阶段被吸附和吸收的有机物，同时继续吸附一些残余的溶解物质。

　　1.4.3泥水分离阶段，活性污泥在二沉池中进行沉淀分离。微生物合成代谢的产物是新生的微生物细胞，必须使混合液经过沉淀处理，将活性污泥与净化水进行分离，实现污水的完全净化处理。同时将与合成代谢生成的新微生物细胞等量的原有老化微生物以剩余污泥的方式排出活性污泥处理系统，达到彻底净化污水的目的。

　　(5)既具有延时曝气的完全氧化作用（硝化），又具有厌氧好氧(A/O)的脱氮作用。

　　经过多年的生产运行实践、水质化验、数据分析，观察和分析工作曲线、MLSS的大小直接关系到SVI变化，SVI能够反映氧化沟中混合液的浓度、活性污泥的疏散程度和凝聚、沉降的性能。从历年的测试数据中发现，污泥指数SVI过低，会导致污泥颗粒细小紧密，颜色偏黑，此时污泥中无机物质多，污泥缺乏活性和吸附能力；SVI过高，污泥颜色较浅，很蓬松，污泥不易沉降，易发生污泥膨胀。

　　从图1、图2可以看出，当F/M介于0.05-0.16 kg BOD5/kgmlss.d之间时，SV介于20-30%，SVI介于50-130ml/g之间，沉降性能较好，MLSS在设计值3000mg/L上下波动，通过镜检观察，菌胶团紧密，微生物相丰富，轮虫、等枝虫、小口钟虫等均有出现。

　　2.4水质净化效果曲线可以看出，开发区污水处理厂在2004年运行状况良好的情况下，第二季度、第三季度处理效果更佳。这里得分析其中的几个因素。

　　开发区工业企业多，进水中工业废水比例偏大，时常带有大量油脂、废机油，短时间内过量有机物，有时含酸、含毒等物质，这些都会对污水厂处理过程造成影响，导致超负荷运行，氧化沟充氧不足，严重的会导致整个生物处理失效。发现进水异常情况时，应及早采取措施，调整工艺运行参数。

　　活性污泥的有机负荷F/M，它直接影响活性污泥增长速率，有机污染物的去除效率，氧的利用率以及污泥的沉降性能。开发区污水厂的F/M最佳范围在0.05-0.16 kgBOD5 /kgMLSS.D

　　混合液溶解氧是影响活性污泥微生物最关键的因素，氧化沟混合液中必须有足够的溶解氧，如果溶解氧浓度过低，好氧微生物的代谢活动就会下降，活性污泥会发黑发臭，进而使其处理污染物能力受到影响。而且溶解氧过低，易于滋生丝状菌，产生污泥膨胀，影响出水水质。污水厂的运行经验，氧化沟出口混合液中溶解氧浓度保持在2-4mg/L，就能使活性污泥具有良好的净化功能。

　　温度对活性污泥工艺有很大影响。适宜的温度，微生物生长快，新陈代谢旺盛；反之则增长缓慢，微生物生长受到抑制。从水质监测数据可以看出，每年的第二季度和第三季度，当污水温度介于20-30℃之间时，BOD5去除率91%-94.8%，BOD5去除率达90%，SS去除率91%-93.8%，污水处理效果显著。

　　污水处理厂的运行和管理要靠厂技术人员和操作工去完成。操作工的操作技能和思想波动也会影响处理效果。特别是格栅、沉砂池等预处理单元的操作。比如格栅的浮渣太多没有及时清除，进入二沉池将使浮渣增加，挂在出水堰板上影响出水的均匀和出水水质；沉砂池没有及时吸砂，砂粒进入曝气池，在池底沉积，减少了氧化沟的有效容积，影响处理效果。

　　开发区是在吹沙造地上建成的，管网会受到闽江潮夕的影响，在涨潮时，会出现江水倒灌现象，影响污水厂进水水质。风力也影响处理效果，风力较大时，二沉池的出水堰板顺风方向出水量较大，使堰板溢流负荷增加，出水SS超标。

　　污泥回流系统的控制，按照氧化沟沉降比来调节回流比，控制SV在20%-30%之间，同时用测氧化沟MLSS浓度来校核，保持氧化沟MLSS在2000-3000mg/L.

　　剩余污泥的排放是提高处理效果的很重要措施，通过排泥量的调节，可以改变活性污泥中微生物种类和增长速度，可以改变需氧量，改善污泥的沉降性能，因而可以改变系统的功能。

　　当入流水质水量及环境因素发生波动，活性污泥的工艺状态也将随之变化，因而处理效果不稳定。通过排泥量调节，可以克服以上波动或变化，保持处理效果的稳定。

　　经常观察活性污泥的生物相，微型动物种类和数量，即指示生物与污水处理系统的运转情况有直接或间接的关系，观察生物相指导污水生化处理过程。观察指示生物的变化和活性，直接关系处理效果。

　　指示生物中以钟虫、纤虫、漫游虫、累枝虫为主。当发现单个钟虫活跃，其体内的食物泡都能清晰地观察到时，说明活性污泥溶解氧充足，污水处理程度高。钟虫不活跃或显得很呆滞时，往往说明曝气池供氧不足，应增加曝气台数，如果出现钟虫等原生动物大量死亡，则说明曝气池内有毒物质进入量过多，造成了活性污泥的中毒。

　　进水中有毒物质排入、PH值及污泥负荷突变、溶解氧异常等都会影响到污泥中微生物的活性。当曝气池受到高负荷冲击时，可能在短时间内就引起氧化沟内溶解氧的极度下降，而且进入沟内的营养物质突然增加，改变了菌胶团的生存条件。遇到这种情况，适当减小进水水量，这样就减少了进入曝气池的营养物质总量。此时要加大曝气量，提高氧化沟内的溶解氧浓度。这种调节一定要及时，以最大限度地减轻冲击负荷的影响。

　　更好地发挥污水处理设施的作用，强化管理，提高操作者的素质是关键。污水处理系统运行管理，各运行岗位要做到“四懂四会”，即：懂污水处理基本知识，懂厂内构筑物的作用和管理方法，懂厂内管道分布和使用方法，懂经济技术指标含义与计算方法、化验指标的含义及应用，会合理配气配泥，会合理调度空气，会正确回流与排放污泥，会排除运行中的故障。根据运行管理人员的实际状况及特点，分阶段进行职业技能培训，使运行管理人员在业务知识和能力上进一步提高，保证污水处理系统高效低耗完成净化处理过程，以达到理想的环境效益、经济效益和社会效益。

　　〔1〕王洪臣．城市污水处理厂运行控制与维护管理．北京：科学出版社，1997

　　城市河道污染治理对改善城市景观、提升城市形象、优化投资环境等具有十分重要的意义。近年来，政府不断加大投资力度治理城市黑臭河道。

　　河道原位生态修复是近年来兴起的污染治理技术，以其投资小、见效快、操作方便、无二次污染等优点，受到广泛的关注。但目前在生态修复方面重视水体修复、忽视底泥修复，原位治理措施效果持续性差。在水体-底泥体系中，底泥为各种污染物积累富集的比较稳定的场所。利锋等人通过动态模拟发现，污染程度较高的底泥对上覆水NH3-N、COD和TP浓度的贡献分别达0.65、4.25和0.067mg/l，占Ⅳ类水质标准值的43.3%、14.2%和22.3%，说明在外源污染被控制后，如未采取有效措施抑制底泥污染，很难使水质达到Ⅳ类水质标准。

　　目前我国底泥治理一般都采用物理与化学方法，如疏浚清淤、引水冲淤等市政工程手段，工程投资巨大；且疏浚污泥的处置成为另一难题；对水体来说，清淤留下的不稳定底泥仍然向上覆水体释放污染物；清淤的同时也可能对河流态系统造成破坏。虽然投入了大量人力、物力，但水质仍未发生根本性转变。

　　该技术在原位对污染水体和底泥进行同步高效、快速的降解，在最短的时间内、最大限度的修复和重建水体生态系统。开发该技术的目的是为了解决河道治理中清淤和水体生态修复遇到的难题，作为传统清淤和恢复河道水体自净能力的替代技术。由于底泥的原位消减过程一般较长，有必要采用各种净化能力强的微生物如PSB、EM、LLMO菌。但这些菌剂在使用过程中因水体流动和稀释等原因容易流失，且无法直接作用到底泥而造成高效微生物迅速被选择而趋于消亡。虽然国内研究者也开发了将微生物菌剂直接注入底泥的靶向给药技术，但该技术操作极其困难。日本的“Bio-Kaken微生物开拓社”开发了“Bio-Colony”，其用沸石做成的微生物培养基，因其密度高等特点，撒播在水体中，微生物可以直接在底泥中定殖。但该产品价格昂贵，且主要针对有机污染。若要在底泥降解之后形成稳定、无害化的底泥层则仍须开发一些新技术。

　　采用复合底质净化剂要同步实现几大功能：高效微生物的降解、底泥减量、钝化和覆盖。其作用是一种综合效应，彻底解决原位底泥净化的问题。而河道有机污染的降解和底泥减量是首要达到的目标，对因重金属、磷等构成的环境危害尚需要底泥的稳定化。钝化或覆盖是一个可选的目标。

　　污染底泥原位钝化技术是利用对污染物具有钝化作用的人工或自然物质作为钝化剂，在沉降过程中捕捉水体中的磷、重金属和颗粒物，使底泥中污染物惰性化，使之相对稳定于底泥中，减少底泥中污染物向水体的释放，达到有效截断内源污染的作用。钝化层形成后可有效吸附并持留底泥中释放的磷和重金属，并可有效压实浮泥层，减少底泥的再悬浮。

　　原位覆盖技术是利用一些具有较好阻隔作用的材质覆盖于底泥上，将污染底泥与上层水体物理性阻隔开，大大减少底泥中污染物向水体的释放能力。覆盖作用可稳固污染底泥，防止其再悬浮或迁移；通过覆盖层中有机颗粒的吸附作用，有效削减污染底泥中污染物进入上层水体。

　　采用一些功能性或优势微生物快速降解水体和底泥的污染物，达到污染的消减和底泥的减量。生物修复提高底泥的可生化性、加速底泥的矿化，强化水体的自净能力、形成正向演替的生态系统，为生态修复创造条件。

　　泥水一体化生物修复有几个核心问题：优势菌的筛选、微生物的固定化、微生物生理环境条件的控制、底质净化剂投加的操作方式以及成本。

　　新型复合底泥净化剂以沸石为微生物固定化主基质、并添加缓释增氧剂和电气石。

　　沸石先后经过热改性增大比表面积和孔隙率、有机改性提高对阴离子的吸附能力。沸石经改性后其架状结构内部充满了微孔和通道，能为微生物群落提供巨大的生物附着表面积，内部的孔结构还具有筛选分子的作用，并可以选择优势微生物种群和帮助它们繁衍。为了使底泥中存在微氧条件，采用缓释增氧剂过氧化钙。其有效含量80%，理论增氧量0.22O2mg/mg，并可产生1.38mg/mg碱度。电气石具有天然电极性，红外辐射特性，能够起到调节pH、ORP和催化作用，有利于富集培养光合细菌、硝化细菌等优势菌。电气石采用湿式搅拌磨超细粉碎工艺制备电气石微粉。沸石、过氧化钙、电气石三者的比例为4：1：2（重量比）。从本土底泥中进行菌株的筛选，富集扩大培养光合细菌、枯草芽孢杆菌、硝化反硝化细菌。复合底质净化剂制成沙状、含水率15%，平均密度密度2.6。

　　珠海高新区后环排洪渠长度约1100m，宽度6~7m，上游深度0.5～1m米，长约700m。下游深度2～2.5m。

　　该排洪渠接纳唐家社区大部分居民生活污水，水体黑臭、水质极差。底泥厚度达到1.5米，有黑色底泥上浮现象。其水质见下表所示：

　　将底质净化剂750g/m2，均匀撒播在河底。并设2台功率2.2Kw提水式曝气机，曝气机每天运转8小时。17天后水体消除黑臭现象，从上游至下游，呈现暗灰色-灰黄色-黄绿色的渐变过程，透明度从上游水体的12cm左右提高到下游处45cm左右，并且呈现从上游到下游逐步提高的趋势。30天后，上游出现大量黄褐色上浮污泥。60天后底泥降解了45cm，上游漂浮褐色污泥逐渐减少。此时在水陆交界处种植0.3～0.5米沉水和挺水植物带，并补充投加250g/m2底质净化剂后进入水质维护期。

　　该工程运行9个月达到验收条件，由于上游为合流制排水，致使上游水质出现波动，但治理后下游水质仍能达到GB3838-2002地表水Ⅳ类标准，水体的自净能力大大增强，生物多样性增加，出现大量枝角类和桡足类动物和鱼类。植物生长良好。底泥表层形成了约15mm左右的灰黄层，底泥基本上处于稳定状态。

　　本工程实施后相当于清除了550m3淤泥。投加底质净化剂共6.6吨，投资约12万。其处理成本与疏浚、处理、运输、处置等全过程大致相当，但该工程同时修复了水体，因此经济性较为明显。

　　该技术特别适合于无法开展疏浚作业的场合。克服了费用昂贵、噪声过大、易散发臭味、难以处置问题等难题。

　　采用复合底质净化剂能够对重金属和磷起到一定稳定、无害的作用。如铬和磷均能作为沉积物转入底泥而减少对上覆水体的释放。

　　采用新型底质净化剂能够对严重污染的河道进行泥水一体化生态修复。该技术操作简单，对河道防洪无任何不利影响，运行过程中无额外费用，是一种值得推广的技术。

　　随着经济水平的提高，为观赏水族业的发展带来空前契机，观赏水族养殖已经逐渐成为家庭消费的新时尚。然而观赏水族养殖过程中，由于水体体积较小，养殖密度较高，且处在一个完全封闭的循环系统中，极易导致大量营养盐的积累。此外，饵料输入、养殖对象排泄物为水体带来大量氮素，养殖水体氮负荷明显增加，水体质量下降，进而影响养殖对象的生长及观赏性。因此，水质的维护在观赏水族养殖中十分重要。

　　目前观赏水族养殖过程中，大多通过物理过滤和生物过滤等方式滤除营养盐，使水体中氨和亚硝酸盐转化为对养殖对象相对无害的硝酸盐，然而当硝酸盐超出其耐受范围后，亦会诱发水族动物疾病。为了克服上述水质净化的不足，降低净化成本，亟需开发出一种高效、低耗且安全的新型过滤系统。

　　20世纪80年代，美国学者Adey发明了藻丛刷系统（Algal turf scrubbers，ATS），它是典型利用周丛藻类进行水质净化的人工生态系统[1]。底栖藻类通过吸收代谢利用、吸附和络合等过程去除水体污染物质，用于水质净化，具有去磷除氮效果好且回收利用价值高等优点[2，3]，已经成功用于畜禽水产养殖废水、生活污水处理中[4-6]。与传统的微生物膜再循环养殖系统相比较，底栖藻类为基础藻丛刷系统在去除有机物、氨氮和亚硝酸态氮的基础上还能有效地降低硝酸态氮浓度，减少换水的频率等优点[7]。关于周丛藻类在实际生产中用于水质净化的研究较多[8-10]，众多试验均表明周丛藻类对水体中总氮、总磷、氨态氮、亚硝酸态氮、硝酸态氮和磷酸盐等均有良好的去除效果，应用前景十分广泛。

　　本研究模拟潮间带底栖藻类生长环境自制藻丛刷系统，在不换水条件下利用附着基质上自然生长的底栖藻类去除观赏鱼养殖过程中产生的氮、磷营养盐，定期对水质理化指标进行监测，以确定藻丛刷系统对观赏鱼养殖用水的净化效果。

　　试验装置由4部分组成（图1）：a.观赏鱼养殖池（7.0 m×5.0 m×2.5 m）、b.上流式藻丛刷系统、c.沙滤罐、d.蛋白分离器。上流式藻丛刷系统由有机玻璃制成，共分为14个藻丛刷处理缸，每个处理缸（120 cm×20 cm×60 cm）内放入一块聚乙烯硬质筛网（58.8 cm×55.5 cm）作为底栖藻类附着基质，筛网下方附有充气管，通过充气方式产生气泡使水流自下而上流过藻丛刷。4支日光灯置于每个藻丛刷处理缸两侧提供光照，光照强度控制在3 500 Lx，光暗比为14 h∶10 h。

　　观赏鱼养殖池内养殖用水为87.5 t（体积7.0 m×5.0 m×2.5 m），养殖观赏鱼种类见表1。每日投喂量：白菜2.00±0.25 kg（上午9时和下午1时各1次），磷虾0.4±0.1 kg（上午11时和下午3时各1次）。试验期60 d。试验期间采用沙滤罐、蛋白分离器和UAS系统（流水量）处理养殖用水，整个试验期间不换水。各个系统独立运转以处理养殖用水。养殖用水由出水口分别流经沙滤罐、蛋白分离器和UAS系统，再分别流入养殖池。

　　观赏鱼养殖池内设置2个取水点，每个取水点取2个平行水样。每隔3 d取水样1次。养殖水体中的硝酸盐氮采用锌镉还原法测定，亚硝酸盐氮采用重氮-偶氮法测定，氨氮采用次溴酸钠氧化法测定，磷酸盐采用抗坏血酸还原磷钼蓝法测定。在试验期间，养殖水体盐度为32.0±1.0，温度为26.0±0.5 ℃，pH为8.1±0.2，溶解氧为7.2±0.9 mg/L。

　　底栖藻类长满附着基质后，每隔10 d用毛刷刷下藻体。收获的藻体在105 ℃先烘15 min，随后将温度降至65 ℃再烘5～6 h至恒重后称重。

　　观赏鱼养殖池养殖用水亚硝酸盐（NO2-N）含量变化见图2。由图2可知，NO2-N含量维持在0.001～0.002 mg/L范围内，基本趋于稳定，且呈略微下降趋势，说明该系统能够有效吸收养殖过程中产生的亚硝酸盐。

　　观赏鱼养殖池养殖水体硝酸盐（NO3-N）的含量变化见图3。由图3可知，NO3-N含量基本维持在11.12～19.91 mg/L范围内，至培养结束时，NO3-N含量略有下降。

　　观赏鱼养殖池养殖水体氨氮（NH4+-N）含量变化见图4。由图4可知，NH4+-N含量维持在0.011～0.028 mg/L范围内，略有波动。

　　如图5所示，观赏鱼养殖池水体磷酸盐（PO43--P）含量在0.834～1.169 mg/L范围内变化，基本趋于稳定，说明这个系统能够有效吸收养殖过程中产生的PO43--P。

　　试验期间，藻丛刷（UAS）系统刷下的藻类干重见表2，整个试验期间收获附着藻类的总量为1 312.36 g，周期性藻类收获量差异不大。

　　人工养殖水体中，氮素主要来源于饵料的投入以及养殖对象自身代谢的产物[11]，氮素有一些被养殖植物直接吸收，而大部分以有机态氮和无机态氮的形式停留在水中。随着养殖密度及养殖时间的延长，水体中不同形态的氮素浓度逐渐升高，直接影响水体质量。NO3-N、NO2-N和NH4+-N是氮素在水体中存在的主要无机态形式，NO3-N浓度的升高可以导致水体富营养化加剧，一些藻类大量繁殖；NO2-N和NH4+-N不能直接被浮游植物所利用，而且对养殖对象有一定的毒害作用，氨氮超标直接影响养殖动物的生存和生长，轻者导致生长缓慢、食量减少，引发各种疾病，重者导致死亡。在养殖水体中，氮素的有效循环不仅有助于提高饵料转化效率和改善养殖水体生态环境，而且还可以减少废水排出，减轻对周围环境的影响。

　　底栖藻类去除氮磷途径有两种：一种是直接吸收氮磷元素，转化为藻体自身物质。另一种去磷除氮的方式是通过藻类的生长改变水体理化条件，氮以氨氮的形式挥发，磷以不溶状态沉淀、析出[12]。马沛明等[2]指出，底栖藻类对NH4+-N较为敏感，当水体中同时存在NH4+-N和NO3-N时，水网藻、刚毛藻水绵等大型绿藻首先利用NH4+-N，待NH4+-N下降到一定程度后，开始利用NO3-N[13]。关于其作用机理也早有报道，由于藻类不能产生有活性的硝酸还原酶，当水体中的NH4+-N浓度很低或近于消耗完时，底栖藻类才进行NO3-N的吸收和利用[14]。本研究中，藻丛刷对NO3-N、NO2-N和NH4+-N均有控制、改善水质的作用，这说明在适宜时间作用下，底栖藻类在吸收NH4+-N的基础上也可以减少NO3-N的积累，进而改善养殖水体的生态条件。

　　上流式藻丛刷系统是在藻丛刷系统的基础上发展而来的，其核心是模拟周丛藻类在自然水体中对水质的净化作用，已经广泛应用于养殖废水、生活污水等环境中，而且已经证实具有明显的去氮除磷效果[1]。本研究中，主要通过附着在藻丛刷基质上的底栖藻类对氮磷的吸收，达到去磷除氮净化水质的作用。因此，适当的提高单位藻屏附着基质上藻类生长速度即能有效提高藻屏过滤系统水质净化效率。本研究将上流式藻丛刷系统运用到观赏鱼的实际生产养殖中，虽然不能确定去氮除磷的精确比率，但在不换水的前提下，使养殖水体各测定指标保持在一定的范围内，且与试验开始时的基值相差不大，这在一定程度上说明藻丛刷具有去氮除磷的效果。

　　为了促进藻类生长以获得单位滤面最大氮、磷回收量，本研究构建的藻丛刷过滤系统通过充气方式产生气泡使水流自下而上流过藻屏以获得最佳水流剪切速度。该UAS系统可有效吸收观赏鱼因代谢、投饵产生的氮、磷营养盐，使养殖水质维持在稳定水平。

　　[1] 陈重军，韩志英，朱荫湄，等.周丛藻类及其在水质净化中的应用[J].应用生态学报，2009，20（11）：2820-2826.

　　[2] 马沛明，况琪军，凌晓欢，等.藻类生物膜技术脱氮除磷效果研究[J].环境科学，2007，28（4）：742-746.

　　[3] 张彦浩，邢丽贞，孔 进，等.附着藻类床去除城市污水中的氮、磷[J].中国给水排水，2007，23（9）：48-52.

　　[8] 梁 霞，李小平，史雅娟.周丛藻类水质处理系统中氮、磷污染物去除效果研究[J].环境科学学报，2008，28（4）：695-704.

　　[9] 史雅娟.周丛藻类对水体氮、磷去除的初步研究[D].上海：东华大学，2007.

　　[10] 黄 魁.藻类去除污水中氮磷及其机理的研究[D].南昌：南昌大学，2007.