絲狀物對污水廠運營的影響探討

摘要：文章論述了絲狀物對污水廠各種設備產生的影響以及絲狀物對污水廠運營所造成的昂貴開支，分析了絲狀物如何從肉眼不易分辨的小量物質聚集成足以威脅到污水廠運營的大型固體的形成過程和原因，最后對絲狀物的處理給出了一些建議，指出建設污水處理廠預留建設空地對污水廠后續運營的重要性。

關鍵詞：絲狀物；污水廠設計；污水廠運營；氣浮池；纏繞；物理處理 文獻標識碼：A

中圖分類號：X703 文章編號：1009-2374（2016）05-0084-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.05.043

1 絲狀物產生的原因

絲狀物是指外形與頭發絲相似的物體，它們的直徑很小、長度很大，長度與直徑的比值很大。絲狀物通常有很強的韌性，柔軟不易斷裂。進入污水廠的絲狀物主要是碎布、膠袋、海綿、繩子之類的物質。

由表1可以看到廣州市近年經濟發展迅速。隨著近年來廣州市經濟的快速發展，廣州市郊區也慢慢開始繁榮。建立在廣州郊區的某污水廠周邊慢慢建立起了很多的小型加工廠，主要以紡織加工為主。這些紡織加工業往河流和市政排水管道排入大量的工業碎廢料，例如碎布、塑料袋、橡膠、海綿制品等。這些廢料成為污水廠絲狀物的主要來源，對污水廠的運營產生了長久的負面影響。

2 絲狀物對污水廠的影響

2.1 絲狀物的富集作用

從現實情況來看，每立方米污水含有的絲狀物含量很低，用肉眼不容易分辨。這些絲狀物對于小型污水廠是沒有什么影響的。但是對于大型污水廠，例如日處理能力達50萬噸的大型污水廠就不能忽視了。由于污水廠處理的污水量大，再加上日積月累，這些小型的絲狀物就可以形成數量可觀的非常堅韌的大型絲狀物堵塞葉輪。

2.2 絲狀物對設備的影響

2.2.1 這些絲狀物會纏繞裝有葉輪的設備，例如泵、攪拌機等設備，導致設備無法運行，需要耗費人力去清理，久而久之還會損壞設備的電動機和槳葉。發生過因為絲狀物纏繞沉砂池排沙泵，致使沉砂池無法排沙，不得不停止運行沉砂池的情況。

堵塞柵條，導致柵條失效。如果格柵有自動清潔裝置，例如清潔小車之類的設備，絲狀物會阻礙小車運行，導致小車失效。

2.2.2 絲狀物會堵塞二層池的出泥孔，導致二沉池無法進行有效的泥水分離，嚴重的時候還會影響二沉池的出水。

2.2.3 由于儀表的入水孔是很小的，所以只需要一點點絲狀物就可以堵塞儀表的管道，導致儀表失靈。

2.2.4 如果采用的是紫外線消毒，絲狀物還會纏繞紫外線消毒燈管，致使消毒效果變差，更有甚者還會損壞燈管。

2.3 絲狀物對污水廠運營的影響

絲狀物對污水廠的影響是巨大的。絲狀物堵塞了格柵，會減小污水廠的污水進水量，讓污水廠不能及時處理城市污水。嚴重的時候可能導致整條生產線癱瘓。絲狀物纏繞了生化池的泵或攪拌機，會影響生化池的污水處理效果，引起污水廠出水水質的不達標。絲狀物堵塞二沉池的排泥孔會使二沉池泥水分離效果變差。活性污泥不能及時排出，就會上浮到水面，使出水受到污染，出水不能達標。絲狀物如果堵塞了儀表，會讓污水廠的工作人員無法及時掌握情況而做出錯誤的判斷。最重要的是為了清潔這些絲狀物，污水廠必須動用大量的人力物力進行人工清潔。二沉池的排泥孔、細格柵以及各種泵都配有專門的人員定期進行清潔。絲狀物的存在增加了相應的工作人員，大幅增加設備損壞和更換的頻率，極大縮短了設備的使用壽命，大幅增加了污水廠的運營費用。

3 設備無法攔截絲狀物的原因

3.1 SS懸浮物

SS懸浮物指懸浮在水中的固體物質，包括不溶于水中的無機物、有機物及泥砂、黏土、微生物等。水中懸浮物含量是衡量水污染程度的指標之一。

3.2 懸浮物的測定

測定懸浮物一般用的是傳統的重量法。重量法可以測出水中懸浮物的重量，但重量法無法給出懸浮物的種類。

3.3 懸浮物的去除

在污水廠設計說明書中說：污水中的無機顆粒和大直徑的有機顆粒靠自然沉淀作用就可以去除，小直徑的有機顆粒靠微生物的降解作用去除，而小直徑的無機顆粒（包括大小在膠體和亞膠體范圍內的無機顆粒）則要靠活性污泥絮體的吸附、網絡作用，與活性污泥絮體同時沉淀被去除。由于在前期沒有檢查懸浮物的種類，在設計時一概認為污水中的固體都成顆粒狀，沒有考慮固體的其他形狀。在設計中，既不考慮固體的形狀，也不考慮固體的性狀，籠統的采用沉淀法去除顆粒，這種設計方式缺乏對實際情況的詳細考慮，容易產生難以挽回的錯誤。

3.4 污水廠的工藝

大多數的城市污水處理廠的流程一般為粗格柵→提升泵→細格柵→沉砂池→生化池→二沉池→消毒→排放。此污水廠采用改良AAO工藝，污水先是進入粗格柵（柵距是20mm），再經提升泵到細格柵（柵距是5mm），后經旋流沉砂池進入生化池，再經過二沉池的泥水分離后進入二氧化氯消毒，完成消毒后尾水排江。

該污水廠為了加強除磷效果，采用在生物處理池出水中投加硫酸鋁除磷化學試劑的方法以確保出水達標。

3.5 絲狀物進入污水廠的過程

污水廠粗格柵的柵距是20mm，細格柵的柵距是5mm。絲狀物的直徑一般就和頭發絲差不多大，遠小于細格柵的柵距5mm。污水廠的進水流速一般比較大，絲狀物進入污水廠的時候，頭部會與格柵柵條呈垂直狀態，所以絲狀物可以輕易通過粗格柵和細格柵。少部分絲狀物進入時，與格柵柵條不能保持垂直，就會纏繞在柵條上阻礙水體流動。絲狀物到達沉砂池的時候，大部分絲狀物因為可以漂浮在水上，不和沙一起下沉，可以順利通過。少部分絲狀物會因為旋流沉砂池中的水的旋流作用，和污水中的沙粒纏繞在一起形成較大的固體進入沉砂池的排沙泵。這種絲狀物與沙粒的混合物會堵塞砂泵。

可以看到污水廠的一級處理（粗格柵、細格柵、沉砂池）對絲狀物基本是無效的。一級處理并沒有實現預期的效果，絲狀物非常輕易地就通過了一級處理。

3.6 設備的破碎作用

有許多紡織加工業廢料進入污水廠的時候體積是比較大的，這些較大體積的廢料會被污水廠的相關設備攔截，例如粗格柵、細格柵等。這時這些體積較大的廢料會與污水廠的設備發生拉扯、撕裂等相互作用。污水廠的設備對廢料的拉扯、撕裂等過程會將廢料破碎為更加細小的固體物質。體積細微的固體物質更容易通過一級處理的各種設備，進入反應池，最后對污水廠的設備造成影響。

3.7 一級處理的失效

在污水廠設計之初，為了簡便，沒有檢測懸浮物種類。在不清楚懸浮物的種類的情況下，選擇了沉淀法去除懸浮物。但是污水廠周圍環境偏偏就多了絲狀物，這是設計之初所沒有考慮到的。由于缺乏周全的考慮，致使一級處理失去了它本來應有的作用，讓絲狀物順利通過，這就給污水廠后續的運營帶來了許多負面的影響。

4 大型固體形成的原因

4.1 硫酸鋁

在污水廠中，硫酸鋁主要用于二級加強處理，用以加強AAO工藝除磷的效果。硫酸鋁除了可以加強除磷效果，它自身還具有一些黏性。黏性可以聚合活性污泥，有利于活性污泥的沉淀。同時還會增強活性污泥對絲狀物的黏附作用。

4.2 二沉池

二沉池是泥水分離的地方，也是泥水濃度最大的地方。附著硫酸鋁的活性污泥，因為硫酸鋁的黏性，加強了活性污泥的聚合作用，出現了活性污泥的富集現象。活性污泥在二沉池就可以和大量的絲狀物結合。

4.3 活性污泥

在反應池中，有攪拌機、回流泵等設備使活性污泥與污水充分接觸。污水會因為各種水下設備而不停流動。活性污泥在隨水的流動過程中，與投加的硫酸鋁結合，變得更有黏性，更容易吸附水中的絲狀物。活性污泥會讓污水中的絲狀物成為它自身的骨架，依附絲狀物生長。活性污泥在依附絲狀物的同時，也使絲狀物呈現一個網狀結構。絲狀物的網狀結構有利于活性污泥的生長，同時大大增強了骨架的強度。隨著時間的推移慢慢變大，經過二沉池的富集作用，最后變大到足以纏住設備，使得設備無法運轉。

5 解決方案

針對污水中所含有的大量絲狀物，可以在一級處理中增加相應的處理單元，例如氣浮池。利用沉淀法分離懸浮顆粒時，沉淀效率與顆粒的沉速有十分密切的關系。當顆粒的密度非常接近或小于水的密度時，很難用沉淀法將之去除，然而這一類直徑很小、密度接近于水的顆粒污染物在廢水處理中是經常遇到的，此時便可以考慮采用氣浮法處理。

6 結語

污水廠建設初期對SS懸浮物沒有進行詳細的分類，只是套用常規的方案進行設計，忽視進入污水廠不同形態的懸浮物。這一經驗式設計導致污水廠一級處理完全失效，讓絲狀物暢通無阻地進入污水廠核心設備反應池，使設備運行受到嚴重的影響，徒增污水廠運營成本。發現問題后，又因沒有足夠的建設空地，讓許多很好的解決問題的方案無法實施，這些是以后設計污水廠時深以為鑒的。

參考文獻

[1] 中國市政工程西南設計研究院，廣州市市政工程設計研究院.廣州市瀝滘污水處理廠工程初步設計設計說明書[S].2002.

作者簡介：肖杰（1984-），男，供職于廣州市凈水有限公司和廣州市瀝滘污水處理廠，研究方向：污水處理。

（責任編輯：黃銀芳）