丝状物对污水厂运营的影响探讨

摘要：文章论述了丝状物对污水厂各种设备产生的影响以及丝状物对污水厂运营所造成的昂贵开支，分析了丝状物如何从肉眼不易分辨的小量物质聚集成足以威胁到污水厂运营的大型固体的形成过程和原因，最后对丝状物的处理给出了一些建议，指出建设污水处理厂预留建设空地对污水厂后续运营的重要性。

关键词：丝状物；污水厂设计；污水厂运营；气浮池；缠绕；物理处理 文献标识码：A

中图分类号：X703 文章编号：1009-2374（2016）05-0084-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.05.043

1 丝状物产生的原因

丝状物是指外形与头发丝相似的物体，它们的直径很小、长度很大，长度与直径的比值很大。丝状物通常有很强的韧性，柔软不易断裂。进入污水厂的丝状物主要是碎布、胶袋、海绵、绳子之类的物质。

由表1可以看到广州市近年经济发展迅速。随着近年来广州市经济的快速发展，广州市郊区也慢慢开始繁荣。建立在广州郊区的某污水厂周边慢慢建立起了很多的小型加工厂，主要以纺织加工为主。这些纺织加工业往河流和市政排水管道排入大量的工业碎废料，例如碎布、塑料袋、橡胶、海绵制品等。这些废料成为污水厂丝状物的主要来源，对污水厂的运营产生了长久的负面影响。

2 丝状物对污水厂的影响

2.1 丝状物的富集作用

从现实情况来看，每立方米污水含有的丝状物含量很低，用肉眼不容易分辨。这些丝状物对于小型污水厂是没有什么影响的。但是对于大型污水厂，例如日处理能力达50万吨的大型污水厂就不能忽视了。由于污水厂处理的污水量大，再加上日积月累，这些小型的丝状物就可以形成数量可观的非常坚韧的大型丝状物堵塞叶轮。

2.2 丝状物对设备的影响

2.2.1 这些丝状物会缠绕装有叶轮的设备，例如泵、搅拌机等设备，导致设备无法运行，需要耗费人力去清理，久而久之还会损坏设备的电动机和桨叶。发生过因为丝状物缠绕沉砂池排沙泵，致使沉砂池无法排沙，不得不停止运行沉砂池的情况。

堵塞栅条，导致栅条失效。如果格栅有自动清洁装置，例如清洁小车之类的设备，丝状物会阻碍小车运行，导致小车失效。

2.2.2 丝状物会堵塞二层池的出泥孔，导致二沉池无法进行有效的泥水分离，严重的时候还会影响二沉池的出水。

2.2.3 由于仪表的入水孔是很小的，所以只需要一点点丝状物就可以堵塞仪表的管道，导致仪表失灵。

2.2.4 如果采用的是紫外线消毒，丝状物还会缠绕紫外线消毒灯管，致使消毒效果变差，更有甚者还会损坏灯管。

2.3 丝状物对污水厂运营的影响

丝状物对污水厂的影响是巨大的。丝状物堵塞了格栅，会减小污水厂的污水进水量，让污水厂不能及时处理城市污水。严重的时候可能导致整条生产线瘫痪。丝状物缠绕了生化池的泵或搅拌机，会影响生化池的污水处理效果，引起污水厂出水水质的不达标。丝状物堵塞二沉池的排泥孔会使二沉池泥水分离效果变差。活性污泥不能及时排出，就会上浮到水面，使出水受到污染，出水不能达标。丝状物如果堵塞了仪表，会让污水厂的工作人员无法及时掌握情况而做出错误的判断。最重要的是为了清洁这些丝状物，污水厂必须动用大量的人力物力进行人工清洁。二沉池的排泥孔、细格栅以及各种泵都配有专门的人员定期进行清洁。丝状物的存在增加了相应的工作人员，大幅增加设备损坏和更换的频率，极大缩短了设备的使用寿命，大幅增加了污水厂的运营费用。

3 设备无法拦截丝状物的原因

3.1 SS悬浮物

SS悬浮物指悬浮在水中的固体物质，包括不溶于水中的无机物、有机物及泥砂、黏土、微生物等。水中悬浮物含量是衡量水污染程度的指标之一。

3.2 悬浮物的测定

测定悬浮物一般用的是传统的重量法。重量法可以测出水中悬浮物的重量，但重量法无法给出悬浮物的种类。

3.3 悬浮物的去除

在污水厂设计说明书中说：污水中的无机颗粒和大直径的有机颗粒靠自然沉淀作用就可以去除，小直径的有机颗粒靠微生物的降解作用去除，而小直径的无机颗粒（包括大小在胶体和亚胶体范围内的无机颗粒）则要靠活性污泥絮体的吸附、网络作用，与活性污泥絮体同时沉淀被去除。由于在前期没有检查悬浮物的种类，在设计时一概认为污水中的固体都成颗粒状，没有考虑固体的其他形状。在设计中，既不考虑固体的形状，也不考虑固体的性状，笼统的采用沉淀法去除颗粒，这种设计方式缺乏对实际情况的详细考虑，容易产生难以挽回的错误。

3.4 污水厂的工艺

大多数的城市污水处理厂的流程一般为粗格栅→提升泵→细格栅→沉砂池→生化池→二沉池→消毒→排放。此污水厂采用改良AAO工艺，污水先是进入粗格栅（栅距是20mm），再经提升泵到细格栅（栅距是5mm），后经旋流沉砂池进入生化池，再经过二沉池的泥水分离后进入二氧化氯消毒，完成消毒后尾水排江。

该污水厂为了加强除磷效果，采用在生物处理池出水中投加硫酸铝除磷化学试剂的方法以确保出水达标。

3.5 丝状物进入污水厂的过程

污水厂粗格栅的栅距是20mm，细格栅的栅距是5mm。丝状物的直径一般就和头发丝差不多大，远小于细格栅的栅距5mm。污水厂的进水流速一般比较大，丝状物进入污水厂的时候，头部会与格栅栅条呈垂直状态，所以丝状物可以轻易通过粗格栅和细格栅。少部分丝状物进入时，与格栅栅条不能保持垂直，就会缠绕在栅条上阻碍水体流动。丝状物到达沉砂池的时候，大部分丝状物因为可以漂浮在水上，不和沙一起下沉，可以顺利通过。少部分丝状物会因为旋流沉砂池中的水的旋流作用，和污水中的沙粒缠绕在一起形成较大的固体进入沉砂池的排沙泵。这种丝状物与沙粒的混合物会堵塞砂泵。

可以看到污水厂的一级处理（粗格栅、细格栅、沉砂池）对丝状物基本是无效的。一级处理并没有实现预期的效果，丝状物非常轻易地就通过了一级处理。

3.6 设备的破碎作用

有许多纺织加工业废料进入污水厂的时候体积是比较大的，这些较大体积的废料会被污水厂的相关设备拦截，例如粗格栅、细格栅等。这时这些体积较大的废料会与污水厂的设备发生拉扯、撕裂等相互作用。污水厂的设备对废料的拉扯、撕裂等过程会将废料破碎为更加细小的固体物质。体积细微的固体物质更容易通过一级处理的各种设备，进入反应池，最后对污水厂的设备造成影响。

3.7 一级处理的失效

在污水厂设计之初，为了简便，没有检测悬浮物种类。在不清楚悬浮物的种类的情况下，选择了沉淀法去除悬浮物。但是污水厂周围环境偏偏就多了丝状物，这是设计之初所没有考虑到的。由于缺乏周全的考虑，致使一级处理失去了它本来应有的作用，让丝状物顺利通过，这就给污水厂后续的运营带来了许多负面的影响。

4 大型固体形成的原因

4.1 硫酸铝

在污水厂中，硫酸铝主要用于二级加强处理，用以加强AAO工艺除磷的效果。硫酸铝除了可以加强除磷效果，它自身还具有一些黏性。黏性可以聚合活性污泥，有利于活性污泥的沉淀。同时还会增强活性污泥对丝状物的黏附作用。

4.2 二沉池

二沉池是泥水分离的地方，也是泥水浓度最大的地方。附着硫酸铝的活性污泥，因为硫酸铝的黏性，加强了活性污泥的聚合作用，出现了活性污泥的富集现象。活性污泥在二沉池就可以和大量的丝状物结合。

4.3 活性污泥

在反应池中，有搅拌机、回流泵等设备使活性污泥与污水充分接触。污水会因为各种水下设备而不停流动。活性污泥在随水的流动过程中，与投加的硫酸铝结合，变得更有黏性，更容易吸附水中的丝状物。活性污泥会让污水中的丝状物成为它自身的骨架，依附丝状物生长。活性污泥在依附丝状物的同时，也使丝状物呈现一个网状结构。丝状物的网状结构有利于活性污泥的生长，同时大大增强了骨架的强度。随着时间的推移慢慢变大，经过二沉池的富集作用，最后变大到足以缠住设备，使得设备无法运转。

5 解决方案

针对污水中所含有的大量丝状物，可以在一级处理中增加相应的处理单元，例如气浮池。利用沉淀法分离悬浮颗粒时，沉淀效率与颗粒的沉速有十分密切的关系。当颗粒的密度非常接近或小于水的密度时，很难用沉淀法将之去除，然而这一类直径很小、密度接近于水的颗粒污染物在废水处理中是经常遇到的，此时便可以考虑采用气浮法处理。

6 结语

污水厂建设初期对SS悬浮物没有进行详细的分类，只是套用常规的方案进行设计，忽视进入污水厂不同形态的悬浮物。这一经验式设计导致污水厂一级处理完全失效，让丝状物畅通无阻地进入污水厂核心设备反应池，使设备运行受到严重的影响，徒增污水厂运营成本。发现问题后，又因没有足够的建设空地，让许多很好的解决问题的方案无法实施，这些是以后设计污水厂时深以为鉴的。

参考文献

[1] 中国市政工程西南设计研究院，广州市市政工程设计研究院.广州市沥滘污水处理厂工程初步设计设计说明书[S].2002.

作者简介：肖杰（1984-），男，供职于广州市净水有限公司和广州市沥滘污水处理厂，研究方向：污水处理。

（责任编辑：黄银芳）