近期多地受到多个台风的影响出现了强降雨天气，污水厂作为城市排涝的组成部分，也不断地受到强降雨下雨污合流对污水厂的冲击，降雨期间都启动了各种应急预案，但是很多污水厂运营者存在一些错误的想法，那就是暴雨停了、水量降了、出水清了，危机就过去了。但是从污水厂微生物系统来说，强降雨带来的影响远远不是降雨期间，而是在降雨后的一段时间，强降雨带来的雨水在系统内停留期间，是造成活性污泥系统最脆弱的时期：
 

　　硝化菌流失严重：暴雨期间水量骤增2-4倍，二沉池固体负荷超限，大量污泥随出水流失。硝化菌世代周期长(20℃时比增长速率μ≈0.3-0.5 d⁻¹)，流失后恢复需5-8天，这期间氨氮去除能力断崖式下降。
 

　　污泥沉降性能变化：暴雨冲刷导致管网沉积物大量入厂，无机砂粒混入污泥，SVI从正常的100-150mL/g下降到100mL/g以下，有些甚至下降到了50mL/g左右，这是活性污泥中有机成分急剧下降的体现。
 

　　“先稀后浓”的污染物浓度变化：管网中沉积的有机物在暴雨后期被冲刷入厂，COD、氨氮、TN、TP升至旱季的2-3倍，碳氮比倒挂(C/N<4)，而系统此时正处于硝化较差、有机成分较少的最差状态。
 

　　污水厂在强降雨天气出现后，应尽快启动对污水厂内的活性污泥性能的保障性恢复，但是这个恢复不是一个简单工艺调控的措施，而是需要进行诊断→修复→稳定的三步进行的工艺流程。下面将这三步展开进行讨论：
 

　　首先第一步是诊断，针对强降雨天气之后，或者是降雨季节结束后，如何判断污水厂内的活性污泥系统性能的优劣，需要通过一系列的指标来进行判断，这些指标根据检测的方式可以分为三个层面进行：
 

　　第一层：物理性能评估，这一层主要是检测SV、污泥浓度MLSS、挥发性污泥浓度MLVSS、镜检、SVI等。这些活性污泥指标在日常监测过程中，不同的污水厂都形成了各自不同的正常的指标范围值，当强降雨和雨季过后，通过和非雨季的指标进行对比后，就能判断出哪些指标出现异常。比如对于活性污泥的镜检，通过显微镜观察活性污泥状态，正常时活性污泥絮凝体密实，主要的微生物为钟虫为主的原生动物，后生动物轮虫占的比例较小，当受到雨水的长期侵扰后，活性污泥的絮凝体松散，生物相失衡，有时甚至出现一些非污水厂常见的微生物，比如三枝轮虫等；雨水中携带的大量的泥沙可能造成SVI可能出现过低的数值；雨后的MLVSS占比严重下降等等。
 

　　第二层：生化活性评估：
 

　　生化系统的评估主要是考察活性污泥系统种的各种功能性菌群的去除能力，以耗氧速率、硝化速率、厌氧池磷的释放情况等进行考察和评估。这些数据同样需要污水厂建立日常的运维数据，作为雨后活性污泥生化活性的评估基准线，通过数据对比，针对性的发现哪些数据发生了异常。较为常见的是由于大量的超正常运行负荷的水量涌入，造成系统活性污泥流失严重，导致硝化菌群数量降低，导致系统的硝化能力急剧下降，导致出水氨氮出现波动甚至超标。
 

　　第三层：系统平衡评估
 

　　系统平衡的评估主要针对是整个污泥系统的环境变化，这作为系统保障的整体分析参数非常重要，是考量活性污泥系统平衡的重要手段，主要通过几个参数进行评估：
 

　　F/M比：雨后MLSS低且进水COD反扑升高，F/M可能从正常的0.2-0.4飙升至0.5-0.8，污泥负荷过载，需通过提高MLSS来降负荷。
 

　　SRT计算：雨后大量排泥(跑泥+应急排泥)会使实际SRT从设计的12-18天骤降到5-8天，硝化菌被“洗出”，必须停止排泥、提高SRT以恢复。
 

　　碳氮比：雨后COD/TN可能从正常的5-8降至3以下，生物反硝化缺碳源，需评估是否启动外投碳源(乙酸钠或甲醇)。
 

　　污水厂通过对活性污泥性能的评估后，确定活性污泥的状态已经不能满足污染物的去除后，要根据评估的结果，进行保泥-养菌-稳系统三阶段的活性污泥性能恢复策略。
 

　　阶段1：保泥
 

　　这是雨后最紧要采取措施的的阶段，核心目标是止住污泥流失、特别是保住剩余的硝化菌群落，主要的工艺调控措施如下：
 

　　立即停止污泥脱水外排：任何形式的剩余污泥排放都必须暂停，直到MLSS恢复至设计值的80%以上。暴雨期间跑泥已造成大量污泥损失，继续排泥=主动加剧硝化菌流失。
 

　　提高外回流比（100%-150%）：将二沉池污泥尽可能回流至生化池，保住菌种。外回流比短期内提高到100~150%不会造成缺氧池DO冲击(此时系统本就缺泥)，反而加速MLSS恢复。
 

　　内回流比调整至150%-200%：增加硝态氮回流至缺氧池，保住反硝化菌群活性，同时降低好氧池末端TN负荷。
 

　　DO控制在2.0-2.5 mg/L：不要为了节能降低曝气——此时硝化菌活性低，需要更高DO来补偿；同时适当DO有利于污泥絮体恢复密实。但也不能超过3mg/L，避免污泥自身氧化和破碎。
 

　　PAC化学辅助除磷：生物除磷此时基本失效(聚磷菌在暴雨冲击下PAO菌群失衡)，通过化学除磷保TP达标，增加PAC的使用量来进行化学除磷，同时PAC的絮凝作用帮助改善污泥沉降性。
 

　　碳源投加上调：外投碳源从非雨季的常规量上调一定的比例，应对雨后碳氮比倒挂，保TN达标。
 

　　阶段2：菌群重建
 

　　通过对污泥保护性调控后，系统内的活性污泥止住流失后，下一个重点是让功能性的菌群落恢复增长。关键动作如下：
 

　　SRT延长至18-25天：比旱季设计值(12-18天)延长1.3-1.5倍，给硝化菌更长的世代周期恢复种群。在这期间，即使检测到了MLSS开始回升，但也不能排泥，硝化菌的时代周期长，SRT达到了设计值，也需要给硝化菌足够的恢复时间，应通过硝化速率的检测判断是否控制SRT。
 

　　MLSS目标恢复至设计值80%→100%：对于降雨后系统污泥严重流失的污水厂，不要急于一次性补泥(外部拉运的污泥量建议在设计MLSS的20%左右)，分2-3天逐步提升，避免系统负荷骤变，引起其他的工艺问题。
 

　　曝气精准控制：DO 2.0-2.5mg/L，但要监测ORP：好氧池ORP应>+150mV，低于此值说明曝气不足，硝化反应受限；厌氧池ORP应<-200mV，缺氧池ORP应-150~-50mV，三者构成完整的氧化还原梯度。
 

　　温度管理：如果暴雨后气温下降3℃以上，硝化菌活性会再降一档(温度每降10℃活性减半)。此时DO提高0.5mg/L、SRT再延2-3天作为补偿。
 

　　阶段3：稳定系统
 

　　当MLSS恢复至设计值的90%以上、SVI进入到100～150mL/g左右、硝化速率恢复至正常范围以内，进入稳定系统阶段，这个阶段的需要进行的关键工艺操作如下：
 

　　逐步恢复排泥，从设计排泥量的30%起步，一周内恢复到100%：不能突然全量排泥，否则SRT断崖式下跌。
 

　　内外回流比逐步回调：外回流从150%逐步降至100%→设计值(通常50-80%)；内回流从200%逐步降至150%→设计值(通常200-400%，视工艺而定)。
 

　　化学辅助退出：PAC投加从暴雨期的过量投加逐步降至少量补充，再到停投，让生物除磷重新主导。
 

　　碳源投加回归基线：随着进水COD回落至旱季水平、碳氮比恢复旱季的水平后，外投碳源也逐步降至旱季水平。
 

　　SVI、硝化速率、耗氧速率监测频次：从降雨期间、降雨后的加密监测(每日数次)频次逐步恢复到旱季期间的正常监测(每周数次)频次。
 

　　对于降雨期间和降雨后的污水厂对活性污泥性能的保障性恢复，需要通过建立完整的预防-应急-恢复闭环的应对机制，污水厂要明确在强降雨后的工艺恢复不是被动的等活性污泥恢复自然恢复要5-7天，甚至更长，而是主动养菌可将周期压缩至1～3天。停止排泥是第一原则，诊断先于操作：SVI、耗氧速率、硝化速率的评估不做到位，盲目的调控只会越调越乱。化学辅助是过渡不是替代：PAC和碳源是雨后恢复期的“拐杖”，系统稳定后要主动退出，否则形成化学依赖、生物处理能力会严重下降，甚至无法恢复到正常水平。
 

　　原标题：污水厂雨后活性系统恢复与性能重建