在污水處理過程中，會遇到各種各樣的污水問題。例如：COD、氨氮、SS等指標不達標，污泥膨脹、浮泥和活性微生物死亡等，因為污水處理的原理都是相同的，所以污水處理研究從開始基本上是以生活污水作為研究藍本的，以下我們以生活污水的為目標來總結運營過程中會遇到的問題。
進水水量與水質
進水水量
在我國，城市污水處理廠進水水量不足的現象普遍存在，這種吃不飽的原因既有通常被提到的污水收集管網建設滯后問題，也有設計能力超前的問題。這兩方面原因導致許多地方的污水處理廠已經建成幾年仍不能滿負荷運行，有些污水處理廠甚至只能抽取廠區周邊的河水進行處理，使得污水處理工藝控制增加了難度，也增加了工程投資的成本，造成資產的閑置與浪費，無謂地過多消耗本來就已非常緊張的污水處理資金。
相反，有的污水處理廠存在長期超負荷運行狀態，例如某污水處理廠一期工程規模為40萬m3/d，二期工程規模為24萬m3/d，但由于資金短缺而使二期工程建設滯后，一期實際處理量已達到52萬m3/d，處理出水水質有所下降。為此，合理確定污水處理廠建設規模與分期，高效使用治污資金，以及盡量提高污水收集率，是實現污水減排的前提。
進水水質
污水收集管網不配套，雨污合流制管網較普遍，管網管理不到位，致使進入城市污水處理廠的進水中雨水、河道水和工業廢水的比例較大。
以下進水水質情況均不利于污水處理廠的正常運行：
1.進水中BOD、COD含量比設計值低，而氮、磷等指標則等于或高于設計值，從而增加污水脫氮除磷處理達標排放的難度;
2.工業廢水中的夾帶油污或有毒物質對城市污水處理廠的生物系統造成巨大影響，在情況下這些油污或有毒物質會使整個生物系統癱瘓，微生物菌種死亡，整個污水處理廠不得不重新培養活性污泥;
3.進水水質偏高，供氧與污泥脫水設備規格不能滿足污水與污泥處理要求。其中垃圾滲濾液引入給城市污水處理廠運行所造成的影響需要給予足夠重視。
對于污水收集與污水處理能力不協調的問題，需要有關主管部門將城市排水管網和污水處理廠建設納入城市建設近、遠期總體規劃，保證污水收集系統與污水處理廠同步或先行建設。同時做好新建污水處理廠服務范圍內污水水質調查，以合理確定設計進水水質。
出水水質
我國近年建設的城市污水處理廠基本要求達到國家GB18918-2002中的一級B標準，在一些地區還有要求達到一級A標準。即使是原有已建項目，也在逐漸進行升級改造，以提高污水減排效果。
根據規定的污水處理排放標準要求，各城市污水處理廠采用適合于本地進水水質等客觀條件的污水處理工藝技術，并加強運營管理。然而，在污水處理廠的實際運行管理過程中，仍會遇到一些來自不同方面的問題而導致處理出水水質不達標。
1.有機物超標
傳統活性污泥工藝的主要功效是去除城市污水中含有的有機污染物質，設計與運行良好的活性污泥工藝，出水BOD5和SS均可小于20mg/L。
影響有機物處理效果的因素主要有：
1.營養物
一般城市污水中的氮磷等營養元素都能夠滿足微生物需要，且過剩很多。但工業廢水所占比例較大時，應注意核算碳、氮、磷的比例是否滿足100:5:1。如果污水中缺氮，通常可投加銨鹽。如果污水中缺磷，通常可投加磷酸或磷酸鹽。
2.pH
城市污水的pH值是呈中性，一般為6.5～7.5。pH值的微小降低可能是由于城市污水輸送管道中的厭氧發酵。雨季時較大的pH降低往往是城市酸雨造成的，這種情況在合流制系統中尤為突出。pH的突然大幅度變化，不論是升高還是降低，通常都是由工業廢水的大量排入造成的。調節污水pH值，通常來說是投加氫氧化鈉或硫酸，但這將大大增加污水處理成本。
3.油脂
當污水中油類物質含量較高時，會使曝氣設備的曝氣效率降低，如不增加曝氣量就會使處理效率降低，但增加曝氣量勢必增加污水處理成本。另外，污水中較高的油脂含量還會降低活性污泥的沉降性能，嚴重時會成為污泥膨脹的原因，導致出水SS超標。對油類物質含量較高的進水，需要在預處理段增加除油裝置。
4.溫度
溫度對活性污泥工藝的影響是很廣泛的。首先，溫度會影響活性污泥中微生物的活性，在冬季溫度較低時，如不采取調控措施，處理效果會下降。其次，溫度會影響二沉池的分離性能，例如溫度變化會使沉淀池產生異重流，導致短流;溫度降低會使活性污泥由于粘度增大而降低沉降性能;溫度變化會影響曝氣系統的效率，夏季溫度升高時，會由于溶解氧飽和濃度的降低，而使充氧困難，導致曝氣效率的下降，并會使空氣密度降低，若要保證供氣量不變，則必須增大供氣量。
2.氨氮超標
污水中氨氮的去除主要是在傳統活性污泥法工藝基礎上采用硝化工藝，即采用延時曝氣，降低系統負荷。
導致出水氨氮超標的原因涉及許多方面，主要有：
1.污泥負荷與污泥齡
生物硝化屬低負荷工藝，F/M一般在0.05～0.15kgBOD/kgMLVSS˙d。負荷越低，硝化進行得越充分，NH3-N向NO3--N轉化的效率就越高。與低負荷相對應，生物硝化系統的SRT一般較長，因為硝化細菌世代周期較長，若生物系統的污泥停留時間過短，即SRT過短，污泥濃度較低時，硝化細菌就培養不起來，也就得不到硝化效果。SRT控制在多少，取決于溫度等因素。對于以脫氮為主要目的生物系統，通常SRT可取11～23d。
2.回流比
生物硝化系統的回流比一般較傳統活性污泥工藝大，主要是因為生物硝化系統的活性污泥混合液中已含有大量的硝酸鹽，若回流比太小，活性污泥在二沉池的停留時間就較長，容易產生反硝化，導致污泥上浮。通常回流比控制在50～100%。
3.水力停留時間
生物硝化曝氣池的水力停留時間也較活性污泥工藝長，至少應在8h以上。這主要是因為硝化速率較有機污染物的去除率低得多，因而需要更長的反應時間。
4.BOD5/TKN
TKN系指水中有機氮與氨氮之和，入流污水中BOD5/TKN是影響硝化效果的一個重要因素。BOD5/TKN越大，活性污泥中硝化細菌所占的比例越小，硝化速率就越小，在同樣運行條件下硝化效率就越低;反之，BOD5/TKN越小，硝化效率越高。很多城市污水處理廠的運行實踐發現，BOD5/TKN值最佳范圍為2～3左右。
5.硝化速率
生物硝化系統一個專門的工藝參數是硝化速率，系指單位重量的活性污泥每天轉化的氨氮量。硝化速率的大小取決于活性污泥中硝化細菌所占的比例，溫度等很多因素，典型值為0.02gNH3-N/gMLVSS×d。
6.溶解氧
硝化細菌為專性好氧菌，無氧時即停止生命活動，且硝化細菌的攝氧速率較分解有機物的細菌低得多，如果不保持充足的氧量，硝化細菌將“爭奪”不到所需要的氧。因此，需保持生物池好氧區的溶解氧在2mg/L以上，特殊情況下溶解氧含量還需提高。
7.溫度
硝化細菌對溫度的變化也很敏感，當污水溫度低于15℃時，硝化速率會明顯下降，當污水溫度低于5℃時，其生理活動會停止。因此，冬季時污水處理廠特別是北方地區的污水處理廠出水氨氮超標的現象較為明顯。
8.pH
硝化細菌對pH反應很敏感，在pH為8～9的范圍內，其生物活性強，當pH<6.0或>9.6時，硝化菌的生物活性將受到抑制并趨于停止。因此，應盡量控制生物硝化系統的混合液pH大于7.0。
3.總氮超標
污水脫氮是在生物硝化工藝基礎上，增加生物反硝化工藝，其中反硝化工藝是指污水中的硝酸鹽，在缺氧條件下，被微生物還原為氮氣的生化反應過程。
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