對(duì)于肩負(fù)凈化城市“血液”重任的污水處理廠而言,雨季不僅代表處理水量劇增的挑戰(zhàn),更是一場(chǎng)關(guān)乎處理效率、水質(zhì)穩(wěn)定及環(huán)境安全的全面考驗(yàn)。
一、 水量洪峰:系統(tǒng)不堪承受之重
瞬時(shí)流量激增: 暴雨傾盆,雨水通過(guò)合流制管網(wǎng)(生活污水與雨水共用管道)或管網(wǎng)缺陷處大量涌入污水系統(tǒng),短時(shí)間內(nèi)遠(yuǎn)超污水處理廠設(shè)計(jì)處理能力。
溢流與稀釋?zhuān)?處理能力飽和或超載時(shí),混合污水(雨水與污水)被迫通過(guò)溢流口直接排入自然水體,造成嚴(yán)重污染。同時(shí),大量雨水稀釋進(jìn)水,污染物濃度驟降,影響處理效率。
管網(wǎng)壓力倍增: 雨水涌入使管網(wǎng)內(nèi)水位猛漲、流速加快,不僅增加溢流風(fēng)險(xiǎn),還可能導(dǎo)致管道破裂、污水倒灌進(jìn)入地下空間甚至居民住宅。
二、 水質(zhì)劇變:微生物的生存困境
污染物“雞尾酒”效應(yīng): 雨水沖刷路面、屋頂,裹挾大量泥沙、油污、重金屬、農(nóng)藥殘留、垃圾碎片等污染物涌入污水廠,進(jìn)水成分復(fù)雜多變,沖擊處理系統(tǒng)。
濃度波動(dòng)劇烈: 暴雨初期沖刷效應(yīng)帶來(lái)極高污染物濃度,之后又因雨水稀釋導(dǎo)致濃度極低。這種“過(guò)山車(chē)”式的水質(zhì)波動(dòng),讓依賴(lài)穩(wěn)定環(huán)境的活性污泥微生物無(wú)所適從——高濃度時(shí)“中毒”受損,低濃度時(shí)“饑餓”失活。
泥沙淤積之患: 雨水?dāng)y帶大量懸浮固體(泥沙)涌入,易在格柵、沉砂池、生化池等處淤積,降低處理單元的有效容積和效率,增加設(shè)備磨損和清淤負(fù)擔(dān)。
三、 工藝沖擊:處理鏈條的脆弱環(huán)節(jié)
物理處理告急: 格柵和沉砂池在暴雨初期面對(duì)洶涌而至的漂浮物和砂粒,處理能力捉襟見(jiàn)肘,部分污染物直接進(jìn)入后續(xù)工藝。
生物處理失衡: 活性污泥法中的微生物群落對(duì)進(jìn)水水質(zhì)、水量變化極為敏感。暴雨帶來(lái)的沖擊易導(dǎo)致污泥膨脹、上浮,甚至微生物大量死亡,硝化/反硝化等關(guān)鍵生化過(guò)程嚴(yán)重受阻,出水氨氮、總氮等指標(biāo)惡化。
消毒效率打折: 為應(yīng)對(duì)激增的水量,污水在消毒池內(nèi)停留時(shí)間被迫縮短,加之進(jìn)水濁度增高,紫外消毒穿透力下降,氯消毒接觸不充分,最終導(dǎo)致病原體滅活效果大打折扣,增加受納水體衛(wèi)生風(fēng)險(xiǎn)。
污泥處理壓力: 水量激增伴隨污泥產(chǎn)量增加,但進(jìn)水濃度稀釋又導(dǎo)致污泥有機(jī)質(zhì)含量降低,其沉降性能和脫水性能變差,給污泥處理處置環(huán)節(jié)帶來(lái)額外負(fù)擔(dān)。
四、 應(yīng)對(duì)之策:多管齊下提升韌性
面對(duì)雨季挑戰(zhàn),需構(gòu)建系統(tǒng)性防御體系:
源頭減負(fù): 大力推行雨污分流改造,從源頭上減少雨水進(jìn)入污水系統(tǒng);建設(shè)海綿城市設(shè)施(透水鋪裝、雨水花園、調(diào)蓄池等),增強(qiáng)源頭滯蓄、滲透與凈化能力。
過(guò)程調(diào)蓄: 在管網(wǎng)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)及廠前設(shè)置大型雨水調(diào)蓄池/隧道,暫存初期高污染雨水,待雨停后或處理能力恢復(fù)時(shí)再逐步輸送至污水廠處理,顯著減少溢流污染。
污水廠內(nèi)強(qiáng)化:
擴(kuò)建與彈性設(shè)計(jì): 考慮雨季峰值流量擴(kuò)建處理設(shè)施,或設(shè)置可快速啟用的雨季應(yīng)急處理單元。
工藝優(yōu)化管理: 雨季來(lái)臨前儲(chǔ)備充足活性污泥;根據(jù)進(jìn)水變化靈活調(diào)整曝氣量、污泥濃度、回流比等運(yùn)行參數(shù);儲(chǔ)備高效化學(xué)藥劑(如混凝劑)應(yīng)對(duì)水質(zhì)沖擊。
智慧賦能: 利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、模型預(yù)測(cè)等技術(shù),實(shí)現(xiàn)管網(wǎng)水位、廠內(nèi)工況實(shí)時(shí)監(jiān)控與智能調(diào)度,提升快速響應(yīng)和精準(zhǔn)調(diào)控能力。
雨季對(duì)污水處理的影響,實(shí)則是城市水環(huán)境治理能力的一塊試金石。它暴露出系統(tǒng)設(shè)計(jì)容量不足、管網(wǎng)建設(shè)滯后、運(yùn)行管理韌性欠缺等深層次問(wèn)題。唯有通過(guò)持續(xù)推進(jìn)雨污分流、大力建設(shè)海綿城市、科學(xué)擴(kuò)建并優(yōu)化污水廠運(yùn)行、積極擁抱智慧化管理等多維度協(xié)同發(fā)力,才能有效化解雨季帶來(lái)的沖擊,守護(hù)水清岸綠的環(huán)境底線,讓城市在風(fēng)雨洗禮后依然保持健康的“新陳代謝”。這場(chǎng)與雨季的博弈,不僅關(guān)乎技術(shù),更考驗(yàn)著城市治理的前瞻性與韌性。