文章速读
本文探讨了活性污泥法工艺中，原水成分对处理效果的影响。分析了城市生活污水和工业废水的成分特点，以及原水成分波动对生化系统、混凝效果、pH值、活性污泥浓度和食微比的影响，强调了原水成分控制的重要性。
1. 原水成分定义及实践操作的理解
（1）原水成分定义。
所谓原水成分，我们通常把它理解为进入污水、废水处理系统前的污水、废水。因原水成分对系统处理效价影响颇大，我们需要系统的分析原水成分，以期在统括管理整个系统时能够做到全局性的认识和调节。
（2）原水成分在实践操作的理解
1）城市生活污水的水质成分。
生活污水主要来源于日常生活过程中，其中包括化粪池的溢流水、厨房的洗涤水以及其他洗涤用水等。生活污水就成分而言，其主要特点是：氮、磷、硫的含量高；污水中含有大量的纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质和尿素等；常含有大量的合成洗涤剂和磷（洗涤剂不易被生物降解，磷可使水体导致富营养化）；排放的生活污水水体中含有多种微生物，如每毫升生活污水中就含有上百万个细菌，并含有多种病原体，虽不易直接造成人体感染，但长期接触也增加了感染的机会。
生活污水主要来源于日常生活过程中，其中包括化粪池的溢流水、厨房的洗涤水以及其他洗涤用水等。生活污水就成分而言，其主要特点是：氮、磷、硫的含量高；污水中含有大量的纤维素、淀粉、糖类、脂肪、蛋白质和尿素等；常含有大量的合成洗涤剂和磷（洗涤剂不易被生物降解，磷可使水体导致富营养化）；排放的生活污水水体中含有多种微生物，如每毫升生活污水中就含有上百万个细菌，并含有多种病原体，虽不易直接造成人体感染，但长期接触也增加了感染的机会。
生活污水因为含有大量的有机污染物，不经处理就直接排放到水体的话将会造成水体功能的降低和水环境恶化，并将危害居民的身体健康。
生活污水虽然有机物含量高，导致富营养化物质多，但是，就其成分的稳定性和对活性污泥的冲击来讲，较工业废水要好的多。在前面章节所说的活性污泥主体细菌所对应的食物来源就是有机物，而生活污水中的有机物又属于降解性颇高的有机物类，因此对活性污泥法处理而言是相当合适的。而水体中的富营养化物质，由于其也是活性污泥主体细菌细胞合成所必备的营养元素，因此在一定程度上也提供给了活性污泥生长所必需的生长元素，所以，在污水、废水处理过程中能够看到此类富营养化物质被降解掉。只是超过了活性污泥是生长繁殖所需要的营养物质需求量时，会出现排放水体中此类富营养化物质的超标排放。
当然也会发生生活污水中富营养化物质氮磷不足的现象，这通常是由于混入过多的工业废水或天然雨水所致。为保证活性污泥正常生长繁殖，还是需要补充这部分营养物质（氮磷）以满足微生物生长繁殖合成细胞壁时的所需。
2）工业废水的水质成分。
工业废水因为成分复杂、降解困难，是水体污染最重要的污染源，它量大面广，含有污染物种类繁多，有些成分在水中分解困难而不易降解净化，处理起来就有相当的难度。就工业废水的成分而言，其主要特点是：悬浮物质含量通常较高；降解耗氧量高，部分有机物一般难以降解，有的甚至虽微生物产生毒性或抑制作用；有机物浓度波动巨大，水温变化大，直接排放水体或进入直接系统可造成系统运行不稳定的热污染的产生；重金属及有毒有害物质多。
工业废水因为成分复杂、降解困难，是水体污染最重要的污染源，它量大面广，含有污染物种类繁多，有些成分在水中分解困难而不易降解净化，处理起来就有相当的难度。就工业废水的成分而言，其主要特点是：悬浮物质含量通常较高；降解耗氧量高，部分有机物一般难以降解，有的甚至虽微生物产生毒性或抑制作用；有机物浓度波动巨大，水温变化大，直接排放水体或进入直接系统可造成系统运行不稳定的热污染的产生；重金属及有毒有害物质多。
工业废水因为具备以上的水成分特征性，在水处理过程中往往需要物化处理配合的需求更大，有的水质成分则不需要生化处理或者说无法进行生化处理。由于工业废水成分单一，在系统处理工业废水中常会遇到如表3-3的问题。
表3-3 工业废水处理常遇问题
| 工业废水特性 | 对物化段的影响 | 对生化段的影响 |
| 悬浮物质含量高 | 通常理解为悬浮物含量高，增加混凝剂投加量即可，但是，实际操作中，往往发现控制困难，为此，需要经常通过现场小试来调整药品投加的合理性 | 通常过高的悬浮物含量，会对物化断了照成较大的负担，导致混凝沉淀失败的情况也会增多，随即此部分悬浮物进入生化系统将会对系统稳定运行照成影响，主要是惰性物质增多，上清液混浊，发生比较常见。 |
| 降解耗氧量高 | 降解耗氧量高不会对物化段造成过大的影响，主要表现在初级沉淀污泥容易腐败上浮。通过合理的排泥频率来达到控制污泥上浮运用较多。 | 高降解耗氧量的物质，往往属于难降解有机物，对生化系统造成的压力较大，表现在充氧量需求量大、活性污泥浓度高，降解率低等弊端比较常见，这也是处理成本高的原因 |
| 难降解有机物 | 难降解有机物对物化段造成系统影响不大，除部分电性表现不明显的物质对混凝沉淀有影响外，为了缓解难降解有机物对生化系统的冲击，需要强化系统的处理深度 | 难降解耗氧量的物质的影响主要表现在受处理所停留时间延长，在设计不足的情况下容易导致出水指标过高；同时部分难降解有机物对活性污泥有一定的抑制作作用，对活性污泥的泥水分离液产生影响 |
| pH值影响 | 物化段的影响主要是对设备的腐蚀和混凝效果的影响方面比较明显；对进流水进行pH调整也就成为必然 | 活性污泥中微生物本身对生长环境的PH值有要求的，如pH值波动过大及长时间的作用于活性污泥的话，将对微生物正常代谢产生影响 |
| 水温变化大 | 水温的波动同样对物化段的影响不大，并可通过物化段来降低水温 | 生化段的低温处理差，高温引起微生物解体死亡是温度影响活性污泥的基本表现 |
| 含有重金属及有毒有害物 | 重金属及有毒有害物对物化段同样影响不大，但是，也需要在物化段对这些物质进行重点去除 | 活性污泥对有毒有害物及重金属的反应有块速和滞后的表现，这和重金属、有毒物质的浓度、种类、接触时间有关；活性污泥反应出来的表现多为解体黑和活性降低 |
2．原水成分在实际污水、废水处理工艺中认识方面的注意点
（1）明确原水分波动对生化系统的影响。
生化系统要求建立的运行环境是水质均匀、波动小、冲击少这样的环境。如何做到这些方面的稳定化原水分入流，更能保证生化系统的中长期稳定是我们需要考虑的。往往生化系统因为进水等原因导致系统处理效率及运行稳定性受到影响，恢复的时候，由于影响面试系统性的问题，所以，要恢复到正常的水平需要较长的时间调整。
（2）原水成分对混凝效果的影响。
混凝对原水中颗粒物质含量及带电性也有较高的要求，对原水中颗粒物质含量偏少的污水、废水，由于颗粒间碰撞机会少、絮凝吸附能力相对不足、整沉效果不明显，所以，对低悬浮颗粒污水、废水需要增加在混凝池内的停留时间。而高悬浮颗粒废水，将消耗大量混凝药剂，同时，形成的大量絮体颗粒在搅拌的作用下相互碰撞，导致絮体结构折断，表现在上清液浑浊，间歇水不清澈。
3. 原水成分和其他控制指标的关系及联合分析方法
（1）原水成分和pH值的关系。
原水进流成分一般比较复杂，但是，通过长期的原水成分监测和数据整理也能够得出较正确的原水成分，这对工艺调整的判断参考和系统总体把握具有重要的参考意义。
以工业废水为例，pH值的变化往往受工艺影响而出现间歇性的排放，如更换工艺的水洗水、酸洗水、系统排水等。但多股废水同时汇集入流到废水处理系统时，就会出现进流水的pH值异常波动。通常情况下，原水pH值异常时，其废水成分也变化复杂，但是其有机物浓度通常较低，而工业排水往往带有重金属及特殊化学药剂的排放，此时的废水处理中对工艺的冲击同样存在。
就处理对策而言，纠正异常的pH值是保证后续工艺正常运行的重要保证，如伴有大水量时，预先准备足够的酸碱是必要的，发挥调节池的作用也甚为需要。
（2）原水成分与活性污泥浓度的关系。
原水成分异常波动，将不利于后续生化系统的正常运行，这个问题在前面的知识点中已有所说明。其主要成分变化对活性污泥的影响如表3-4所示。
表3-4 原水成分对活性污泥的影响
| 原水成分变化 | 对活性污泥的影响 | 原因分析 |
| pH值异常波动 | 抑制生长、导致死亡 | 不适合的生长环境 |
| 有机物浓度过高 | 造成冲击负荷，沉降性差 | 微生物生长迅速，活性高 |
| 有机物浓度过低 | 活性污泥易老化 | 食物供给不足，活性污泥死亡 |
| 悬浮物浓度过高 | 物化段去除不足，活性污泥有效成分低 | 混杂过多颗粒固体，造成活性污泥浓度增长的假象 |
| 进水含有毒物质 | 活性污泥解体，活性抑制 | 中毒发生，细胞合成受到抑制 |
| 表面活性剂过多 | 池体泡沫过多，充氧效率低 | 覆盖池体液面，沿转移效率低 |
在实际运行中，特别要注意原水成分中惰性物质过多给活性污泥浓度虚假增高带来的假象，往往操作人员认为不排泥，活性污泥浓度就高了，自然处理效率就高了，其实是由于过高的活性污泥浓度中含有大量的惰性物质，其有效活性污泥不多，结果只是出水悬浮颗粒多，而处理效率变低了。
（3）原水成分与食微比的关系。
食微比的概念将在下一个控制指标中加以说明。食微比中的F值与原水成分的关系比较密切，进水可利用有机物的多少决定了F值的大小，也间接控制了M值所需的控制范围。
当进水成分中有机物浓度较高时，会引导活性污泥浓度的快速增长，相反，当进水有机物浓度较低时，活性污泥浓度也会有所降低，以适应降低的进水有机物浓度。
