污水處理廠運行監(jiān)控及故障排查指南污水處理廠作為城市水環(huán)境治理的核心樞紐，其穩(wěn)定運行直接關(guān)系到污染物減排、生態(tài)環(huán)境安全及水資源循環(huán)利用效率。運行監(jiān)控與故障排查是保障處理系統(tǒng)高效、合規(guī)運行的核心手段——通過對工藝參數(shù)、設(shè)備狀態(tài)、水質(zhì)指標(biāo)的動態(tài)追蹤，可提前識別潛在風(fēng)險；而科學(xué)的故障排查機制則能快速定位問題根源，減少停機損失與環(huán)境風(fēng)險。本文結(jié)合行業(yè)實踐經(jīng)驗，從監(jiān)控體系構(gòu)建、關(guān)鍵環(huán)節(jié)管控到故障處置策略，系統(tǒng)梳理實用方法，為運維人員提供專業(yè)指引。一、運行監(jiān)控體系的科學(xué)構(gòu)建污水處理廠的監(jiān)控需形成“現(xiàn)場感知-中控分析-管理決策”的閉環(huán)體系，覆蓋工藝、設(shè)備、水質(zhì)、能耗四大維度，確保風(fēng)險早發(fā)現(xiàn)、早干預(yù)。（一）監(jiān)控層級與職責(zé)劃分1.現(xiàn)場層：依托運維人員日常巡檢，重點關(guān)注設(shè)備外觀（如格柵是否堵塞、管道是否滲漏）、運行異響（風(fēng)機、泵類異常振動）、物理參數(shù)（如池體液位、污泥厚度），需按班次記錄關(guān)鍵數(shù)據(jù)（如格柵除污量、沉砂池排砂頻次）。2.中控層：通過SCADA（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)）實時采集在線儀表數(shù)據(jù)（溶解氧、pH、流量等），監(jiān)控工藝單元運行狀態(tài)（如曝氣池曝氣強度、污泥回流比），發(fā)現(xiàn)參數(shù)越限（如DO＜1mg/L或＞3mg/L）時觸發(fā)預(yù)警，聯(lián)動現(xiàn)場核查。3.管理層：基于歷史數(shù)據(jù)與實時趨勢，分析工藝穩(wěn)定性（如出水COD月均波動幅度）、設(shè)備能效（如提升泵單位電耗處理水量），通過工藝模擬軟件優(yōu)化運行策略（如調(diào)整硝化液回流比）。（二）核心監(jiān)控指標(biāo)體系監(jiān)控維度關(guān)鍵指標(biāo)控制范圍/預(yù)警閾值監(jiān)測方式-------------------------------------------------------------------------------------工藝參數(shù)溶解氧(DO)好氧段1~3mg/L；缺氧段≤0.5mg/L在線DO儀+人工抽檢污泥濃度(MLSS)生化池2000~4000mg/L（活性污泥法）便攜式懸浮物儀+每日化驗水力停留時間(HRT)按工藝設(shè)計值±10%波動流量儀+池容核算設(shè)備狀態(tài)電機電流額定電流的80%~100%在線電流表+定期校驗軸承溫度滾動軸承≤80℃；滑動軸承≤70℃紅外測溫儀+溫度傳感器設(shè)備振動速度有效值≤4.5mm/s（泵類）測振儀+日常巡檢水質(zhì)指標(biāo)進水COD設(shè)計值±30%（如設(shè)計500mg/L，預(yù)警400~650mg/L）在線COD儀+每日化驗出水SS一級A標(biāo)準(zhǔn)≤10mg/L在線濁度儀+人工過濾稱重氨氮/總磷一級A標(biāo)準(zhǔn)≤5/0.5mg/L在線分析儀+每周全分析能耗數(shù)據(jù)單位電耗≤0.35kWh/m3（生活污水）電表計量+水量統(tǒng)計藥劑單耗PAC≤20mg/L（深度處理）加藥泵流量+水質(zhì)數(shù)據(jù)（三）監(jiān)控頻率與記錄規(guī)范實時監(jiān)控：DO、pH、流量等關(guān)鍵參數(shù)每5分鐘采集一次，異常時（如DO驟降＞0.5mg/L）觸發(fā)1分鐘級數(shù)據(jù)抓取。日常巡檢：設(shè)備外觀、池體狀態(tài)每2小時巡查一次，填寫《巡檢記錄表》（含設(shè)備編號、異常描述、處置措施）。定期化驗：進水/出水全分析每周1次，污泥性能（SVI、MLVSS/MLSS）每3天檢測，數(shù)據(jù)需同步至中控系統(tǒng)形成趨勢圖。二、關(guān)鍵處理單元的監(jiān)控重點不同工藝單元的運行邏輯差異顯著，需針對性關(guān)注核心參數(shù)與潛在風(fēng)險點。（一）預(yù)處理單元：格柵與沉砂池格柵：監(jiān)控柵渣攔截量（異常增加可能預(yù)示進水含大量雜物）、柵前柵后液位差（＞0.3m提示格柵堵塞，需立即清理）。冬季需關(guān)注格柵凍結(jié)風(fēng)險，可通過伴熱或定期沖洗預(yù)防。沉砂池：跟蹤砂粒截留量（異常減少可能因流速過高導(dǎo)致砂粒隨水流失）、曝氣沉砂池的曝氣強度（氣量不足會降低砂粒分離效果）。排砂系統(tǒng)需每周試運行，避免砂泵堵塞。（二）生化處理單元：活性污泥法為例曝氣池：除DO外，需關(guān)注污泥沉降比（SV30，正常15%~30%）——SV30驟升可能是污泥膨脹前兆（需結(jié)合SVI判斷，SVI＞150提示膨脹）。同時監(jiān)控污泥齡（θc，設(shè)計值±20%波動），過短易導(dǎo)致硝化菌流失，過長則污泥老化。缺氧/厭氧池：監(jiān)控ORP（氧化還原電位，缺氧池-100~-50mV，厭氧池-300~-200mV），ORP異常升高可能因曝氣串入或進水DO過高，需檢查回流泵密封或進水預(yù)處理。（三）深度處理單元：濾池與消毒系統(tǒng)濾池：關(guān)注濾后水質(zhì)（SS≤5mg/L）、水頭損失（≤2m，過高提示濾料堵塞）。反沖洗周期需根據(jù)出水濁度動態(tài)調(diào)整（如濁度＞2NTU時提前反沖洗），反沖洗強度（氣沖15~20L/(m2·s)，水沖5~8L/(m2·s)）需定期校驗。消毒系統(tǒng)：次氯酸鈉投加量需與出水糞大腸菌群數(shù)聯(lián)動（如超標(biāo)時提升投加量至8~12mg/L），同時監(jiān)控余氯（接觸池出口≥0.5mg/L，管網(wǎng)末梢≥0.2mg/L），避免余氯過高腐蝕管網(wǎng)。（四）污泥處理單元：脫水與厭氧消化污泥脫水：監(jiān)控泥餅含水率（≤80%）、絮凝劑投加量（如PAM單耗＞3kg/t干泥提示污泥特性變化）。脫水機帶式跑偏、離心脫水機振動過大時，需檢查濾布/濾網(wǎng)清潔度或轉(zhuǎn)鼓平衡。厭氧消化：關(guān)注沼氣產(chǎn)量（設(shè)計值±20%）、消化液VFA（揮發(fā)性脂肪酸，≤500mg/L）——VFA驟升提示酸化風(fēng)險，需減少進泥量并增加堿度補充（如投加NaHCO?）。三、典型故障的識別與排查策略故障排查需遵循“現(xiàn)象-數(shù)據(jù)-機理”的邏輯鏈，結(jié)合工藝原理與設(shè)備特性縮小排查范圍。（一）故障征兆的系統(tǒng)識別1.數(shù)據(jù)異常：如出水COD從50mg/L升至80mg/L，需回溯進水COD、生化池DO、污泥濃度等關(guān)聯(lián)參數(shù)，判斷是進水沖擊、工藝失控還是檢測誤差。2.設(shè)備異常：風(fēng)機出口壓力驟降但電流正常，可能是曝氣頭堵塞（需檢測單池DO分布）；泵類電流過載且異響，多為葉輪纏繞或軸承損壞（解體檢查前先斷電掛牌）。3.水質(zhì)波動：出水SS超標(biāo)伴隨污泥濃度下降，結(jié)合SV30判斷是否污泥流失（如曝氣過量導(dǎo)致污泥絮體破碎，或二沉池刮泥機故障導(dǎo)致污泥堆積）。（二）排查方法論：從點到面，關(guān)聯(lián)分析以“曝氣系統(tǒng)故障導(dǎo)致DO不足”為例：1.單點驗證：現(xiàn)場檢測曝氣池不同區(qū)域DO（如池首1mg/L、池尾0.5mg/L），初步判斷曝氣不均。2.關(guān)聯(lián)參數(shù)：查看風(fēng)機電流（正常）、出口壓力（正常），排除風(fēng)機故障；檢查空氣管道閥門開度（均為100%），排除閥門誤關(guān)。3.機理分析：曝氣頭堵塞會導(dǎo)致局部DO不足，通過“悶曝”試驗（關(guān)閉進水，持續(xù)曝氣2小時后檢測DO）——若DO仍低，拆開曝氣頭發(fā)現(xiàn)生物膜堵塞，需高壓水沖洗。（三）分系統(tǒng)故障案例解析1.污泥膨脹故障現(xiàn)象：SV30＞30%，SVI＞150，出水SS、COD超標(biāo)。排查步驟：①檢測進水水質(zhì)：是否含高濃度油脂（如工業(yè)廢水混入）或有毒物質(zhì)（如重金屬）；②分析工藝參數(shù)：DO是否＜1mg/L（缺氧導(dǎo)致絲狀菌繁殖），營養(yǎng)比（BOD:N:P）是否失衡（如N＜3mg/L或P＜0.5mg/L）；③應(yīng)急處置：短期投加PAC（50~100mg/L）強化絮凝，長期調(diào)整曝氣強度（提升DO至2~3mg/L）、補充營養(yǎng)鹽或更換進水來源。2.電氣自控故障現(xiàn)象：PLC系統(tǒng)報警“通訊中斷”，設(shè)備無法遠程控制。排查步驟：①硬件檢查：交換機指示燈是否正常，光纖/網(wǎng)線是否松動（重點排查現(xiàn)場控制柜與中控室的通訊鏈路）；②軟件診斷：重啟PLC模塊（需提前備份程序），檢查地址沖突（如新增設(shè)備IP與現(xiàn)有重疊）；③預(yù)防措施：定期備份程序，每季度進行通訊鏈路冗余測試。四、應(yīng)急處置與預(yù)防性維護機制故障處置需“快速響應(yīng)+根源消除”，預(yù)防機制則聚焦于降低故障發(fā)生概率。（一）分級應(yīng)急響應(yīng)流程一級故障（環(huán)境風(fēng)險）：如出水超標(biāo)至一級B標(biāo)準(zhǔn)（COD＞60mg/L）、沼氣泄漏等，立即啟動備用系統(tǒng)（如應(yīng)急投加藥劑、切換污泥處理路線），同步上報生態(tài)環(huán)境部門，2小時內(nèi)形成初步處置方案。二級故障（工藝中斷）：如曝氣風(fēng)機故障、二沉池刮泥機卡阻，30分鐘內(nèi)啟動備用設(shè)備（如備用風(fēng)機），組織搶修，4小時內(nèi)恢復(fù)部分運行能力。三級故障（設(shè)備異常）：如加藥泵計量不準(zhǔn)、在線儀表故障，當(dāng)班內(nèi)完成維修或替換，同步校準(zhǔn)備用儀表。（二）預(yù)防性維護策略1.設(shè)備層面：建立“一設(shè)備一檔案”，記錄運行時長、維修歷史（如風(fēng)機每運行8000小時更換軸承），按計劃進行預(yù)防性檢修（如每月清理一次格柵除污機鏈條）。2.工藝層面：每季度開展“工藝健康評估”，分析進水水質(zhì)變化趨勢（如雨季進水COD降低），提前調(diào)整運行參數(shù)（如降低污泥負荷）；每年進行一次全廠工藝模擬，優(yōu)化回流比、曝氣量等關(guān)鍵參數(shù)。3.人員層面：每半年組織“故障推演”培訓(xùn)，模擬污泥膨脹、電氣火災(zāi)等場景，考核運維人員的應(yīng)急操作熟練度；新員工需通過“設(shè)備拆裝+參數(shù)調(diào)控”實操考核方可獨立上崗。五、智能化監(jiān)控工具的深度應(yīng)用傳統(tǒng)監(jiān)控依賴人工經(jīng)驗，智能化工具可提升故障識別效率與預(yù)判能力。（一）在線監(jiān)測儀表的選型與維護選型原則：優(yōu)先選擇抗干擾強的儀表（如熒光法DO儀，避免傳統(tǒng)膜法易污染的問題）；關(guān)鍵水質(zhì)指標(biāo)（如氨氮）采用“在線儀+手工化驗”雙驗證，確保數(shù)據(jù)可靠。維護要點：DO儀每月清潔探頭，COD儀每季度更換消解池，儀表校準(zhǔn)周期不超過3個月（可采用標(biāo)準(zhǔn)溶液或?qū)嶋H水樣對比）。（二）SCADA系統(tǒng)的進階應(yīng)用開發(fā)“參數(shù)關(guān)聯(lián)分析模塊”：當(dāng)出水COD超標(biāo)時，系統(tǒng)自動調(diào)取前24小時的進水COD、DO、污泥濃度等數(shù)據(jù)，生成“異常因子貢獻度”分析報告（如進水COD沖擊貢獻60%，DO不足貢獻30%），輔助運維人員快速定位根源。搭建“設(shè)備健康度模型”：基于電機電流、振動、溫度等數(shù)據(jù)，采用機器學(xué)習(xí)算法（如隨機森林）預(yù)測設(shè)備剩余壽命（如泵類軸承剩余壽命＜1個月時觸發(fā)更換預(yù)警）。（三）大數(shù)據(jù)與AI輔助診斷某污水廠通過分析3年的運行數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)“雨季進水COD＜300mg/L且DO＞3mg/L”時，污泥膨脹風(fēng)險提升40%?；诖艘?guī)律，系統(tǒng)在雨季自動調(diào)整曝氣量（降低至2mg/L）并補充碳源（投加乙酸鈉），有效減少了污泥膨脹頻次。工具推薦：采用Pyt