劉志寬

(山西省環(huán)境工程設(shè)計院，山西 太原 034000)

引 言

當(dāng)前我國的城鎮(zhèn)污水處理工作雖然取得了一定的成果，但由于環(huán)保形勢日趨嚴(yán)峻，污水處理的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)也逐漸提升，因此污水處理廠的日常工作難度也變得越來越高，很多污水處理廠都開始出現(xiàn)出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)的情況，而要想在這一背景下保證城鎮(zhèn)污水處理達(dá)標(biāo)，對于污水處理廠的提標(biāo)改造以及對各種新污水處理工藝的引入顯然是十分必要的。

1 山西污水處理廠基本概況

山西省作為我國最具代表性的資源型缺水地區(qū)之一，其境內(nèi)水土流失問題十分嚴(yán)重，包括污水處理在內(nèi)的各項水環(huán)境治理問題都面臨著十分艱巨的任務(wù)，雖然在前些年，山西省各級政府都提高了對污水處理工作的支持力度，并以“污水處理廠縣縣有”為目標(biāo)，完成了多個城鎮(zhèn)污水處理項目的建設(shè)，但由于近幾年省內(nèi)工業(yè)污水中重金屬、難降解有機(jī)物、SS的占比持續(xù)升高，各類廢水的污染物含量情況也存在較大差異，因此在現(xiàn)有污水處理技術(shù)的支持下，出水水質(zhì)仍然很難完全達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的相關(guān)指標(biāo)[1]?；谶@一現(xiàn)狀，山西省有關(guān)部門自2011年開始再次對城鎮(zhèn)污水處理工作提出了新的要求，并針對省內(nèi)污水處理廠的提標(biāo)改造展開了具體規(guī)劃，經(jīng)過近十年的努力，目前山西省119個縣(市、區(qū))的城鎮(zhèn)污水處理廠基本均實現(xiàn)了設(shè)施穩(wěn)定運行，日污水處理能力及出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)率(一級A標(biāo)準(zhǔn))也有了較大提升，而這也為山西省污水處理廠提標(biāo)改造工作的持續(xù)推進(jìn)創(chuàng)造了良好的基礎(chǔ)。當(dāng)然，目前山西省各城鎮(zhèn)污水處理廠的出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)率尚未達(dá)到100%，據(jù)第三方水質(zhì)檢測機(jī)構(gòu)提供的報告顯示，山西省各城鎮(zhèn)污水處理廠的出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)率基本維持在98%左右，未來各城鎮(zhèn)污水處理廠的提標(biāo)改造工作仍然有待進(jìn)一步完善[1-2]。

2 污水處理廠改造必要性

污水處理廠的提標(biāo)改造簡單來說就是通過新污水處理工藝應(yīng)用、先進(jìn)污水處理設(shè)備引進(jìn)等手段，對污水處理廠進(jìn)行整體改造，以實現(xiàn)污水處理技術(shù)水平及出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)率的有效提升。從目前來看，山西省各城鎮(zhèn)污水處理廠雖然在建設(shè)、改造過程中取得了不錯的成效，但從總體上來看，其在污水處理工作中仍然面臨著不少的問題。首先，山西省各城鎮(zhèn)污水處理廠在污水集中方面大多都采用了合流制排水系統(tǒng)，這類排水系統(tǒng)雖然能夠?qū)⒏黝惞I(yè)污水、生活污水有效集中起來，但在雨水匯入階段卻很容易形成沖擊負(fù)荷，并直接導(dǎo)致雨季進(jìn)水水量過高、污水中雜質(zhì)過多、SS含量過高、泥沙大量淤積、排水管道損壞等一系列的問題，而這對于污水的集中高效處理顯然是十分不利的[2]。其次，山西省境內(nèi)高污染排放工廠較多，相比于其他省份，工業(yè)廢水在污水總量中所占比例較高，再加上部分企業(yè)存在違規(guī)偷排情況，因此污水處理廠在進(jìn)行污水處理問題時，經(jīng)常會出現(xiàn)難降解污染物濃度過高、微生物中毒等問題，這同樣會給污水處理帶來很多麻煩。另外，山西省在城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)方面起步較早，很多污水處理廠的設(shè)備在長期高負(fù)荷運行、維護(hù)管理不到位的情況下，都已經(jīng)出現(xiàn)了不同程度的損壞、老化，并直接影響到了污水處理廠的正常運行，而這也是污水處理廠繼續(xù)提標(biāo)改造的又一重要原因[3-4]。

3 污水處理廠提標(biāo)改造工藝

3.1 低碳源的改造

在污水處理過程中，碳源與生物除磷、異養(yǎng)菌代謝、反硝化等污水處理環(huán)節(jié)的效果直接相關(guān)，當(dāng)前山西省不少污水處理廠來水碳氮比過低，在面對氮磷含量相對較高的工業(yè)污水時，很容易出現(xiàn)碳源消耗過大、濃度不足的情況，進(jìn)而直接影響到出水水質(zhì)，使污水廠總氮無法達(dá)標(biāo)。針對這一問題，未來山西省城鎮(zhèn)污水處理廠還需從低碳源改造入手，一方面在污水處理系統(tǒng)中安裝預(yù)處理單元，并對A2O工藝、原水重復(fù)利用、BAF后續(xù)深度處理、多級AO等各種工藝技術(shù)進(jìn)行合理應(yīng)用，以實現(xiàn)對剩余污泥的有效利用，開發(fā)更多的內(nèi)碳源來彌補當(dāng)前碳源的不足；而在另一方面，則需要加大對廉價商業(yè)碳源的購入量，并在污水處理系統(tǒng)中設(shè)置碳源添加裝置，通過對醋酸鈉、甲醇等外碳源的補充來滿足污水處理過程中的碳源需求，避免碳源濃度不足等問題的發(fā)生。

3.2 低溫的改造

山西省位于我國中部，屬于中緯度內(nèi)陸地區(qū)，在氣候類型上屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，雖然具有著四季分明、雨熱同步的氣候特點，但由于南北氣候與冬夏季氣溫差異都比較大，因此很多污水處理廠仍然面臨著一定的低溫問題，如果不能夠做好對低溫問題的控制，那么就很可能會導(dǎo)致微生物大量死亡、活性降低等一系列問題，并對污水處理效果造成直接影響。為此，未來山西省各城鎮(zhèn)污水處理廠還需密切關(guān)注當(dāng)?shù)貧鉁刈兓闆r，并根據(jù)實際氣溫情況來適當(dāng)采取保溫提溫措施，或是對mbbr工藝進(jìn)行改造，以降低低溫對污水處理的影響。

3.3 脫碳除磷效果改造

由于近年來工業(yè)污水中氮磷含量越來越高，目前山西省很多地區(qū)都出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的水體富營養(yǎng)化問題，對此前山西各城鎮(zhèn)污水處理廠還需積極引入脫氮除磷新工藝，通過對DEPHANOX工藝、A2NSBR工藝、同時硝化反硝化等技術(shù)的靈活應(yīng)用，實現(xiàn)對污水處理系統(tǒng)的脫碳除磷效果改造。例如通過對DEPHANOX工藝的應(yīng)用，可有效解決除磷系統(tǒng)的反硝化碳源不足問題，降低系統(tǒng)的能源(曝氣)消耗效果，而通過對A2NSBR工藝的運用，則可以保證較高的氮磷去除率，并保證脫碳除磷效果的穩(wěn)定性。

山西省當(dāng)前各城鎮(zhèn)污水處理廠正處于提標(biāo)改造的關(guān)鍵階段，雖然在出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)率等方面都有了較大的提升，但未來對于污水處理系統(tǒng)的提標(biāo)改造仍然具有著很高的必要性，而要想實現(xiàn)對提標(biāo)改造工作的繼續(xù)推進(jìn)，則需要在低碳源改造、脫碳除磷效果改造等方面對新污水處理工藝進(jìn)行有效應(yīng)用。