劉穎

（安慶市建筑管理處，安徽 安慶 246000）

引言

污水處理廠提標改造工程沒有一個標準化的解決方案，且由于污水處理廠之間所使用的工藝、設施等都不盡相同，且提質的側重點也并不同，因此限制了成功改造工程案例的復制。在此背景下，研究優(yōu)秀的污水處理廠提標改造方案，根據(jù)其改造技術路線來進行系統(tǒng)歸納分析，并針對提標側重點給出建議方案，對于今后污水處理廠借鑒、創(chuàng)新、發(fā)展有著重大意義。

一、污水處理廠污水處理工藝介紹

（一）污水處理廠工藝概況

當前的污水處理方式主要分為物理處理法、化學處理法和生物處理法，目前污水處理廠具體的處理工藝采用多段AAO+超濾工藝、MBR 工藝?，F(xiàn)如今又不斷地增添了生物濾池除臭技術，并不斷優(yōu)化生化處理單元，采用“重力濃縮+機械脫水”工藝來不斷提高污水處理率。具體在污水水質檢測方面借助了在線氨氮分析、pH 分析、總氮總磷分析儀，設置了相應的監(jiān)測點和采集點，對于水質問題進行兩小時一采樣的工作。尤其是建立了在線監(jiān)測系統(tǒng)進行水質的自動監(jiān)測，能夠讓污水處理廠在進行污水處理環(huán)節(jié)及時了解現(xiàn)有的水質數(shù)據(jù)，并進行水質問題的及時傳輸，更好地提升水質質量。

（二）接納廢水水質特征

根據(jù)脫氮除磷的需求，提標改造工程主要對現(xiàn)有二級生物處理單元進行分析，進而提出合理的提標改造工藝路線?，F(xiàn)如今來看目前污水處理廠主要是生活污水中形成的污染物，需要根據(jù)轄區(qū)內污水處理廠進行適時管理并做好日常的排放工作，污水處理廠中BOD5 和COD 是污水生物處理過程中常用的兩個水質指標，用BOD5/COD 值評價污水的可生化性是廣泛采用的一種最為簡易的方法，一般情況下，BOD5/COD 值越大，說明污水可生物處理性越好。

（三）泵站進水口水質分析

污水處理廠在泵站進水口方面都安裝了在線監(jiān)測設備，對于廢水的pH值和COD 進行實時的監(jiān)控確認，保證出水滿足具體接管要求。如污染物濃度出現(xiàn)超標，則關閉閥門，將廢水倒入集水池進行實時處理。污水處理廠采取了在線水質監(jiān)測技術分析當前水質化驗數(shù)據(jù)，并組織相關技術人員分析數(shù)據(jù)和檢查設備中的出水指標，并開展提標改造工作，來不斷地優(yōu)化處理工藝。

二、污水處理廠設計進水水質的確定

（一）污水處理廠現(xiàn)狀處理水質

污水處理廠進水污染物濃度偏低，且部分指標不穩(wěn)定，該污水處理廠服務范圍主要為老城區(qū)，部分排水為雨污合流，受雨季雨水的影響，導致進水水質濃度偏低且不穩(wěn)定。

（二）提標改造設計進水水質

隨著污水系統(tǒng)提質增效的推進，老城區(qū)雨水分流改造逐漸實施，污染物濃度應逐漸提高，結合《室外排水設計規(guī)范》（GB50014—2006）及參考類似污水處理廠污水處理情況，確定污水處理廠設計進水水質的主要指標。

（三）進水水質各污染物配比

一是BOD5/COD 值。一般認為，該比值≥0.3 的污水才適于采用生化處理技術。污水處理廠BOD5/COD=0.45，可生化性較好。二是碳氮比（BOD5/TN）。該比值越大，代表碳源越充足，反硝化進行得越徹底，實際運行資料表明，BOD5/TN ＞3.0 時可使反硝化過程正常進行。污水處理廠該指標為1.725，必須外加碳源才能達到理想的脫氮效果。三是碳磷比（BOD5/TP）。要想具有較好的除磷效果，人們需要保證碳磷比＞17，該比值越大，除磷效果越好，污水處理廠碳磷比為19.1，可以采用生物除磷，另外輔以化學除磷工藝，確保出水達標。

三、污水處理廠提標改造工藝改造方案

（一）生化處理工段

新建厭氧池、缺氧池，保證生化池的脫氮除磷作用；在缺氧池投加乙酸鈉等碳源，滿足BOD/TN ≥3，提高污泥濃度，提高生化池的生物降解及硝化作用，使出水氨氮達標。

（二）深度處理工段

1.COD 的去除

提高污水處理廠COD 去除率的方案有兩種：方案一是在生化池添加填料，以求提高生化池的處理效果；方案二是在生化處理后增加化學氧化工藝，通過氧化劑的氧化能力提高COD 的去除率。現(xiàn)狀出水BOD5 極低，代表可生物降解的污染物基本完全除去，出水中的COD 基本難以進行生物降解，增加填料并不能有效提高COD 去除率，所以選擇化學氧化工藝。臭氧氧化工藝具有投資低、占地面積小、不產生污泥、系統(tǒng)自動化程度高、運行成本低、抗沖擊負荷強及調整速度快等諸多優(yōu)點，確定采用臭氧氧化工藝。

2.BOD5 的去除

校核工程AAO 的設計參數(shù)時，只需要略微提高污泥負荷或污泥濃度，BOD 的去除就能達到10mg/L。

3.SS 的去除

采用現(xiàn)有工藝難以保證出水SS 穩(wěn)定達到小于10mg/L，因此新建磁混凝沉淀池+V 型濾池。

4.NH3-N 的去除

NH3-N 的排放標準由5mg/L 提高至1.0mg/L，校核工程AAO 的設計參數(shù)，只需要略微提高污泥負荷或污泥濃度，即可滿足要求。但因冬季水溫較低，生化法去除氨氮效果不穩(wěn)定，擬新增一套氨氮去除劑投加系統(tǒng)，在生化池出水氨氮超標時投加，保證出水氨氮穩(wěn)定達標排放。

5.TN 的去除

進水BOD5 偏低且不穩(wěn)定，碳源不足，因此污水處理廠增加碳源投加系統(tǒng)，保證出水TN 的穩(wěn)定達標。

6.TP 的去除

出水標準要求TP ≤0.3mg/L，由于生物處理同脫氮除磷有一定的矛盾，污水處理廠增加化學除磷輔助措施，以確保出水TP 達標。最終確定深度處理工段采用磁混凝沉淀+濾池+臭氧氧化組合工藝。

四、污水處理廠提標改造工藝研究及運行效果分析

（一）提標改造項目工程流程

污水處理廠提標改造項目開展過程中，首先需要結合具體的污水處理廠實際情況，優(yōu)化生化處理單位，不斷增加深度處理和再生水處理，在三期現(xiàn)狀二沉池南側新增污泥濃縮池。一二期改造采用MBR 工藝的處理方式來不斷提高污泥水的處理率，并在實際處理過程中借助預處理+二級生物處理+深度處理工藝與預處理+膜生物反應器（MBR）工藝進行處理。

（二）提標改造項目建筑物平面布置

結合污水處理廠區(qū)進行提標改造，具體的提標改造中一期規(guī)模為7500m3/d，采用SBR 工藝，后經改造后采用AAO 工藝，二期規(guī)模為7500m3/d，采用氧化溝工藝，三期工程規(guī)模2 萬m3/d，采用AAO 工藝。但現(xiàn)階段由于部分工程用地有限，處理構造物常規(guī)方式的時候單獨設置和不設較為困難，需要部分構筑物合建。首先需要從中間提升泵井、反硝化濾池等合建，在反洗清水池和反洗廢水池設置在下層進行反硝化濾池的建設，并要在拆除原先的構建筑物的基礎上不斷加強與再生水接觸時，還要拆除原有的機修間建設。同時針對污水濃縮脫水機房的南側，也要建立起污水濃縮池用地。

（三）預處理單元提標改造

為了有效貫徹可持續(xù)發(fā)展的理念，在發(fā)展經濟同時需要加大對于環(huán)境保護。對于污水處理廠進行升級改造工程開展環(huán)節(jié)進行提標改造中所采取的預處理方案為采用沉砂池。具體的預處理單元包括粗格柵、污水提升泵房等主要是去除污水中的沙粒，其中細格柵及沉砂池平面尺寸為11m×12m。其中污水提升泵房設在截污干管的尾端，粗格柵進入污水處理廠前所開設的預處理設施，能夠針對大尺寸的懸浮物、BOD5、TOC、TOD 等進行處理，以此來保證進水泵的正常運行。為了更好地清除大范圍的雜物，有時候在淤泥清除環(huán)節(jié)要更換酸化池添加曝氣攪拌裝置，選擇100m 的無縫鋼管，采用相應的閥門部件，并加大對于生物接觸氧化池生物填料的適時更換。同時要在沉淀池內部拆除舊的斜板，并建立起相應的槽鋼對污泥進行適時清理。尤其是要針對過去污水處理廠中沉淀池設備老化問題進行解決，及時清除淤泥，并解決污泥積聚的問題。污水處理廠污泥處理處置須達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918—2002）要求，以減量化為主，污泥經濃縮脫水處理后（污泥含水率≤80%），泥餅外運集中處理處置。

（四）生化處理單元提標改造

當前污水處理廠均采用的是“重力濃縮+機械脫水”工藝進行的，污水處理廠污泥處理處置須達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918—2002）要求。而在污水處理環(huán)節(jié)所采用的是生物脫氮除磷功能的污水處理工藝，其本身具有除磷脫氮功能的生物處理技術，該工藝能夠將總氮去除率由常規(guī)生化處理的20%左右提高到80%左右。在一定程度下能夠保證污水處理的可持續(xù)性。同時總磷去除率也是在不斷地提升，由原先的20%左右不斷地向80%左右提升，能夠大幅度削減COD、BOD5、SS 以及TN、NH3-N、TP 等污染物濃度，確保處理達標排放。污水處理廠提標改造工程也能夠結合具體生化池的現(xiàn)狀并適時的優(yōu)化運行模式，碳源較充足可采用生物脫氮工藝在其中不斷提高生化池的活性污泥量，以便更好地提高TN 和TP 的處理率，通過增加碳源來滿足脫氮的需求。工程BOD5/TP=33，可以采用生物除磷工藝，在污泥回流比進行處理環(huán)節(jié)，選擇AAO類型來不斷提高污泥的濃度，采用生物法對污水進行脫氮除磷處理的基礎上不斷提升工藝，尤其是在保證生物除磷的低限是BOD5/TP=20 處理效果的前提下，不斷加大了脫氮除磷率。

（五）深度處理單元提標改造

為了有效提高污水處理廠污染物的處理和排放，生化處理環(huán)節(jié)不斷增加了深度處理單元，并進一步除去水中的氮、磷等相應的污染物。具體工藝選擇過程中會依據(jù)處理目的需求不同，選擇方案一：預處理+二級生物處理+深度處理工藝與方案二預處理+膜生物反應器（MBR）較多的工藝。其中深度處理的工藝流程，視處理目的和要求的不同，可以是以下工藝的組合：混凝沉淀、過濾、生物脫氮、活性炭吸附、臭氧氧化等。一般來說所采用的混凝沉淀工藝則為該工藝的優(yōu)點是能夠有效地將濾池前端來補充碳源，能夠起到更好地生物脫氮功能，除此之外具有較強的除磷功能，能夠在一定范圍內對于懸浮物、BOD5 及COD 進行適時的去除。通過濾池工藝，借助反硝化濾池加強濾板技術工作，反硝化深床濾池是集生物脫氮及過濾功能合二為一的處理單元，是國際領先的脫氮及過濾并舉的先進處理工藝。并采用高效沉淀池來節(jié)省復雜的混凝沉淀系統(tǒng)，整個濾池實際運用過程中運行成本較低，也具有較為成熟的管理經驗。通常情況下所采用的方案二：預處理+膜生物反應器（MBR）方式能夠有效提升去除效果，一體式MBR 將膜組件直接浸沒于生物反應器內的活性污泥混合液中。原水進入生物反應器后，大部分污染物被混合液中的活性污泥降解，處理水通過負壓抽吸或壓差經膜表面流出，使水質能夠保持在一級A 標準，進行適時的排放。

結束語

隨著排水標準的日益提高，污水處理廠提標改造勢在必行。由國內外污水處理廠提標改造案例來看，提標改造主要的方向基于原有的工藝特點和出水水質情況，對生化池因地制宜改造成脫氮除磷效果更好的相關工藝和加入深度處理以及兩者結合實施；對于難以達標的參數(shù)，在針對性采取措施的同時，也要考慮設備工藝之間的相互影響和制約，做到一體化建設。隨著城市管網(wǎng)的日漸完善，最好能預留用地來應對將來必然會逐漸提高進水濃度所帶來的難題和新一輪的提質增效工程。