城市污水處理廠升級改造問題分析

王少軍

(中國市政工程西北設計研究院有限公司江蘇分院，江蘇 南京 210000)

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城市污水處理廠升級改造問題分析

王少軍

(中國市政工程西北設計研究院有限公司江蘇分院，江蘇 南京 210000)

由于國家對污水處理廠出水水質指標提出更高的要求，為了滿足新標準的要求，許多早期建造的污水處理廠正面臨著升級改造。當前城市污水處理廠升級改造主要從工藝改造、設備改造和水力改造三方面進行，其中工藝改造是最常用的方法。因此，從污水處理工藝改造方面提出了升級改造技術措施和方法,并結合幾個典型的升級改造工程實例進行闡述。

污水廠；升級改造；工程案例

隨著我國城鎮化進程和城市的快速發展，城市污水排放量持續增長，導致水環境日益惡化，水資源污染日趨嚴重[1]。近年來我國加快了污水治理設施的建設步伐，污水廠數量逐年增加，截止到“十二五”收官之年，已建成4000多座污水處理廠，城市污水處理能力逐步提升。然而，我國2003年開始實施的《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)對污水處理廠出水的SS、TN、NH3-N、TP、BOD5、COD 等水質指標提出了更高的要求，由于很多早期建造的污水處理廠脫氮除磷能力較低，導致出水水質無法達到要求[1-2]。為了滿足新標準的要求，我國許多城市的污水處理廠升級改造已迫在眉睫。

如何對這些污水廠進行有效的、經濟可行的技術改造，提高其處理能力和處理效果已引起極大的關注。本文針對城市污水處理廠的升級改造工作，提出了污水廠升級改造的常見方法，并結合幾個污水廠的升級改造工程實例進行闡述，以期為我國城市污水處理廠的升級改造提供技術支持和經驗參考。

1 污水廠升級改造基本原則

(1)在原有工程的基礎上，對污水廠不進行大的改、擴建前提下，通過對污水廠工藝改造、設備更新、新材料的運用而提高污水處理能力和處理效率，以達到符合國家的有關法規、規范及標準的目的。

(2)對污水廠進行全面綜合分析、對多種工藝方案進行比較，優化工程設計，嚴格控制設計過程的各個環節，使得改造后的工程量較小，改造完成后的工程運行管理簡單，確保污水廠改造技術先進、運行可靠、管理方便、高效節能、簡單易行、運行成本低，以較少的投入實現較優的效果。

2 污水廠升級改造思路

污水處理廠的升級改造一般主要從設備改造、水力改造和工藝改造三方面考慮。污水處理廠設備陳舊、效率低是造成我國污水處理行業能耗高居不下的重要原因之一，設備改造有助于污水處理廠運行安全穩定、提高效率、節能降耗。在升級改造過程中，必須選用高效設備，特別是高效水泵、除砂系統、風機、電機、曝氣裝置、污泥處理設備以及自動化儀表控制和在線監測等。水力改造一般是改善處理構筑物流量分配不均勻、短流或溢流等，是工藝改造和設備改造的輔助手段[2-3]。污水處理工藝升級改造是最常用的方法，也是提高出水水質的關鍵。工藝改造具體措施主要包括以下幾方面：(1)針對現狀進水水質超過設計進水水質情況，可增加進水預處理段，通過加入適量藥劑可提高沉淀對實際進水中污染物的去除率。(2)生物處理單元，綜合運用AO/A2O/SBR等復合工藝提高脫氮除磷能力。(3)深度處理單元，通過改造混合、吸附、混凝、沉淀、過濾、氣浮等工藝，進一步提高TN、TP、SS和有機物的去除率[4]。

3 污水廠升級改造案例

3.1 青島市黃島區某污水處理廠升級改造

青島市黃島區某污水處理廠一期工程處理能力為6×104m3/d，出水水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)二級標準。主體采用A2O工藝，主要處理全市的生活污水及排入城市下水道的工業廢水，處理后的尾水排入風河入海口右側約800 m海域0 m等深線以下，為近海海域。近年來，隨著對污水廠處理能力要求和污水排放標準的提高，對環境保護提出更高要求等原因，導致污水處理廠出水水質不能穩定達標，需進行改擴建，改擴建工程規模為4×104m3/d。污水處理廠的改擴建工程充分利用原有的設備，在原有的A2O工藝基礎上，增加深度處理段，深度處理工藝包括反應沉淀和纖維轉盤濾池組合工藝，進一步提高SS和TP的去除率。考慮到進水總磷濃度相對較高，單純依靠生物除磷尚無法使出水達標，因此在生物除磷的基礎上必須設置化學除磷系統，對生物除磷殘余的磷通過加藥沉淀方法予以去除。為簡化工藝和操作，采用同時化學除磷系統，將藥劑直接投加到混凝沉淀池進水管中，使藥劑和水中殘余的磷進行化學反應，所產生的沉淀物在斜板沉淀池中進行沉淀分離。擴容改造后污水廠出水水質達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918-2002) 一級B標準。

3.2 蘭州市某污水處理廠升級改造

蘭州市某污水處理廠處理能力為20×104m3/d，出水水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB 18918-2002) 一級B標準。該污水處理廠污水處理采用生物循環曝氣活性污泥法工藝，污泥處理采用機械濃縮和脫水工藝。但由于近年來蘭州市大力推進實施了污水“全收集，全處理”項目，因此原設計中部分未納入該廠收集和處理的范圍內的污廢水在實施該項目后也進入了污水處理廠，嚴重影響了污水處理廠的進水水質，導致進水水質嚴重超標。其中實際進水水質COD、BOD、NH3-N、TN和TP等含量較設計進水水質超標1～2倍，SS超標高達4倍，對后續生化反應的進行和污水處理設施都造成較大沖擊。因此，對該污水處理廠的升級改造必須增加進水預處理工程。其中污水處理采用混合反應池和初沉池工藝，混合反應池中通過加藥混合絮凝可以提高污泥的沉降性能和吸附作用，使沉淀達到更好的效果。初沉池可去除廢水中的可沉物和漂浮物，廢水經初沉后，約可去除可沉物、油脂和漂浮物的50%、BOD的20%。而且一定程度上，初沉池可起到調節池的作用，對水質起到一定程度的均質效果，減輕后續處理設施的負荷，減緩水質變化對后續生化系統的沖擊。

生物處理段在原生物池之前增加復合AO池，該工藝通過在曝氣池中增加生物固定床作為生物附著載體使得整個生化反應區微生物量增加，有效生物濃度約為常規活性污泥法及膜法的2～5倍，大大提升了污水生化處理系統的處理能力。而且污泥泥齡長，反應器容積負荷高，水力停留時間短且氧的轉化率高，可以有效節省投資與運行成本。對于污泥處理，由于高濃度的COD、BOD、SS產生大量污泥，因此改造工程采用運行效果好的臥螺離心式脫水機，使污泥含水率降至80%以下。改造擴建后，進水預處理出水水質COD、BOD、SS、TN和TP處理程度達到70%～80%。

3.3 江蘇省某工業園區污水處理廠升級改造

該工業園區由于進水大部分為化工園區廢水，其中含有大量難生物降解的有毒有害物質，污染物濃度高，導致出水水質無法達到《化學工業主要水污染物排放標準》(DB 32/939-2006)的一級標準，升級改造工程主要從完善預處理工藝以及深度處理工藝兩方面進行優化。首先，在原設計沉砂池后增設水解調節池，與原有耦合酸化水解池并聯運行，并在其后增設水解沉淀池，同時起到水質調節和水解酸化的作用，進一步減輕耦合酸化水解池的運行負荷，改善出水水質。在深度處理段改造中，增加氧化耦合混凝沉淀和轉盤過濾的深度處理工藝，進一步提高出水COD、TP、SS去除率[5]。

4 結 語

污水處理程度的不斷提高是環境污染治理的重要手段和方法之一，為了改善環境污染，很多城市污水處理廠都面臨著升級改造問題。城市污水處理廠的升級改造主要是對原工藝進行改造，在充分利用原有構筑物的基礎上，根據污水廠的實際進水水質、處理水量以及出水用途等情況來選擇適合的改造工藝。升級改造工程應選用投資少、能耗低、效果佳、運行安全和方便的路徑，除了進一步提高污水處理廠的出水水質外，也要重視污泥的無害化和資源化利用，從而真正實現污水處理廠的可持續發展。

[1] 王俊瑩,劉志強,王成鵬,等. 北方城鎮污水處理廠升級改造及工程實例[J].水處理技術, 2010,36(11):132-135.

[2] 莊磊,黃勇. 城市污水處理廠升級改造的探討[J]. 工業用水與廢水，2010,41(1):14-18.

[3] 關偉,郭會平,趙學洋,等. 我國城市污水處理現狀及城市污水處理廠提標改造路徑分析[J].遼寧大學學報, 2015,42(4):378-384.

[4] 孫文汗,趙漢.城市污水處理工藝的升級改造適用方法[J]. 遼寧化工, 2013,42(5):559-562.

[5] 付玉蘭,張有倉,胡吉人,等. 江蘇省某化工集中區污水處理廠升級改造工程設計[J].中國給水排水，2015,31(22):95-97.

Problem Analysis of Upgrading and Reconstruction of Wastewater Treatment Plant

WANGShao-jun

(China Northwest Municipal Engineering Design & Research Institute Co., Ltd.,Jiangsu Branch, Jiangsu Nanjing 210000, China)

With the further stringent requirements for wastewater treatment plant effluent, many wastewater treatment plants are being upgraded and retrofitted in order to meet the new discharge standard. The technical reconstruction of the wastewater treatment plant was comprehensively summarized from the following 3 aspects: process reconstruction, hydraulic reconstruction and equipment reconstruction. The process reconstruction was the most common method. Combined with several successful cases, applicable measures and methods for upgrading reconstruction were discussed from the point of process reconstruction.

wastewater treatment plant; upgrading and reconstruction; project case

王少軍(1987-)，男，碩士研究生，工程師，主要從事市政給排水工程的設計與研究。

X703

A

1001-9677(2016)022-0118-02