探討城鎮污水處理廠工藝升級改造分析

王曉琳

摘要：污水處理廠升級改造也是大勢所趨。為了使出水水質滿足城鎮污水處理廠污染物排放標準，我國很多污水廠面臨技術改造與升級。本文針對城鎮污水處理廠升級改造中面臨的問題，對污水水質、工藝選擇、節能降耗等問題進行分析與探討，并結合實際升級改造工程案例進行闡述。

關鍵詞：污水處理廠;升級改造;工藝

隨著城鎮化的速度加快，環境污染問題隨之出現。環境污染問題直接影響著人民的生活，同時也影響經濟的發展。在我國一級A的排放標準是保障自然環境再生水質的一項基本要求，也是為了提高后續污水回用率。污水排放標準的提高，是污水處理廠后續工藝流程的升級。而目前，我國約有縣級以上城鎮污水處理廠2500多座，但能穩定達到一級A排放標準的污水廠只有20.7%。如此的現狀，和人民群眾對生活環境的要求，在這樣的壓力下，污水處理廠升級改造勢在必行。

一、污水廠升級改造思路

污水處理廠的升級改造主要是從以下三個方面來考慮，工藝改造、設備改造和水力改造。我國污水處理行業能耗高的重要原因是污水廠設備的陳舊和使用效率低，污水廠設備運行的是否良好，直接會影響污水處理的效率和出水水質，設備的改造有助于提高污水廠運行的穩定性、降低能耗。在升級改造過程中特別是提升水泵、除砂系統、風機、電機、自動化儀表、在線監測等設備的選用，必須使其在運行過程中保持高效。污水處理廠的工藝類型是污水廠的關鍵，是保證水質的主要措施，適宜的工藝也是保證各項設備良好運行的關鍵，通常在污水廠升級改造中，工藝的改造是最常用的方法。水力改造是將處理構筑物中流量分配不均、短流或者溢流情況的改善，是輔助工藝改造和設備改造的手段。

二、工藝選擇

污水處理廠的關鍵是工藝的選擇，不同的工藝對污水處理的效果不同，污水處理廠工藝的升級改造是改善污水廠出水水質的關鍵，相比新建污水處理廠，已建成的污水處理廠升級改造，工藝選擇問題相對復雜，主要考慮投資、原有構筑物利用程度、工藝靈活性、運行穩定性和能耗、處理效率等。目前在工藝改造中主要采用的有化學除磷、生物脫氮除磷和深度處理等工藝。

（一）化學除磷

污水廠針對工藝的升級改造中，要去除污水中的總磷，一般采取化學去除或者生物去除[2] 。生物除磷是運行費用較低，利用微生物吸附磷的作用，將污水中的有機磷轉化為無機磷，并同微生物一起從污水中去除。而采用化學除磷方法時，需要建設微絮凝池，在絮凝池中投放化學藥劑，使藥劑與污水中的磷進行有效反應，進而生成難溶解鹽類，從而實現污水中磷的去除。還有是利用金屬鹽或者聚合物等化學藥劑，利用他們的化學作用及凝聚作用，產生具有凝聚顆粒，進一步沉淀達到除磷的效果。一般通過化學處理單元實現污水廠升級改造方法簡單易行，既能保證出水達標，又容易控制。不足之處在于增加了一部分運行費用。廣東深圳市某污水廠在20世紀80年代開工建設，整個工期分三成。一、二期中采用的傳統的活性污泥法，三期工程中采用了AB法，整個污水廠的升級改造中，對原有的A段工藝進行改造，采用了化學除磷技術，達到了良好的效果。

（二）生物脫氮除磷

氮、磷是污水中重要的污染物，根據不同的污水水質情況某一污水廠工藝側重不同，而隨著水污染現象更為嚴重，同時脫氮除磷的要求也越來越高。目前在工藝改造中主要以生物脫氮除磷技術為主。主要采用以下幾種工藝、構筑物的改變來實現生物脫氮除磷。（1）雙污泥系統，是在傳統的活性污泥法基礎上增加生物膜硝化池，使其不依賴于原有的缺氧池、厭氧池和好氧池。為微生物提供更好的脫氮除磷生長環境，克服原有技術的泥齡短、碳源不足的問題，進而實現高效的生物脫單除磷;（2）以生物膜工藝結合活性污泥技術，在已建好的曝氣池中添加生物載體填料，以形成活性污泥和生物膜為主的生物處理工藝，增加了曝氣池內的生物量，提高個了整個工藝的硝化性能，改善了系統的抗沖擊符合能力，而且并未明顯增加投資。（3）增加反應區容積或者調整反應區容積，在普通曝氣池外增加厭氧、缺氧區或者將曝氣池分隔成厭氧、缺氧和好氧區，將其改造成為A2/O 工藝、改良 A2/O 工藝、倒置 A2/O 工藝等，進而實現生物脫氮除磷。

目前在我國A2/O 工藝及其變種工藝在脫單除磷工藝中占據了50%以上的市場，是城鎮污水處理工藝最為常用和成熟的工藝。但在實際的工程中，需要根據水質的不同，去除污染物主次的目標選擇適合的工藝[3] 。山東省青島市某污水處理廠分2期建設，最大處理規模為日處理20萬噸，一期工程為日處理10萬噸，對其改造的目標是提高總磷、總氮和氨氮的去除率，其改造方法是改變生物池結構及運行方式，采用了A-A2/O法對已有的污水廠進行改造，在外部增設了HRT為1h的污泥濃縮缺氧池，增加了厭氧段污泥濃度，同時減少了污泥回流量，實現了污水廠出水總氮、氨氮、COD一級A的標準。

（三）深度處理

污水深度處理主要是在原有工藝基礎上增設新的處理設施，以提高污水處理后的水質，目前主要采用的技術有吸附、混凝、沉淀、氣浮、消毒、膜技術等措施。對于常規的城鎮污水廠來說，目前大部分執行的是一級B標準，正在進行一級A標準的升級改造，這個改造的難度較大[4] 。需要增加三級處理工藝，可以提高SS、有機物、氨氮的去除。在改造過程中增設直接的過濾并不能去除水中的磷，需要投加藥劑，進而產生了建設沉淀池的投資費用。改造后的污水處理廠主要采用微絮凝過濾法，既能節省沉淀投資，又簡化了整個工藝流程，而且對SS、有機物、總磷的去除。

河北邯鄲市某污水處理廠日處理規模為20萬噸，采用的工藝為氧化溝，經過對其工藝的改造，在原有的基礎上在二沉池后增設了Biogradex 技術，提高了SS的截留率，滿足了出水要求[5] 。江蘇無錫惠山某污水處理廠分兩期建設，兩期工程共有的污水處理能力為2.5萬噸/天。改造后的工藝為混凝沉淀-轉盤過濾-紫外消毒，以此作為二級出水的深度處理，重點去除SS和TP，相比傳統的工藝，該工藝提高了出水穩定效果，保證了抗沖擊負荷，節省占地面積，而且運行操作簡單。江蘇鎮江市某污水處理廠處理后的廢水收納水體為太湖，如不穩定達標排放，排入的廢水對太湖的水質將會產生一定的影響，該水廠設計規模為4萬噸/天，因此對其進行了工藝技術的改造，采取的主要技術方案為強化生物處理、濾布過濾、紫外消毒等深度處理工藝。污水廠改造后各項常規指標均能滿足一級A排放標準。青島市黃島區某污水處理廠升級改造，由于對污水廠處理能力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及 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。

三、結語

環境治理工作是我國日益重視的問題，水資源污染和短缺是我國的現實問題，因此，污水處理程度的要求不斷提高是現實的必然發展趨勢，所以很多污水廠將會面臨升級改造的問題。污水處理廠的升級改造在前期的規劃設計階段，應充分考慮在原有建筑構筑物的基礎上，結合實際的進水水質、能耗和安全穩定運行等問題，綜合考慮選擇合理的改造措施。使得所應用的升級改造技術方案具有科學性，并且能夠滿足多種環境和不同處理要求，以保證升級改造后的工程能夠高效、低耗、安全穩定的運行。

參考文獻：

[1] 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.

[2] 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.

[3] 楊勇，王玉明，王琪等.我國城鎮污水處理廠建設及運行現狀分析[J].給水排水，2011，37（8）：35-39.

[4] 沈曉鈴，張萬里，梁汀等.SBR類污水處理廠升級改造工藝選擇及運行[J].給水排水，2010，36（7）：38-41.

[5] 高云.關于城市污水處理廠升級改造的探討[J].環保與節能，2018，10：178-180.

（作者單位：光大水務（大連）有限公司）