城市污水處理現狀及污水處理廠提標改造方案

盧劍

隨著人們生活水平的不斷提高，城市污水排放量也同比增加，給城市的污水處理廠增加了負擔，也給城市的水環境造成了威脅。由于很多城市早期建設的污水處理廠出水水質標準較低，現已無法滿足現階段國家排放標準要求，這也成為大多數城市污水處理廠現狀存在的問題。

一、工程概況

五象污水處理廠覆蓋范圍包含邕寧北側流域、五象流域、玉洞流域及龍崗流域，根據發展目標，近期服務流域面積53.26km2，面向的區域內服務人口總量52.49萬人，遠期服務流域面積76.61km2，服務人口總量78.14萬人。五象污水廠建設于南寧市五象新區，現狀污水處理能力為5萬m3/d，執行一級B排放標準。根據該市《污水專項規劃》，為促進城市的集約化發展，需開展提標改造工作，且五象片區的發展呈日益擴大的趨勢，后續進廠污水量將持續增加，亟需對該污水廠采取擴建措施。

二、五象污水處理廠現階段的發展問題

1.處理量偏小，與規劃預測水量差異大

根據排水工程專項規劃方案，五象污水處理廠近期污水處理能力應提升至25萬m3/d，由于城市的持續發展，為提供可靠的基礎服務，遠期應提升至70萬m3/d。對此該廠已經啟動提標改造及擴建方案，一期5萬m3/d早在2015年已建成且投入使用，污水處理執行的是一級B標準。

根據該廠現階段運營情況可知，常態進水量約為3.5萬m3/d，遇雨季時處理水量可達約4.3萬m3/d，仍未達到污水處理廠設計處理規模。而且相比于該廠的規劃處理能力，實際處理污水量仍然處于較低水平，并未充分發揮出污水處理廠的效用。

2.原因分析

（1）城市建設具有滯后性，片區人口入住率較低，相較于預期而言依然有較大的進步空間。

（2）各片區的建設時序等無法協調統一，片區污水管道隨配套道路建設，無法整體性、系統性實施，導致污水廠服務范圍內的污水管道未連通。

（3）城市實際用水量偏低，相較于用水標準依然有較大的差距。對此，若僅僅按照專項規劃確定污水量，其在實際執行中必然與實際情況有所差異，因此必須采取調整措施。近期污水量預測應當以實際狀況以及建設規模為依據，具體包含區域內的服務人口、管網收集等多個方面，經過全面的調查后獲得詳實的數據，規劃時應適當留有余地，以滿足后續發展的彈性需求。

三、污水處理廠提標改造方案

根據南寧市污水處理提標改造方案，2020年該市城鎮污水收集處理率應提升至90%，且新建區污水處理率達到100%、水中回用率達10%，市內各污水處理廠積極提標改造，排放等級至少達一級A標準。

1.預處理

五象污水廠配置旋流沉砂池，土建工程采取10萬m3/d的建設標準，并根據5萬m3/d的處理要求組織各類配套設備的安裝作業。本方案充分遵循利舊原則，即依然選用的是旋流沉砂池。

2.一級處理

針對進水砂礫含量偏多的情況，如SS超過250mg/L且同時具有SS/BOD5≥1.5的關系時，則配置初沉池。從本廠的設計水質來看，具有SS/BOD=1.67的特點，其在實際執行過程中伴有較豐富的砂礫，因此有必要配置初沉池。本方案中，選擇了在預處理與二級處理兩個環節之間增設初沉池，但該處可用空間極為有限，因此必須配置提升泵。本污水處理廠中C/N＝3.42，為典型的低碳源水質，若依然采取初沉池的方案將缺乏可行性，難以達到高效除氮磷的效果。

經現場調研后得知，常態下SS值普遍約為100mg/L，因此本方案中希望充分發揮出調蓄池的性能優勢，以達到砂礫削峰處理的效果，具體而言，在降雨環境下選取含砂量高的合流污水，將此部分導入調蓄池內，在該處發生自然沉淀。后續雨水停止后將合流污水轉移（遵循慢速的原則）至污水系統，從而實現對該部分污水的處理，全程無需使用沉淀池，最終的處理效果較好。五象污水廠的進水中含有大量的砂礫，在降雨天氣SS值異常偏高，除了采取廠內污水處理措施外還需加強源頭控制，實現對廠外污水管道的深度整治，以便給后續的污水處理營造良好條件。

3.二級處理

五象污水廠的一期工程應用的是A2/O工藝，考慮到碳源低的基本特點，針對生化池采取了優化措施，即倒置A2/O布置形式，其優勢在于有效去除總氮，因此本方案中依然沿用了一期工程的技術，即倒置A2/O工藝。此外，一期工程中對于二沉池的配置也具有可行性，配套的是周進周出輻流式沉淀池，其優勢在于處理效果優良、管理便捷等，是國內污水廠二沉池建設領域的主要應用形式，因此本方案中也采用了該方式。

4.深度處理

本工程中TN和SS去除難度較大，是重點關注的內容。根據一期工程提標需求，此處選用了深床濾池，其具有反硝化功能，選用適量2～3mm石英砂介質濾料，構成的濾床深度最小為1.83m，最大可達2.44m，在其作用下可降低SS值，使其在5mg/L以內。經驗表明：普通濾池表層存在較明顯的堵塞現象，長期運行下容易失去水頭，而本方案中選用的均質石英砂更具可行性，其允許固體雜質透過濾床的表層，使其向下進入到濾池的濾料內，因此濾池截留固體物的能力顯著提升，SS相對較低、脫氮效果良好、出水品質優良，且此方法對成本的需求較少，因此社會經濟效益更加顯著。

5.污泥處理

污泥的處理依然采取以脫水為核心的方式，盡可能達到深度脫水的效果。一期工程選用的是離心脫水技術，根據20萬m3/d的處理標準建設脫水間和污泥料，本方案中處理設備的配置依然與一期工程保持一致，經過脫水處理后保證污泥含水率80%，再將其轉運至外部以便采取針對性處理措施。根據規劃要求選擇濃縮+板框脫水模式，這種模式需將既有的脫水間推倒重建，將存在成本高、工期長的問題。對此，本方案遵循利舊原則，沿用一期的離心脫水技術，并且近期依然采取污泥含水率≤80%的執行標準。后期根據城市新建的兩個污泥處理中心最終確定的處理方案進行完善。

6.臭氣處理

一期工程的臭氣處理方式較為可靠，采取的是土壤生物除臭法，既有的除臭設備已經可以滿足廠區的除臭需求，因此此處依然使用既有除臭設施，不再增設新設施。另外考慮到污水處理廠所處的片區慢慢發展成熟，因此，為了最大限度減少污水處理廠臭氣對周邊的影響，本次改造工程對一期已建和本期擴建倒置A2/O池厭氧區、缺氧區加蓋除臭。

7.初雨水處理

五象污水廠采取的是晴雨天兩種模式，具體而言：晴天時采取沉淀處理和生物處理措施，以達到深度處理污水的效果；雨天時伴隨流量的持續增加，當其達到特定范圍后依然以沉淀處理和生物處理為主，但不同之處在于生物處理的停留時間略有壓縮，其目的在于提高對污水和雨水的處理效率，在相同單位時間內處理更多的污水；對于初期雨水流量異常增加的情況，超出處理能力的部分則進入生物反應池末端，通過此方式實現對生物系統的防護，以免其受到嚴重的沖擊，并且可以提高出水水質，發揮出多重作用。初雨水進入污水管道形成的合流污水水質除SS外，通常低于旱季水質，因此可通過調整調蓄池出流量盡量減少雨天對處理過程的水量負荷沖擊，盡量提高雨天出水標準。本項目中，嚴格依據專項規劃要求設定處理能力，兼顧到初雨水量處理要求，配套了初雨水調蓄池。

四、結語

城市污水處理是推動城市走持續發展之路的關鍵舉措。污水處理廠應順時應勢，積極提升自身的工藝水平。城市污水處理廠肩負重任，除了切實做好當下的污水處理工作外，要注重日常管理，與未來發展需求相結合，預留遠期擴容的空間以應對日益發展的城市需求，同時以合理的方法進行提標改造，盡可能減小污水對水環境的不良影響。