城市污水處理廠提標改造工藝探析

陳剛亮 蔣丹丹

摘要：城市污水處理廠是處理城市廢水的主要基礎設施，具有收集城市污廢水、凈化污廢水、減少城市污廢水排放量、減輕對自然環境污染程度等功能和效果。隨著城市經濟的不斷發展，城市所排放的工業廢水、生活污水量在不斷變大，污染物種類也在不斷變化，現有的多數城市污水處理廠的修建時間在幾十年前，短一點的也在十幾年前，其處理能力需要進行相應的提升，處理工藝需要相應的優化，才能夠滿足城市發展的需求。文章主要圍繞城市污水處理廠提標改造的必要性、具體策略進行分析和探討，為提高城市污水處理廠提供一些思路和參考。

關鍵詞：城市污水處理廠;提標改造;工藝;生產運行

中圖分類號：X52 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2020）11-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.11.025

Discussion on the technology of upgrading municipal sewage treatment plant

Chen Gangliang，Jiang Dandan

（Zhejiang Industry Design&Research Institute，Hangzhou Zhejiang 310000，China）

Abstract：Municipal sewage treatment plant is the main infrastructure for the treatment of municipal wastewater.It has the functions and effects of collecting municipal wastewater， purifying sewage，reducing the discharge of municipal wastewater and reducing the degree of pollution to the natural environment. With the continuous development of urban economy，the amount of industrial wastewater and domestic sewage discharged by the city is increasing， and the types of pollutants are constantly changing.The construction time of most existing municipal sewage treatment plants is decades ago，and the treatment capacity needs to be improved， and the treatment process needs to be optimized to meet the needs of urban development. This paper mainly analyzes and discusses the necessity and concrete strategy of upgrading the standard of municipal sewage treatment plant， and provides some ideas and references for improving the municipal sewage treatment plant.

Key words：Municipal sewage treatment plant;Upgrading;Technology;Production and operation

隨著我國對于水污染防治的重視程度不斷上升，各個省市地區的城市污水處理廠提標改造工程陸續提上當地政府工作日程，對城市污水處理廠的出水處理質量要求越來越高，污水處理廠的處理工藝與城市污水處理需求匹配程度也越來越受到重視。目前，我國的城市污水處理廠的總處理能力已經超過每天1.90億m3，能夠覆蓋城市污水處理的95%以上;但其生產工藝不能有效適應污水水質日益復雜的情況，超負荷運行的情況還比較普遍，因此，城市污水處理廠的改造工程推進十分有必要。

1 城市污水處理廠提標改造案例

以Z省D市的污水處理廠為例，該污水處理廠的第一次建設于2010年10月完成，主要采用CASS處理工藝，每日處理規模在0.5萬t，處理對象是當地工業園區排出的工業廢水。CASS工藝是一種在間歇性活性污泥法基礎上發展出的污水處理工藝，與間歇性活性污泥法相比，CASS前置了生物選擇區，后置了可升降的自動潷水裝置，集反應、沉淀、排水功能于一體，能夠充分滿足城市污廢水脫氮除磷的需求。在CASS處理工藝中，COD值處理效率約為89%，BOD5值處理效率約為94%，SS值處理效率約為93%，總磷處理效率約為80%，氨氮值處理效率區間為77%～86%。在CASS處理工藝之后，處理廠中還配備了過濾和離子交換處理工藝，進一步提升出水水質，對達到一級A類的出水進行回用;離心脫水工藝處理污泥，壓縮污泥含水量至80%以下，后外運處理。

2 城市污水處理廠現狀及存在的問題

2.1 建設標準方面的問題

隨著我國對于污廢水排放標準的不斷提高，早期投產的很多污水處理廠在處理效率和排放標準方面存在超標問題。超標問題的產生原因多與處理工藝的適應性、有效性，處理設備的運行質量、維護質量有關，導致污水處理廠的出水達不到相應的標準，需要進行提標改造。以Z省D市的污水處理廠為例，CASS是一種間歇性活性污泥法的升級版本，這種處理工藝對處理設備各部分運行的質量和效率要求都比較高，但在處理廠的實際生產運行過程中，處理設備所擁有的維護、維修力量卻難以滿足需求，導致設備老化速度較快，系統整體運行的穩定性有限，導致末端出水的水質無法穩定達到排放標準，對周邊環境造成一定的影響。

2.2 深度處理工藝方面的問題

為了有效提高對水資源及其他可回收利用資源的利用率，污水處理廠進行深度處理已經成為一種必然的發展趨勢，如原有污水處理廠中配備的過濾+離子交換處理工藝就是進一步提升出水水質的環節。在CASS工藝能夠穩定運行、保證出水水質的情況下，過濾+離子交換處理工藝能夠進一步提升出水水質。但在實際使用過程中，過濾+離子交換處理工藝難以適應污水處理廠所接納的污廢水水質，導致出水質量低于預期。

3 城市污水處理廠提標改造的具體策略

3.1 根據用水量預測污水處理廠處理指標

城市污水處理廠的提標改造需要滿足后續數年、十數年的污廢水處理需求，因此，其設施建設的體量應當能夠滿足當地人均排水量與人口數量的積數，并且需要考慮到未來數年內的人口數量增幅;或滿足當地工業企業的生產效能與工業企業數量的積數，并且充分考慮到未來數年內當地工業發展的幅度。比如：一個人口在10萬人以下的小城市，根據《城市給水工程規劃規范》中的該人口體量下最高日人均綜合用水量320L，來確定當地人均綜合用水量，預估人均綜合排水量，根據80%的自來水會變成污水的產污系數、日變化系數、地下水深入系數等系列指標計算，繼而可得到當地污水處理廠的處理量指標。

根據國家環保總局發布的《污水處理廠污染物排放標準》可知，當城市污水處理廠的排水需要排入省級以上重點流域、湖泊、水庫時，需要執行一級A等標準。具體到控制項目和指標，COD值50mg/L，BOD5值10mg/L，SS值10mg/L，氨氮值1.5mg/L，每年11月至次年3月為3mg/L，總氮值12mg/L，每年11月至次年3月為15mg/L，總磷值0.3mg/L，酸堿值6～9。

3.2 污水處理工藝提標改造選擇的原則

城市污水處理廠的工藝選擇需要考慮諸多因素，主要包括污水水質、設計規模、當地實際條件等。首先，在工藝選擇時，所選工藝應先進、成熟、適應當地污水處理需求、運行效果穩定，且能夠滿足當地自然水體對排放出水的水質要求。比如：城市污水處理廠收集、處理的污水需要在判斷其可生化性與工藝的匹配程度，污水的可生化性的判斷標準是BOD5值與COD值的比值，當比值大于0.45時污水為可生化性高的一類污水，當比值在0.3～0.45之間時，污水為可生化的一類污水，當比值在0.25～0.3之間時，污水為難生化的一類污水，當比值低于0.25時，污水屬于不宜生化的一類污水。可生化性越高的污水，越適合使用生物處理工藝，可生化性較低的污水，適合進行可生化性提高后使用生物處理工藝，不宜生化的污水則比較適合使用物理、化學工藝。其次，隨著科學技術的不斷發展，電氣自動化成為我國工業產業的主流發展趨勢，因此，污水處理廠中的處理工藝應當屬于能夠有效實現自動化控制、自動化管理的類型，滿足后續污水處理廠可能的改造工作。然后，污水處理廠所選擇的處理工藝應當充分考慮其性價比與當地實際情況的匹配度，盡可能選擇成本低、效果高、與當地環境匹配的處理工藝，節約能耗和成本。最后，處理工藝要盡量選擇不對周邊環境造成過大影響的，尤其在氣味、噪音、占地面積等方面進行要求。Z省D市的污水處理廠根據自身的實際需求進行選擇，最終確定的處理工藝為水解酸化+A/O+二沉池+沉淀池+反硝化深床濾池+消毒接觸，能夠有效滿足城市污水處理廠中工業廢水比例超出50%的實際情況，并有效調節水質。

3.3 污水處理廠處理設備、設施改造

污水處理廠的處理工藝進行提標升級，滿足處理工藝應用和發揮作用的硬件設備設施也同樣需要進行提標改造，才能夠滿足污水處理廠的提標改造要求。

3.3.1 進水泵房及預處理環節的設備設施改造

為了應對和提高城市污水處理廠對于城市污廢水排放量的承受能力，處理廠中的進水泵房和預處理環節必須擴大體量，提高泵機的配置，確保在每日污水達到峰值的情況下也能夠正常運轉。

3.3.2 生物反應池改造

生物反應池是城市污水處理廠中提高污水水質的主要環節，因此，在污水處理廠的提標改造中，生物反應池部分的改造十分重要。為了保證生物反應池的處理量和處理質量，一方面，要擴大生物反應池的容積，另一方面，要適當增加曝氣設備、潛水攪拌設備、回流設備等滿足處理工藝的設備。若采用活性污泥法等處理工藝，在增加曝氣設備時，還需要同時考慮進水管、曝氣頭等配套設備的體量擴充，有效增加曝氣通量。除此外，必要時需要考慮對生物反應池增設碳源添加的設備，補充進水碳源的不足，保證污水在生物反應池中的反映質量和效率，常用的碳源包括乙酸鈉等。

3.3.3 二沉池改造

在污水處理廠中，二沉池部分是進行固液分離的重要環節，二沉池的體量需要跟隨污水處理廠的實際處理體量來進行擴大，且二沉池的沉淀方式也需要根據生物反應環節出水的實際需求來進行改造。比如：Z省D市的污水處理廠一期建設中的二沉池環節為潷水設備，這種設備在排出上層澄清水的同時避免對下層污泥形成干擾，有效提高生物反應池的處理質量和處理效率。在污水處理廠處理規模提升的情況下，在斜板沉淀池、機械攪拌澄清池、輻流式沉淀池中，輻流式沉淀池更好管理，也能夠與潷水設備進行有效匹配，受力結構也比較好，且便于機械自動化管理，缺點在于占地面積稍大。

3.3.4 消毒等深度處理環節改造

在二沉池之后，通常就進入到污水處理廠的深度處理環節，包括對出水的過濾、消毒、除臭，對污泥的脫水、減量等。在Z省D市原有的污水處理廠中，多介質過濾+離子交換處理技術是對出水進行深度處理的技術。在進行提標改造工程中，處理廠為了進一步實現對出水中氨氮、總氮部分的消除，最終選擇了反硝化深床濾池，不僅能夠實現進一步的脫氮，還能夠實現深層過濾，有效提高污水處理廠的出水水質，使其滿足國家對于一級A等出水的要求。后續的消毒、除臭等環節通常需要根據出水的實際情況進行選擇，因為Z省D市污水處理廠所處理的污水中包含一部分工業廢水，這部分工業廢水的色度較高，為了在消毒的同時進行脫色，具有消毒和脫色雙重功效的臭氧接觸消毒更適合污水處理廠的選擇。而在除臭環節中，考慮到污水處理廠在城市中所處的位置，和具體的臭氣排放量，選擇生物濾池除臭比較適合處理廠。因為其余的離子法、噴淋法、土壤除臭法都在臭氣濃度方面有較為嚴格的要求。

4 結束語

城市污水處理廠的提標改造建設十分有必要，能夠有效改善原有污水處理廠處理能力不足的問題，能夠有效提高處理工藝與污廢水實際處理需求之間的匹配度，能夠有效降低城市污廢水對周邊環境的污染和影響，有效提高城市運行對環境的友好程度。城市污水處理廠是打造生態城市不可缺少的一環。

參考文獻

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收稿日期：2020-10-03

作者簡介：陳剛亮（1988-），男，漢族，碩士研究生，中級工程師，研究方向為城市污水處理。