王少军

(中国市政工程西北设计研究院有限公司江苏分院，江苏 南京 210000)



城市污水处理厂升级改造问题分析

王少军

(中国市政工程西北设计研究院有限公司江苏分院，江苏 南京 210000)

由于国家对污水处理厂出水水质指标提出更高的要求，为了满足新标准的要求，许多早期建造的污水处理厂正面临着升级改造。当前城市污水处理厂升级改造主要从工艺改造、设备改造和水力改造三方面进行，其中工艺改造是最常用的方法。因此，从污水处理工艺改造方面提出了升级改造技术措施和方法,并结合几个典型的升级改造工程实例进行阐述。

污水厂；升级改造；工程案例

随着我国城镇化进程和城市的快速发展，城市污水排放量持续增长，导致水环境日益恶化，水资源污染日趋严重[1]。近年来我国加快了污水治理设施的建设步伐，污水厂数量逐年增加，截止到“十二五”收官之年，已建成4000多座污水处理厂，城市污水处理能力逐步提升。然而，我国2003年开始实施的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)对污水处理厂出水的SS、TN、NH3-N、TP、BOD5、COD 等水质指标提出了更高的要求，由于很多早期建造的污水处理厂脱氮除磷能力较低，导致出水水质无法达到要求[1-2]。为了满足新标准的要求，我国许多城市的污水处理厂升级改造已迫在眉睫。

如何对这些污水厂进行有效的、经济可行的技术改造，提高其处理能力和处理效果已引起极大的关注。本文针对城市污水处理厂的升级改造工作，提出了污水厂升级改造的常见方法，并结合几个污水厂的升级改造工程实例进行阐述，以期为我国城市污水处理厂的升级改造提供技术支持和经验参考。

1 污水厂升级改造基本原则

(1)在原有工程的基础上，对污水厂不进行大的改、扩建前提下，通过对污水厂工艺改造、设备更新、新材料的运用而提高污水处理能力和处理效率，以达到符合国家的有关法规、规范及标准的目的。

(2)对污水厂进行全面综合分析、对多种工艺方案进行比较，优化工程设计，严格控制设计过程的各个环节，使得改造后的工程量较小，改造完成后的工程运行管理简单，确保污水厂改造技术先进、运行可靠、管理方便、高效节能、简单易行、运行成本低，以较少的投入实现较优的效果。

2 污水厂升级改造思路

污水处理厂的升级改造一般主要从设备改造、水力改造和工艺改造三方面考虑。污水处理厂设备陈旧、效率低是造成我国污水处理行业能耗高居不下的重要原因之一，设备改造有助于污水处理厂运行安全稳定、提高效率、节能降耗。在升级改造过程中，必须选用高效设备，特别是高效水泵、除砂系统、风机、电机、曝气装置、污泥处理设备以及自动化仪表控制和在线监测等。水力改造一般是改善处理构筑物流量分配不均匀、短流或溢流等，是工艺改造和设备改造的辅助手段[2-3]。污水处理工艺升级改造是最常用的方法，也是提高出水水质的关键。工艺改造具体措施主要包括以下几方面：(1)针对现状进水水质超过设计进水水质情况，可增加进水预处理段，通过加入适量药剂可提高沉淀对实际进水中污染物的去除率。(2)生物处理单元，综合运用AO/A2O/SBR等复合工艺提高脱氮除磷能力。(3)深度处理单元，通过改造混合、吸附、混凝、沉淀、过滤、气浮等工艺，进一步提高TN、TP、SS和有机物的去除率[4]。

3 污水厂升级改造案例

3.1 青岛市黄岛区某污水处理厂升级改造

青岛市黄岛区某污水处理厂一期工程处理能力为6×104m3/d，出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)二级标准。主体采用A2O工艺，主要处理全市的生活污水及排入城市下水道的工业废水，处理后的尾水排入风河入海口右侧约800 m海域0 m等深线以下，为近海海域。近年来，随着对污水厂处理能力要求和污水排放标准的提高，对环境保护提出更高要求等原因，导致污水处理厂出水水质不能稳定达标，需进行改扩建，改扩建工程规模为4×104m3/d。污水处理厂的改扩建工程充分利用原有的设备，在原有的A2O工艺基础上，增加深度处理段，深度处理工艺包括反应沉淀和纤维转盘滤池组合工艺，进一步提高SS和TP的去除率。考虑到进水总磷浓度相对较高，单纯依靠生物除磷尚无法使出水达标，因此在生物除磷的基础上必须设置化学除磷系统，对生物除磷残余的磷通过加药沉淀方法予以去除。为简化工艺和操作，采用同时化学除磷系统，将药剂直接投加到混凝沉淀池进水管中，使药剂和水中残余的磷进行化学反应，所产生的沉淀物在斜板沉淀池中进行沉淀分离。扩容改造后污水厂出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002) 一级B标准。

3.2 兰州市某污水处理厂升级改造

兰州市某污水处理厂处理能力为20×104m3/d，出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002) 一级B标准。该污水处理厂污水处理采用生物循环曝气活性污泥法工艺，污泥处理采用机械浓缩和脱水工艺。但由于近年来兰州市大力推进实施了污水“全收集，全处理”项目，因此原设计中部分未纳入该厂收集和处理的范围内的污废水在实施该项目后也进入了污水处理厂，严重影响了污水处理厂的进水水质，导致进水水质严重超标。其中实际进水水质COD、BOD、NH3-N、TN和TP等含量较设计进水水质超标1～2倍，SS超标高达4倍，对后续生化反应的进行和污水处理设施都造成较大冲击。因此，对该污水处理厂的升级改造必须增加进水预处理工程。其中污水处理采用混合反应池和初沉池工艺，混合反应池中通过加药混合絮凝可以提高污泥的沉降性能和吸附作用，使沉淀达到更好的效果。初沉池可去除废水中的可沉物和漂浮物，废水经初沉后，约可去除可沉物、油脂和漂浮物的50%、BOD的20%。而且一定程度上，初沉池可起到调节池的作用，对水质起到一定程度的均质效果，减轻后续处理设施的负荷，减缓水质变化对后续生化系统的冲击。

生物处理段在原生物池之前增加复合AO池，该工艺通过在曝气池中增加生物固定床作为生物附着载体使得整个生化反应区微生物量增加，有效生物浓度约为常规活性污泥法及膜法的2～5倍，大大提升了污水生化处理系统的处理能力。而且污泥泥龄长，反应器容积负荷高，水力停留时间短且氧的转化率高，可以有效节省投资与运行成本。对于污泥处理，由于高浓度的COD、BOD、SS产生大量污泥，因此改造工程采用运行效果好的卧螺离心式脱水机，使污泥含水率降至80%以下。改造扩建后，进水预处理出水水质COD、BOD、SS、TN和TP处理程度达到70%～80%。

3.3 江苏省某工业园区污水处理厂升级改造

该工业园区由于进水大部分为化工园区废水，其中含有大量难生物降解的有毒有害物质，污染物浓度高，导致出水水质无法达到《化学工业主要水污染物排放标准》(DB 32/939-2006)的一级标准，升级改造工程主要从完善预处理工艺以及深度处理工艺两方面进行优化。首先，在原设计沉砂池后增设水解调节池，与原有耦合酸化水解池并联运行，并在其后增设水解沉淀池，同时起到水质调节和水解酸化的作用，进一步减轻耦合酸化水解池的运行负荷，改善出水水质。在深度处理段改造中，增加氧化耦合混凝沉淀和转盘过滤的深度处理工艺，进一步提高出水COD、TP、SS去除率[5]。

4 结 语

污水处理程度的不断提高是环境污染治理的重要手段和方法之一，为了改善环境污染，很多城市污水处理厂都面临着升级改造问题。城市污水处理厂的升级改造主要是对原工艺进行改造，在充分利用原有构筑物的基础上，根据污水厂的实际进水水质、处理水量以及出水用途等情况来选择适合的改造工艺。升级改造工程应选用投资少、能耗低、效果佳、运行安全和方便的路径，除了进一步提高污水处理厂的出水水质外，也要重视污泥的无害化和资源化利用，从而真正实现污水处理厂的可持续发展。

[1] 王俊莹,刘志强,王成鹏,等. 北方城镇污水处理厂升级改造及工程实例[J].水处理技术, 2010,36(11):132-135.

[2] 庄磊,黄勇. 城市污水处理厂升级改造的探讨[J]. 工业用水与废水，2010,41(1):14-18.

[3] 关伟,郭会平,赵学洋,等. 我国城市污水处理现状及城市污水处理厂提标改造路径分析[J].辽宁大学学报, 2015,42(4):378-384.

[4] 孙文汗,赵汉.城市污水处理工艺的升级改造适用方法[J]. 辽宁化工, 2013,42(5):559-562.

[5] 付玉兰,张有仓,胡吉人,等. 江苏省某化工集中区污水处理厂升级改造工程设计[J].中国给水排水，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

王少军(1987-)，男，硕士研究生，工程师，主要从事市政给排水工程的设计与研究。

X703

A

1001-9677(2016)022-0118-02