郭爽

摘 要：大庆某污水处理厂设计规模为2.5万m3/d，原设计出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准，现根据环保要求需对污水厂进行提标改造，出水执行一级A标准。通过分析现状各构筑物的问题及处理能力，确定污水厂提标改造方案，保证出水水质稳定达标。

关键词：污水厂;提标改造

大庆某污水处理厂始建于2007年，污水处理采用前置反硝化二级曝气生物滤池工艺，污泥处理采用叠螺浓缩脱水工艺，设计规模为2.5万m3/d，设计出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准，存在的主要问题是：目前实际处理水量未达到满负荷运行，实际最大处理量为1.2万m3/d，出水指标不能稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。由于国家对环保要求越来越高，各个流域分别出台地方标准。根据国家环境保护总局颁发的《地表水环境质量标准》、国家环境保护总局发布《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）修改单的公告，城区污水处理厂出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭、半封闭水域时，执行一级标准的A标准。大庆某污水处理厂出水排入北二十里泡，目前该厂出水水质达到《城区污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002的一级A标准完善改造工程的实施极为紧迫。

一、污水处理厂现状及改造要求

（一）现状水量、进出水水质

原污水厂设计规模2.5万m3/d，经过近十年的运行，目前污水厂处理规模始终没有达到满负荷运行状态，经标定，实际最大处理能力仅为1.2万m3/d。实际进出水水质如表1所示，经过一级处理及生物处理后，尾水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准。

（二）原有工艺运行情况分析

现状污水厂最大处理水量仅有1.2万m3/d，处理工艺流程如图1所示，现状处理系统存在的问题如下：

1、在进水水量未达到设计规模的情况下，出水水质仍无法全部达到一级B标准。

2、曝气生物滤池系统无法到达预期设计要求：1）原设计水头损失未考虑回流水量所产生的水头损失，导致DN池一直未进行内回流;2）气浮预处理系统强度过量导致生物滤池内生物相不满足要求;

3、调节水池只有一格无法完成检修，且由于进出水方向设置呈90度，导致池内水流状态短流，存在死水区，有淤积，且由于泵坑深度较浅，水泵安装高度高，导致调节池调节容积达不到设计值。

（三）提标改造设计水量及水质的要求

污水处理厂原设计规模2.5万m3/d，提标改造后仍保持处理规模不变。对比污水厂实际进水水质及原设计进水水质，并参考数据、相似区域排放污水水质，进水水质仍按照原设计执行。污水处理厂的出水水质需执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级A标准。

（四）污水厂提标改造的原则

在出水水质达标的前提下，为实现污水处理厂搞笑、经济、稳定的运行，主要遵循以下原则：1）选择先进、高效、合理、经济，并能稳定达标的处理工艺;2）尽量不改动或少改动正在运行的污水处理系统，避免对已建系统运行的干扰;3）充分利用原有构筑物和机电设备，使其适应改造后污水处理工艺的要求，以降低工程投资;4）改造升级方案需根据现有污水处理厂水力高程及平面布置，嵌入新建构筑物，尽量减少水力提升。。

二、污水处理厂提标改造工程设计

本工程污水处理厂设计进水水质BOD5/CODCr=0.51，属于可生化性好的污水。本工程宜采用具有脱氮除磷效果的活性污泥法作为主要的污水处理工艺，但是根据目前污水厂实际进水的水质情况，现状BOD一般都在100mg/L以下，BOD5/TN≤2，在进水BOD没有达到设计值的阶段，需设置投加碳源的措施。

（一）二级处理工艺的设计

方案一： 原有曝气生物滤池，现有池体及设备良好，改造时尽量保证不改变现有池体，通过计算，现有曝气生物滤池规模降为0.7万m3/d，气浮池内混凝药剂改为活化硅酸。本次改造需新建生化处理系统1.8万m3/d。

方案二：新建生化处理系统2.5万m3/d，原有气浮池废弃，曝气生物滤池DN池改造为深度处理砂滤池。方案二具体工艺流程如图2所示：

从技术角度来讲，方案一最大限度的利用现有建构筑物，但流程较长，曝气生物滤池的操作复杂，由于原有曝气生物滤池不能在设计水质下，保证2.5万m3/d的处理水量，需要新建生化池及深度处理单元;方案二流程简单，废弃了原有的气浮池，将原有曝气生物滤池的DN池改造为深度处理单元，完全新建一套处理规模为2.5万m3/d的生物处理系统，省去了二次提升。从经济角度来讲，方案二无论的基建投资还是运行费用都较方案一少。本工程为改造工程，为保证出厂水水质，节省占地，二沉池池型选用周进周出矩形沉淀池，并与A2O生化池合建，建成A2O生化池、沉淀一体池。

A2O生化池及二沉池设计参数：

1、生化区

池型为廊道推流式，分为2格。单格尺寸：L×B×H =49m×35.2m×7.5m，其中有效水深6.0m;水力停留时间：T=19.05h;混合液悬浮固体浓度： MLSS=3.5g/l，

總泥龄：SRT=19.33;其中缺氧泥龄θCF =2.34d，好氧泥龄θCO=9.34d;

污泥负荷：  F/M= 0.070kgBOD/kgMLSS;

外回流比：100%;内回流比：300%;

剩余产泥量：G=3480.50kg/d;供气量6369 m3/h，

2、沉淀区

采用矩形沉淀池，沉淀池平面尺寸49m×10.7m，池深4.8m，有效水深4.3m。设计表面负荷1.0m3/m2.h。

（二）深度处理工艺的设计

方案一：本工程污水厂现状有气浮池一座，本工程推荐方案中设计废弃该气浮池，因此，该气浮池作为深度处理设施。气浮池分两格，单格尺寸为22x4.8m，现状运行良好，可作为深度处理设施使用。

方案二：本工程现有曝气生物滤池中的DN池经更换滤料及进水方式改造后，改為砂滤池，可作为深度处理设施使用，在滤池进水端投加药剂后，可达到微絮凝——过滤效果，同时去除TP。

方案一的优点在于气浮池运行维护简单，易于管理。但方案一的缺点在于，由于现状气浮池的进水标高较高，二沉池出水无法自流进入气浮池，需要增加提升设备或降低现状一体化气浮池高度，工程难度较大;另外，由于气浮池较小，在设计最大水量时，其上升流速达到1.36m/s，上升流速过大势必导致处理效果较差，SS去除效果无法保证。

方案二的优点在于，由于现状DN池共有8座，本工程设计仅需改造其中6座即可达到本工程对于深度处理的需要，且仅需更换滤料及改变进水方式即可达到本工程深度处理要求，改造工程量较小;另外，过滤工艺作为广泛应用的深度处理工艺，可以保证出水SS<10mg/l，出水水质较好。但方案二的缺点在于，滤池的运行需要每天进行反冲洗，管理较为复杂，运行维护难度较高。

综上所述，随着国家对环保的要求逐年提高，对污水处理厂出水水质的考核逐年严格，本工程应以保证污水厂出水水质的稳定达标为核心设计目标，因此，推荐方案二作为深度处理工艺。

深度处理滤池设计参数：

将原有曝气沉砂池6格DN池进行改造，单格尺寸7.0×6.3m， 承托层厚0.45m，采用砾石，更换原有滤料及底部配水配气装置（长柄滤头），滤料采用石英砂（有效粒径0.9-1.2mm）滤料层厚1.5m，滤层上水深2.05m，超高0.7m，配水配气层高度1.1m，滤池总高7.3m，设计滤速3.94m/h。降低进水堰标高，改上向流滤池为下向流，出水设置水位控制措施。

在曝气生物滤池进水竖井内设搅拌器一台，投加PAC混凝剂。

（三）除臭设计

考虑到原有污水厂污泥脱水间内设有2套生物除臭滤池，可满足污泥脱水间内除臭，但是无法满足整个厂区内预处理及生化池的除臭，本工程推荐新增除臭工艺采用全过程除臭工艺作为污染气体治理方案。除臭后满足《恶臭污染物排放标准》（GB14554-1993）和GB18918-2002厂界废气排放二级标准。除臭污泥回流量按照5%进水量来考虑。

（四）工艺特点

1、完全新建生化处理系统，采用周进周出矩形二沉池，并与A2O生化池合建，这样的结构形式既节省了土建、土地又节省了水力高程，降低了工程投资成本和运行成本，本工程项目总投资3727.97万元，。

2、将原有的DN池改造为砂滤池，最大限度的利用了原有的土建池体，且砂滤池对出水SS保证效果较好，整套工艺系统处理效果稳定，能够达到预期标准。

三、结语

1、城市污水处理工程是一项系统性工程，加快完善污水管网，提高污水的收集率，才能充分发挥污水厂的效益;

2、在对污水厂进行提标改造时，应最大限度利用污水厂原有处理构筑物及水利高程，技术经济都应趋于合理。

3、在厂区的布局上，充分考虑厂区功能区划，布置新建建构筑物，并考虑将施工对污水处理厂正常运行的影响降到最低。

参考文献：

[1]罗维，项立新.周进周出辐流式二沉池在污水处理工程中的应用[J].工程建设与设计.2005（10）

[2]杨淑霞.Trans-Flo矩形周进周出二沉池用于污水处理厂工艺设计[J].天津建设科技.2019（S1）

[3]徐亚明，蒋彬.曝气生物滤池的原理及工艺[J].工业水处理.2002（06）