污水處理廠改造升級工藝設計研究與討論

摘 要：隨著國家對城鎮污水廠出水的進一步要求提高，污水廠的改造升級逐步成為污水處理的新領域，本文就針對不同類型的污水廠進行改造升級，結合一些案例做了一定的分析和討論，總結了各工藝在不同條件下的改造取向和注意問題，便于今后在污水處理廠改造的過程中不斷總結和完整并提供參考。

關鍵詞：污水廠；改造升級；活性污泥法

隨著國家與地方對水環境保護的重視不斷提高，特別是十八屆三中對環境提出新的要求，在今后國家將緊緊圍繞建設美麗中國，加快建立生態文明制度，推動形成人與自然和諧發展。正是在這種新環境要求下，對于我們過去的環境改革目標提出了新的要求，就污水處理該領域，我國將面臨大部分城市污水處理廠升級改造要求，本文將從傳統的污水廠改造升級方面入手，闡明在污水廠改造過程中的主要改造方法并進行初步的分析和討論。

通過對過去多個污水廠改造的經驗，總結在該類改造的過程中應該抓住幾個基本的原則，第一，改造工藝達標原則，即在整個改造的過程中，我們的設計本著國家多環境保護的新要求，在改造后，水質必須達標，并且在改造的過程中，要留有今后進一步改造的空間，便于今后水環境要求的進一步提高，而采取更高的改善措施。第二，經濟效益指標最優原則，即在改造的過程中，必須結合本工程的實際情況，有針對性的采取切實可行的方法，讓改造主體和社會都能接受，使之達到經濟和社會環境的最佳效益。第三，工藝成熟穩定原則，在進行技術改造的過程中，對多種技術進行比較，盡量選擇成熟穩定的技術，同時便于在實際工作過程中的操作和管理。

通過大量的實踐好經驗的總結，對不同類型和時期的污水處理廠改造的方法或者思路概括如下：

1 對傳統的活性污泥法污水廠的改造

對于大型城市的污水廠如上海，大部分的污水處理廠建設于90年代，由于當時人們對于污水處理的認識局限于對生化需氧量和懸浮固體SS的去除。因此，80年代前建成的污水廠多為傳統活性污泥法，不具備脫氮除磷的功能，在此類污水廠改造的過程中，最核心的方法和思路：即將傳統的活性污泥工藝改造為Bardenpho工藝、A2/O工藝、改良A2/O工藝、倒置A2/O工藝等，同時達到脫氮除磷目的[2-11]。如在在上海的11個老污水廠的改造中，大多數都采用了A/A/O、Hybrid、物化法、生物膜法[1]。通過大量的實踐研究和證明，其中最穩定的還是以A/A/O為核心的成熟工藝，污泥培養、馴化非常快，基本實現了同步改造同步達標排放，但有些采用新工藝的污水廠則或多或少經歷了反復調試和整改。

2 對A2/O及A/O類工藝污水廠的改造方法

如果說該類污水廠在傳統的活性污泥法的工藝設計基礎上可以說又進了一步，但在實際運行的過程中也出現過各種各樣的問題，如水質的進水的生化指標偏低；有些出水的的氮、磷指標不達標，有點經過處理后不能達到會用水的標準等各種因素，針對以上工藝概括起來，在核心的工藝改造過程中，除了對好氧，厭氧池的大小尺寸改造、改變其水力停留時間、改變其進水方式的方式外，主要采取兩種主要方法，一是A2/O及A/O類工藝與混凝沉淀工藝的結合，另外一種主要是A2/O及A/O類工藝與生物填料的結合，有些時候是這兩種方法的結合。如對青島市團島污水站進行改造的過程中，該項目首先分析了系統存在問題，然后選擇方案對原有的A2/0工藝進行改造，在好氧段投加填料形成生物膜與活性污泥復合的MBBR系統，增強硝化功能和脫氮效率，改善生物系統穩定性.升級改造后污水處理廠運行效果良好，出水COD、NH3-N、TN和TP的平均去除率分別穩定達到93.5%、98.5%、89.5%、91.5%，為污水處理廠總出水達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918—2002）一級A標準.改類改造方法的特點就是[2]：（1）有較強的抗沖擊負荷有能力，出水比較穩定。其次就是水力停留時間短，使得投資和運行成本大大降低。最后，填料可以同時吸附后生動物與微生物，可以同時發揮作用起到高度氧化的效果，比改造前減少大量的污泥產量。

不僅如此，有些污水處理廠必須對氮磷指標有進一步的提升，對于需要提高除磷和SS的去除效果的A2/O工藝可以在原工藝尾端設置混凝沉淀過濾工藝。該工藝能夠有效去除污水的濁度、色度和磷。混凝沉淀過濾能夠去除污水中的小部分有機物，但是不能夠去除溶解在水中的有機物和氮。以采用A2/0工藝的某污水處理廠的升級改造為例，改造后采用混凝沉淀工藝，原工藝經過改造在尾端設置混凝沉淀工藝能夠很好地去除SS和磷，但是不能夠有效的提高氮和溶解性污染物的去除效果[3]。所以很多時候，在改造的過程中都是這兩種方法的結合作為核心處理單元。

3 對污水廠其他方面的改造

除了前面所提到的改造方法以外，還有一些其他的改造方法，如進水方式的改造；如單點進水，改為多點進水；如增氧方式的改造方面，主要是改變和提高溶氧的效率，使得他的處理效率更高，如在對池體不同單元大小的改造以及增加新的處理單元和必要的動力設備這方面，有些改造方案往往是組合運用，如在大連開發區一期污水廠改造的過程中，就對其一級處理單元增加了細格柵和曝氣沉砂池，不僅如此，該設計還充分利用原有生物池，原有1#、2#生物池總池容新建2座生物池，作為原有生物池的預缺氧池、厭氧池及過渡區。分別與1#、2#及3#、4#生物池對應。根據原有生物池容積比例，1#、2#缺氧池（含預缺氧池、厭氧池及過渡區）設計規模分別為5.7×104m3/d及4.3×104m3/d。新增缺氧池總尺寸82.6 m×56.3 m×8.0 m，2#缺氧池總尺寸為65.7 m×54.9m×8.0 m，在該改造的過程中，在大型設備整改方面，該設計把鼓風機房內原有5臺多級離心鼓風機（4用1備，Q=7500m3/h，風壓為70kPa，N=185kW）增加1臺同型號備用風機，達到4用2備，并且在最末端增加了污泥回流[4]。通過這多種聯合的改造，污水處理廠自調試運行以來，各項指標穩定運行并優于設計標準，尤其是NH3-N、TN指標要遠優于預期效果。

隨著污水排放標準更加嚴格以及城市對再生水需求量的日益增加，污水廠升級改造工程將備受關注。概括而言，污水廠的改造工程應針對污水廠現狀工藝流程、進出水水質、現有構筑物參數及現狀可改造條件，結合污水處理的最終出路，確定工藝改造方案，并充分考慮日后的日常維護管理及通風，只有這樣才能使得在污水廠改造的過程中達到質量與經濟價值的最優。

參考文獻：

[1]王肖軍.老污水處理廠技術改造與排放標準升級[J].凈水技術，2012，31（02）：101-104.

[2]孫賢鵬，包蘇俊.青島市團島污水廠生化單元升級改造方案選擇與效果分析[J].青島理工大學學報，2013，31（01）：74-79.

[3]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（05）：559-561.

[4]王姣，鞠鳳.大連開發區污水處理一廠升級改造工程設計[J].中國給誰排水，2013，29（22）：79-82.

作者簡介：胡祖武 （1980-），男，湖北荊州人， 碩士研究生，工程師，水污染及工業環境安全。