關于污水處理廠提標改造工藝研究及運行效果分析

戴 琰

上海市青浦區水務局事業人員服務所

1 引言

污水處理關系民生和城市經濟的發展，現階段在城市發展中存在著生活生活污水、工業污水處理不當的問題，如污水集中處理設施不達標等。本文的研究以為上海青浦污水處理廠提標改造技術進行分析。

2 污水處理廠污水處理工藝介紹

2.1 上海青浦污水處理廠工藝概況

當前的污水處理方式主要分為物理處理法、化學處理法和生物處理法，目前青浦污水處理廠具體的處理工藝采用多段AAO+超濾工藝、MBR工藝。現如今又不斷地增添了生物濾池除臭技術，并不斷優化生化處理單元，采用“重力濃縮+機械脫水”工藝來不斷提高污水處理率。具體在污水水質檢測方面借助了在線氨氮分析、pH分析、總氮總磷分析儀，設置了相應的監測點和采集點，對于水質問題進行兩小時一采樣的工作。尤其是建立了在線監測系統進行水質的自動監測，能夠讓污水處理廠在進行污水處理環節及時了解現有的水質數據，并進行水質問題的及時傳輸，更好地提升水質質量。

2.2 接納廢水水質特征

青浦污水處理廠原一、二、三期的預處理單元均沿用原有工藝。現狀二級生物處理工藝情況：一期采用AAO工藝，二期采用氧化溝工藝，三期采用AAO工藝。根據脫氮除磷的需求，提標改造工程主要對現有二級生物處理單元進行分析，進而提出合理的提標改造工藝路線。根據當前上海青浦污水處理廠污水處理進水在線監控數據顯示，現階段具體的最小日接管量占設計處理量的56%，而年平均負荷率達到了86.3%，整體的進水水量基本穩定。

現如今來看目前青浦污水處理廠主要是生活污水中形成的污染物，需要根據轄區內污水處理廠進行適時管理并做好日常的排放工作，污水處理廠中BOD5和CODcr是污水生物處理過程中常用的兩個水質指標，用BOD5/CODcr值評價污水的可生化性是廣泛采用的一種最為簡易的方法，一般情況下，BOD5/CODcr值越大，說明污水可生物處理性越好。

2.3 泵站進水口水質分析

青浦污水處理廠在泵站進水口方面都安裝了在線監測設備，對于廢水的pH值和CODcr進行適時的監控確認，保證出水滿足具體接管要求。如污染物濃度出現超標，則關閉閥門，將廢水倒入集水池進行適時處理。從2019年開始青浦污水處理廠就廣泛地采取了在線水質監測技術分析當前水質化驗數據，并組織相關技術人員分析數據和檢查設備中的出水指標，并開展提標改造工作，來不斷地優化處理工藝。

3 污水處理廠提標改造研究

3.1 提標改造項目工程流程圖

青浦污水處理廠提標改造項目開展過程中，首先需要結合具體的污水處理廠實際情況，優化生化處理單位，不斷增加深度處理和再生水處理，在三期現狀二沉池南側新增污泥濃縮池。一二期改造采用MBR工藝的處理方式來不斷提高污泥水的處理率，并在實際處理過程中借助預處理+二級生物處理+深度處理工藝與預處理+膜生物反應器（MBR）工藝進行處理。

3.2 提標改造項目建筑物平面布置

在實際工程開展環節需要結合青浦污水處理廠升級改造工程一、二、三期項目的開展，其中一、二期廠址位于青昆路東側，三期位于青昆路西側。結合上海市青浦污水處理廠在青浦鎮南門外的污水處理廠區進行提標改造，具體的提標改造中一期規模為7500m3/d，采用SBR工藝，后經改造后采用AAO工藝，二期規模為7500m3/d，采用氧化溝工藝，三期工程規模2萬m3/d，采用AAO工藝。但現階段由于部分工程用地有限，處理構造物常規方式的時候單獨設置和不設較為困難，需要部分構筑物合建。首先需要從中間提升泵井、反消化濾池等合建，在反洗清水池和反洗廢水池設置在下層進行反硝化濾池的建設，并要在拆除原先的構建筑物的基礎上不斷加強與再生水接觸時，還要拆除原有的機修間建設。同時針對污水濃縮脫水機房的南側，也要建立起污水濃縮池用地。

3.3 預處理單元提標改造

為了有效貫徹可持續發展的理念，在發展經濟同時需要加大對于環境保護。對于上海市青浦污水處理廠進行升級改造工程開展環節進行提標改造中所采取的預處理方案為采用沉砂池（原有利用）。具體的預處理單元包括粗格柵、污水提升泵房等主要是去除污水中的沙礫，其中細格柵及沉砂池平面尺寸為11m×12m。其中污水提升泵房設在截污干管的尾端，粗格柵進入污水處理廠前所開設的預處理設施，能夠針對大尺寸的懸浮物、BOD5、TOC、TOD等進行處理，以此來保證進水泵的正常運行。為了更好地清除大范圍的雜物，有時候在淤泥清除環節要更換酸化池添加曝氣攪拌裝置，選擇100m的無縫鋼管，采用相應的閥門部件，并加大對于生物接觸氧化池生物填料的適時更換。同時要在沉淀池內部拆除舊的斜板，并建立起相應的槽鋼對污泥進行適時清理。尤其是要針對過去青浦污水處理廠中沉淀池設備老化問題進行解決，現如今還有兩座氧化溝，每座平面尺寸為48m×25.5m，兩座輻流式二沉池，每座直徑Φ20m，及時清除淤泥，并解決污泥積聚的問題。本工程污水處理廠污泥處理處置須達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）要求，以減量化為主，污泥經濃縮脫水處理后（污泥含水率≤80%），泥餅外運集中處理處置。

3.4 生化處理單元提標改造

當前青浦污水處理廠一、二、三期工程開展環節，均采用的是“重力濃縮+機械脫水”工藝進行的，污水處理廠污泥處理處置須達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）要求。而在污水處理環節所采用的是生物脫氮除磷功能的污水處理工藝，其本身具有除磷脫氮功能的生物處理技術，該工藝能夠將總氮去除率由常規生化處理的20%左右提高到80%左右。在一定程度下能夠保證污水處理的可持續性。同時總磷去除率也是在不斷地提升，由原先的20%左右不斷地向80%左右提升，能夠大幅度削減CODcr、BOD5、SS以及TN、NH3-N、TP等污染物濃度，確保處理達標排放。

污水處理廠提標改造工成也能夠結合具體生化池的現狀并適時的優化運行模式，青浦污水處理廠一、二、三期工程TN為40mg/L，BOD5為180mg/L，BOD5/TN=4.5，碳源較充足可采用生物脫氮工藝在其中不斷提高生化池的活性污泥量，以便更好地提高TN和TP的處理率，通過增加碳源來滿足脫氮的需求。本工程BOD5/TP=33，可以采用生物除磷工藝，在污泥回流比進行處理環節，選擇AAO類型來不斷提高污泥的濃度，采用生物法對污水進行脫氮除磷處理的基礎上不斷提升工藝，尤其是在保證生物除磷的低限是BOD5/TP=20處理效果的前提下，不斷加大了脫氮除磷率。

3.5 深度處理單元提標改造。

青浦污水處理廠一、二、三期工程相應案例可以看出，為了有效提高污水處理廠污染物的處理和排放，生化處理環節不斷增加了深度處理單元，并進一步除去水中的氮、磷等相應的污染物。具體工藝選擇過程中會依據處理目的需求不同，選擇方案一：預處理+二級生物處理+深度處理工藝與方案二預處理+膜生物反應器（MBR）較多的工藝。

圖1 預處理+二級生物處理+深度處理工藝

其中深度處理的工藝流程，視處理目的和要求的不同，可以是以下工藝的組合：混凝沉淀、過濾、生物脫氮、活性炭吸附、臭氧氧化等。一般來說所采用的混凝沉淀工藝則為該工藝的優點是能夠有效地將濾池前段來補充碳源，能夠起到更好地生物脫氮功能，除此之外具有較強的除磷功能，能夠在一定范圍內對于懸浮物、BOD5及CODcr進行適時的去除。通過濾池工藝，借助反消化濾池加強濾板技術工作，反硝化深床濾池是集生物脫氮及過濾功能合二為一的處理單元，是國際領先的脫氮及過濾并舉的先進處理工藝。并采用高效沉淀池來節省復雜的混凝沉淀系統，整個濾池實際運用過程中運行成本較低，也具有較為成熟的管理經驗。

通常情況下所采用的方案二：預處理+膜生物反應器（MBR）方式能夠有效提升去除效果，一體式MBR將膜組件直接浸沒于生物反應器內的活性污泥混合液中。原水進入生物反應器后，大部分污染物被混合液中的活性污泥降解，處理水通過負壓抽吸或壓差經膜表面流出，使水質能夠保持在一級A標準，進行適時的排放。

圖2 預處理+膜生物反應器（MBR）方式

4 結束語

綜上所述，本文結合青浦污水處理廠項目的具體提標改造工藝進行探究，通過對污水廠水質的質量監測分析到水CODcr、BOD5、SS、TN、NH3–N、TP進水設計值與出水設計值。分析在污水排出過程中，提標改造工藝研究及運行效果分析，需要借助《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）相應的標準來加強對于提標改造工藝的實際運用，以便更好地能夠做好污水處理廠的污水處理工作，推動城市保護環境工程的建設。