淺析城鎮污水處理提標改造工藝

佘爭輝

（佛山市順創環保科技有限公司，廣東 佛山 528300）

隨著經濟的快速發展，城市化進程的加快，城鎮污水的排放量持續增加，同時，污水中污染物的性質和含量也正逐步向復雜方向發展，因此，這對污水處理系統提出了新的要求。目前，部分城鎮污水處理廠已不能滿足現行的標準要求，所以，為了達到污水合格排放的目的，必須對污水處理廠進行提標改造。

1 我國水資源污染及處理現狀

1.1 我國水資源的污染現狀

改革開放以來，我國高度重視經濟發展，卻忽略了對環保工作的重視，導致環境污染問題日益嚴重，以及能源消耗持續增加。其中，水資源短缺的問題更為嚴重，這引起了社會各界的廣泛關注。在這種嚴峻的形勢下，水資源也受到了不同程度的污染，這更加劇了水資源短缺的現象。經調查數據顯示，在我國42個城市44條河流中，有93%的河流受到了不同程度的污染，其中32.6%的河流污染非常嚴重。由此可見，我國的水資源污染十分嚴重。

1.2 污水處理現狀

目前，我國的水污染不僅來自于工業廢水，還有生活污水。經調查發現，近10年來，我國城鎮的污水量以每年5%的速度增長。因此，對城市生活污水進行治理的問題具有重要意義。但由于我國城鎮污水處理行業起步較晚，所以，仍落后于發達國家，不能滿足實際需要。如果城鎮污水處理廠的處理能力達不到要求，一些廢水就會未經處理直接排放，從而造成河流污染，污染很容易，但治理起來就相當困難。而在實際的處理過程中，對于污水的凈化要投入更多的時間、精力和資金。所以，為了有效解決當前污水處理能力不足的問題，就需要建設大量的基礎設施，以提高污水處理廠的出水水質。通過不斷地實踐和研究表明，對已建的污水處理廠進行提標改造是解決這一問題最為有效的方法。

2 污水處理廠提標改造的必要性

目前，在我國許多城市中，由于排放的大量的工業廢水或非法廢水，導致在生物處理過程中，不可生物降解的污染物濃度有所增加，甚至出現了微生物中毒的現象。這主要是因為工業廢水中重金屬的含量較高，有機物難以降解。而當工業廢水的濃度較高時，就會直接影響廢水的處理效率。有研究分析表明，大多數城鎮污水處理廠排放的污水都不能滿足國家要求，指標參數也都存在一定偏差。還有一些污水處理廠，因自身的發展問題，處理的污水已不符合國家標準要求，也就更無法滿足現行的污水處理要求[1]。因此，對污水處理廠的提標改造勢在必行。

3 城鎮污水處理系統面臨的主要問題

3.1 合流制排水系統引發的沖擊負荷

在城鎮污水處理系統中，城市聯合排水系統會產生較大的沖擊負荷。這主要是因為，當雨水進入公共排水系統時，尤其是在年降雨量較大或集中的地區，會形成較大的沖擊負荷，這樣就會對污水處理廠產生一定的負面影響。而且，由于前期雨水中的雜質和污染物濃度較高，隨著雨水的增加，排水管中的沉積物會進入污水處理廠，導致水量和SS（固體）的增加，這樣就會嚴重影響負荷，進而影響廢水處理的效果。此外，不合理的城市排水管理也會導致一些企業偷偷排放工業廢水，最終導致水質惡化[2]。

3.2 工業廢水的占比較大

如果工業廢水比例較大或存在非法排放，可生物降解污染物的濃度會直接增加，這是因為工業廢水中重金屬和難降解有機物的含量較高。此外，當工業廢水的濃度較高，以及同行業排放的廢水量較大時，就會導致碳氮比不合適，從而直接影響了廢水處理效率。

3.3 設備老化嚴重

當前，許多城鎮污水處理廠年久失修，設備陳舊，時有故障發生。而且，其管理模式一般是處理設施歸政府所有，相應的資源由主管部門承擔，所以，就會出現一些管理部門對污水處理重視不夠，資金投入不足的現象，導致不能對設備進行及時維護，也不能及時更新設備，致使許多設備長期超負荷運行，設備老化嚴重。所以，污水處理的效率一直達不到國家標準[3]。

3.4 處理要求和設備處理能力不匹配

在城市污水處理系統中，存在著處理要求和處理設備能力嚴重不匹配的現象。這主要是因為城市化進程的加快，導致人口數量增加，且污水量也會持續增長，而相關部門并沒有從城市規劃的角度來分析現有污水處理廠的需求。此外，在城市的發展過程中，水污染日益嚴重，所以，對于污水處理廠處理后的水質要求也越來越高?；谝陨显颍F有的處理設施急需擴建和修復。

3.5 建廠初期調試不到位

在部分城市中，一些污水處理廠在建設初期并未進行預調試，導致在以后的運行中，出現了各種問題，就沒有充分發揮出污水處理廠的作用。因此，在當前的城市發展中，不僅要建設污水處理廠，還要保證污水處理廠能長期、全面、穩定運行。如部分污水處理廠在投產后運行不穩定，水質不高，這在一定程度上就會增加運維成本，從而嚴重影響污水處理廠的經濟效益和社會效益[4]。

4 污水處理廠提標改造工藝選擇

4.1 提標改造原則

在污水處理廠的提標改造過程中，要根據水質的特點，合理選擇高效同步的脫氮工藝，這是因為水質的變化對凈化效果的影響最小，且經濟可行。同時，還要選擇先進的廢水處理技術標準和程序。而根據污水處理廠所處的環境，要盡量選擇節能、自動化程度高、使用壽命長、綠色無污染的設備；同時，也要盡量減少建設對污水處理廠運行的影響，并在改造的基礎上要充分利用原有結構。

4.2 預處理改造

一般來說，流入污水處理廠的污水都是工業污水和生活污水。但隨著我國工業的快速發展，工業廢水的排放量持續增加，而一些環保意識較低的企業沒有科學合理地處理廢水，這就導致污水中碳、氮、磷的比例失衡，使廢水的處理變得越來越復雜。同時，雨季的短降雨也會使污水處理變得更復雜，尤其是在污水處理廠運行水平較低的情況下。而影響水質的最重要的因素是懸浮物含量的明顯增加和有機物濃度對負荷的影響，因此，為了減少這些影響，就要進行預處理改造，如要打開調節罐、儲罐，或加強沉淀池的處理功能。而對于沉淀池的處理功能，一般是通過增加沉淀池的長度來改變水流，從而提高沉淀池的處理效率[5]。

4.3 生物處理改造

生活污水處理廠反應器的同步反硝化效果并不理想，這是因為大多數反應罐存在著碳含量不足、分布不均、老化和工藝設施維護等問題。導致反應池存在水力滯后、時間短，產磷量大，無法深度處理[6]。

4.3.1 核心處理構筑物同步脫氮除磷效果不理想

當前，城鎮污水處理廠同時去除磷和氮的效果并不理想，主要是一些新建和運營的污水處理廠還在采用傳統的活性污泥法或A1O法，所以，污水處理廠的脫氮效果并不理想，還會造成氮、磷進入污染水箱。需要說明的是，傳統的活性污泥法一般適用于A210或氧化溝的脫氮除磷。

4.3.2 碳源不足

大多數污水處理廠都配備了啟動池和與無機顆粒有關的有機物，但還是會導致各種的生物降解過程缺乏碳源，而且，也降低了已進入反應罐的微生物對生物體的吸收。此外，碳源的不均勻分布也會導致反硝化和磷釋放之間的競爭，從而影響了反應池的處理效率。所以，為了填補碳源的空白，通常會將反應器內的碳源添加到流出物或者是挖掘內部碳源。其中，外部碳源會直接進入反應儲罐，如甲醇、乙醇、醋酸等。但廢水的內部碳源未被充分提取，增加了運行成本[7]。此外，污水處理廠還可以研究內部碳源，以減少第一個物理處理過程中可生物降解的有機物的損失，并充分利用廢水中的碳源作為附加碳源。其最大的優點是可以減少土壤污染，滿足近年來環保部門的節能減排要求。

4.3.3 處理設備老化

工藝設備老化主要是因為污水處理廠建設得較早，設備運行的時間較長。除了要不定期地維護外，廢水處理廠還面臨著許多問題，如廢水腐蝕，廢水處理效率降低等。所以，需要采用變頻泵、微孔曝氣器、脫水器等先進設備，這些設備運行靈活可靠，使用壽命長，自動化程度高，保證了污水處理廠的可靠運行。

4.4 深度處理

在實際的污水處理過程，如何科學合理選擇深度處理技術主要是由深度處理的總體效率、運行成本和基礎設施成本直接決定的。因此，選擇合適的處理方法對于改善污水處理廠的水質非常重要。一般情況下，可根據進水水質和水量的要求，選擇成本低、運行效果好、穩定性好、體積小、能耗低的洗滌工藝。而根據污水處理深度又可以分為三種類型：生物處理、膜處理和物理化學處理[8]。當前，大型城鎮污水處理廠的深度凈化已體現出良好的凈化效果。此外，人工濕地深度凈化技術也是一種典型的生物凈化技術。其工藝過程是，在填料和水生植物的相互作用下，有效去除廢水中的總磷和氮。

4.5 提標改造的典型技術措施

隨著我國膜材料工藝的快速發展，污水處理廠已逐步實施膜分離技術。該技術作為一種新型的除磷技術，越來越受到人們的廣泛關注。一般來說，膜材料的孔口可分為微濾器、過濾器、超濾器和反滲透。微濾器和超濾器主要用于去除聚合物顆粒和膠體，例如沉積的膠體，但有機物的去除率很低。所以，為了提高污水的處理效率，在污水深度處理階段通常采用高吸附量的活性炭，以滿足污水回用標準。而納濾技術對有機物的去除效果良好[9]。近年來，該技術已被廣泛地應用于飲用水軟化、深度廢水處理和回用。在實際應用中，膜分離技術的缺點是膜污染嚴重等問題，這嚴重影響了膜正常運行的穩定性。同時，由于膜更換頻率的增加和膜運行成本的增加，以及膜污染的限制導致該技術的應用范圍存在一定局限性。此外，該工藝的物理過程主要包括活性炭吸附和污泥沉淀過濾。其中，活性炭吸附主要是利用多孔活性炭通過分子力、化學鍵、靜電等物理化學性質來吸附廢水中的有機污染物[10]，以達到凈化污水的目的。

5 結語

綜上所述，為了滿足當前城市污水的處理需求，城鎮污水處理廠需要實施提標改造工藝。目前，國家對于環境保護越來越重視，且大多數城鎮居民也充分認識到污水處理的必要性，由此可以看出，提升污水的處理效率將成為未來城市發展的重點工作之一。然而，我國城鎮的污水處理由于受區域環境的影響，評價指標各不相同，水質的動態變化在參數確定和提取方面也有所不同。所以，在城鎮污水處理提標改造中，要充分結合工程面積、原水水質、原水處理工藝等因素進行研究，只有這樣才能充分發揮出污水處理系統的應用效果，才能使污水進行“層層清洗”，最終實現污水的達標排放。同時，在城鎮污水處理廠的提標改造過程中，還要有效調整各種參數因素，以滿足提標改造指標的要求，從而為城市的長期可持續發展奠定良好基礎。