城市污水厂提标改造工艺探讨

城市污水厂提标改造工艺探讨
发布时间：2022-04-23T02:35:16.163Z 来源：《中国建设信息化》2021年第26卷10月第20期作者：苏栋陈佳利吴百才韦倍益
[导读] 近年来，随着我国城镇化水平的提高，城镇污水的产生量逐年增多
苏栋陈佳利吴百才韦倍益
浙江问源环保科技股份有限公司浙江省杭州市 310030
摘要:近年来，随着我国城镇化水平的提高，城镇污水的产生量逐年增多，城镇水污染问题日益突出，随着我国环保力度的加强，城镇污水处理厂作为城镇污水处理的基础设施，面临巨大压力与挑战，为保障出水稳定达标排放，污水处理厂工艺改造工作势在必行。

关键词：城市；污水处理厂；提标改造；工艺
引言
城镇化的快速发展带来了人口的密集，导致城市生活污水排放量也与日俱增，自1998年起其排放量就已经超过了工业。

因此，急切需要开发高效的污水处理技术以应对水资源短缺和减少废水污染问题。

生活污水如果不做任何处理就直接排放到环境中，不仅浪费水资源，而且会严重污染水体和土壤，损害人体健康。

对于一些污水处理厂而言，现有的工艺使得出水水质不稳定难以达到国家水质中一级A标准或地方标准，要实现地表Ⅳ类水标准则更为困难。

工艺的选择对污水处理厂而言非常重要，关系到其建设与运行费用的投入以及处理效果如脱氮除磷效率、出水水质能否达标等关键问题，如何选择高效的生物脱氮除磷工艺使出水水质稳定达标是目前各类污水处理厂所面临的关键问题。

因此，要根据实际污水水质及排污量，优化工艺设计流程，采用高效经济的新工艺尤为重要。

1提标改造原则
污水处理厂的提标改造必须遵循一定原则，保证自身的有效性。

一是要根据进水水质特点，选择适宜的处理工艺，保证运行稳定、经济可行和技术达标，即使进水水质不稳定，依旧能够保持出水稳定达标。

在判断污水与处理工艺的匹配度时，污水的可生化性判断标准是生化需氧量（BOD）与化学需氧量（COD）的比值，当比值大于0.45时，污水可生化性高，当比值介于0.30～0.45时，污水的可生化性较高，当比值小于0.25时，该类污水不宜进行生化处理，此时应增加物理类或者化学类处理技术。

二是要尽可能选择运行能耗低、技术先进、自动化程度高的污水处理设备，同时要求设备具有较强的抗腐蚀性能。

三是充分利用原有设施和土地，降低施工量，减少资金投入，尽量不影响原有设施运行，尽可能做到边改造边运行。

另外，污水处理厂提标改造需要考虑环境因素，如气味、噪声等。

2工程概况
重庆市某污水处理厂一期工程建成于2008年，服务范围为大学城、陈家桥、曾家等片区，设计规模为5万t/d，一期设计出水水质为一级A排放标准。

一期工程污水处理工艺为粗格栅进水泵房→细格栅旋流沉砂池→厌氧池→Carrousel氧化沟→二沉池→中间提升泵房→纤维转盘滤池→二氧化氯消毒池→达到一级A标准排放。

氧化沟采用倒伞型表曝机，在氧化沟出水井加药辅助除磷，剩余污泥采用带机脱水处理后外运处置。

3改造前存在的问题及原因
（1）原工艺流程中缺少缺氧区且碳源不足，反硝化不充分，出水总氮不能稳定达到GB18918—2002城镇污水处理厂污染物排放标准一级A排放标准。

（2）原絮凝沉淀池采用竖流式沉淀池，表面负荷较高(q=1．7m3/(m2·h))，絮凝和沉淀效果不佳，絮凝沉淀池出水SS不能稳定在20mg/L以下，导致纤维转盘滤池出水SS不能稳定在10mg/L以下，造成出水SS不能达到GB18918—2002一级A排放标准。

（3）预处理区及污泥脱水区无除臭设施，废气排放不能满足GB18918—2002城镇污水处理厂污染物排放标准表4二级标准要求。

（4）进水水源主要为工业废水和生活污水，工业废水所占比例约50%，工业废水的水质、水量波动较大，污水处理厂抗冲击负荷能力较弱，需增加事故应急池。

（5）原储泥池V=40m3，污泥脱水系统采用带式脱水机，脱水后污泥含水率80%以上，需要对污泥脱水机房进行升级改造，使污泥脱水至含水率60%以下。

表1设计与实际进出水水质
4预处理改造
4.1深度处理
深度处理是保证污水处理效果的核心工艺，为了提高水资源的有效利用率，往往需要在常规处理后增加深度处理设备。

目前，主要的物理深度处理工艺有砂滤池和纤维转盘滤池，和传统的砂滤相比，纤维转盘滤池结构紧凑，处理效果好，因此应用较多，尤其适用于无预处理设备和场地有限的场景。

深度处理工艺中，生物法以人工湿地为主。

人工湿地技术以自然界的净化作用为基础，人为创造适宜的污染物降解条件，使水中污染物降解。

该技术管理简单，运行费用较低，而且适用范围较广，缺点是占地面积较大。

有研究者以污水处理厂二级出水作为人工湿地的处理对象，以建筑废物为水中填料、香蒲为湿地植物，建立新型的四级串联垂直流人工湿地，结果表明，该新型湿地系统对污水中的总磷和总氮去除效果较好，去除率分别可达74.67%和43.71%。

4.2外加碳源投加系统方案
原设计进水水质中，BOD5/TN=100/39=2．56，但实际进水BOD5/TN很低，日常运行中碳源不足情况较为严重。

进水中可利用的碳源经常不足，影响反硝化过程，为保障出水TN稳定达标，需增设碳源投加装置作为保障措施，当进水BOD5/TN较低时，考虑外投加碳源。

为保证脱氮效果，增加1套碳源投加装置，碳源使用醋酸钠。

投加点设于缺氧池内和氧化沟进水端。

当进水BOD5/TN偏低、冬季等反硝化效果不好时，可予以补充碳源，实现尾水TN达标排放。

4.3氧化沟的提标改造
氧化沟工艺是一种非常成熟且广泛应用的活性污泥污水处理工艺。

此工艺优点是不需要初沉池简化了流程，具有推流特性能较好的去除氮磷，在技术上具有运行管理简单，投资少和低能耗等特点。

但是此工艺流程也存在一些不可避免的缺点，如占地面积大，易发生污泥膨胀和泡沫问题导致污泥上浮而引起污泥沉积，此外，较多的大肠杆菌易于暴露在空气中等。

针对这些问题，一些污水处理厂在原有规模下通过增设处理设施或改进工艺的办法提标改造以提高污水处理效率与能力。

靖江市城市污水处理厂在原有工艺中增设水下推进器以达到同时除磷，并且在二沉出水后增加了一个反硝化滤池，以投加醋酸的方式提供反硝化碳源，从而解决了因碳源不足、污泥沉积严重而导致
出水水质不达标的问题。

城区污水处理厂在原有的KIC接触氧化处理工艺基础上，改进后采用高密度沉淀+纤维转盘滤池，不仅提高了日处理量，而且出水水质由原来的一级B标准达到了A标准，一些指标甚至超过了A标准。

污水处理厂采用同样的方式提高了出水水质。

研究表明，某机场污水处理厂原有生化处理工艺为厌氧-射流曝气氧化沟，通过将生化处理改为厌氧－微孔曝气改良型Carrousel氧化沟，并优化了PAC加药系统，大大的提高了污水处理效果，使出水水质达标排放。

北方某污水处理厂采用Orbal氧化沟工艺，使用转碟表面曝气，将表面曝气改造为底曝+推流的曝气形式，大大降低了运营成本。

结束语
本设计提出了氧化沟正常运行同时实施改造的技术措施，满足了原有构筑物改造期间不停水不超负荷运行的需求，改造期间出水水质不受影响。

对同类污水厂提标改造工程具有一定的借鉴意义。

参考文献
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