分析当前污水处理厂改造的必要性

分析当前污水处理厂改造的必要性

摘要：随着国民经济的高速发展、科学技术的不断更新、水资源的短缺、污水排放指标的实施、环保意识的提高，使得已投运的部分污水厂需要技术改造，笔者在文中主要论述了污水厂改造的必要性。

关键词：污水厂；微生物技术；污泥处理；厌氧池

随着国民经济的高速发展、科学技术的不断更新、水资源的短缺、污水排放指标的实施、环保意识的提高，使得已投运的部分污水厂需要技术改造。一方面由于污水处理厂设备老化、年久失修，或者由于当初设计时的缺陷，污水处理厂往往需要进行技术改造。另一方面，单纯从技术角度来讲，由于污水处理厂运行系统的复杂性、生物生长状态的波动性、气候影响、进水的波动性、管理的人为因素干扰，城市污水处理厂的长期稳定运行是较为困难的，为了提高污水厂的效率、适应新的排水行业规范，污水处理厂也需要进行技术改造。一般来说，污水处理厂通过技改，可以达到以下目的：发现并解决设备、设施、控制、工艺等方面出现的问题，使污水厂投入正常运行；落实工艺设计目标，使出水各项指标达到设计要求；落实符合现实进水量和水质的各项控制参数；降低运行成本。

一、污水处理厂改造的必要性

（一）设备老化且年久失修

近几年，由于污水处理厂年久失修，很多污水处理厂的反应池均不同程度地存在曝气头老化、损坏现象；有的处理厂的曝气头、粗格栅、污水提升水泵均损坏；有的污水处理厂污泥脱水机设备老化、损坏。现在许多城市、尤其是县级城市污水处理厂的设备均存在不同程度的损坏及老化现象，急需要进行技术改进。

（二）处理能力和处理要求不匹配

很多城市的污水厂在设计时，没有充分考虑到城市发展速度的问题，或者即使考虑到了预留处理量的问题，但受限于城市用地的困难，没有能够实现预留处理量的设计意图，导致其处理能力偏小，不能承担所应承担的处理水量。随着水处理技术的不断发展，以及对出水水质要求的不断提高，对处理能力不足的老旧污水处理厂应该进行扩容。

（三）建厂时调试没有到位

由于各种原因，污水处理厂对工艺调试的重要性认识不足，建厂时调试没有到位，造成很多污水厂运行不畅，或出水水质达不到设计要求，并且运行成

本偏高。

二、污水厂改造方案

（一）污水厂工艺改进的思路

为了加大处理量，降低处理成本。具体而言，包括以下方面：提高有机负荷；提高处理速度（效率）；提高脱氮、除磷效率；提高抗冲击负荷能力；提高对难降解物质的去除率；减小构筑物面积（增加池体深度）；提高曝气效率（减小风机耗电量）；减小回流量（污泥回流、混合液回流、硝化液回流）；减小污泥产量；深度处理与回用。

针对COD去除率的提高，可以采用的方法有增加DO、延长曝气时间、增加污泥浓度；针对难降解物质去除率的提高，可以采用的方法有曝气方式的改进、曝气时间的延长、反应器方面的改进、采用生物强化技术、采用固定化细胞技术、采用厌氧和缺氧反应来提高废水的可生化性。

（二）在不变动基建设施的前提下进行改造

变更构筑物的功能，即调整好氧池、缺氧池、厌氧池以及沉淀池的顺序，甚至变更其功能；改变进水点位置；改变回流液体的方式；变更药剂投加的位置或者投加量。

（三）采用强化微生物技术

固定化微生物处理污水技术特别适合于对现有老旧污水处理厂的扩容和技术改造，对处理能力不足和处理后出水不达标的老旧污水处理厂，应用该技术进行扩容和技术改造，基本不用动基建设施，只需将现有生化池或处理水池改造成3T-IB固定化微生物厌氧滤池（3T-AF）或3T-IB固定化微生物曝气生物滤池（3T-BAF），视水质情况不同，在池内装填3T-IB高效专用生物载体和投加3T-B 高效专用微生物，即可提高处理水量1倍以上，并能提高处理水质，降低运行费用，保证能达标排放。3T-IB固定化微生物处理污水技术是对现有老旧污水处理厂进行扩容和提高处理水质的最简单、最经济、最有效的先进技术，可大大节约改造投资费用，取得最佳改造效果。

对于进水COD及其他污染物浓度低、出水接近达标的老旧污水处理厂，利用3T-IB工艺进行改造则更为简单，现有处理工艺可基本保持不变，也勿需投加高效专用生物载体，只需对现有工艺进行调整，根据不同水质投加3T-B高效专用微生物即可提高处理水量和处理水质，降低运行费用，保证达标排放。施工简单，投资更省。

在使用活性污泥法工艺技术的污水处理厂中，各种微生物都会随污水流动，因此繁殖速度缓慢的微生物在曝气池中如不能在正常时间进行繁殖，就会被流水冲刷掉。利用生物强化培养器及特制的培养剂的技术可以有效地增殖污水曝

气池内的微生物数量，更主要的是可以提高这批微生物的活性，从而显著提高污水的处理效率。

（四）加强自控手段以降低能耗

污水厂的主要运行成本为能源消耗（主要是泵与风机）、药剂消耗、维修费用、大修改造费用、人员费用等，加强自控手段，可以使各种消耗实现最小化，并有利于企业的可持续发展。污水厂的运行是复杂的动态工程系统，很难找到精确的数学模型来描述，而模糊控制具有灵活性、应变性，更能胜任对复杂系统的控制。

模糊控制主要是解决有机物降解、硝化、反硝化、生物除磷等4个反应过程的在线模糊控制问题。可通过大量反复的实验，明确各生化反应过程中ORP，DO，pH值的变化规律，以及与上述各生化反应之间的定量关系，然后将变化情况用模糊变量来表示，建立模糊控制推理的合成规则和模糊控制规则，并通过模拟实验反复修改模糊控制规则。设计在线模糊控制的计算机算法及其程序，用执行机构直接对反应过程进行控制。在模糊控制器软件的具体设计时，还需要有处理水被控制变量（检测量）的偏差及偏差变化量与改变控制变量之间关系的更详尽的资料。此外，多个控制变量之间的定量关系等，都需要根据处理不同性质的进水的运行数据和经验来确定。

（五）常用的污泥处理及处置方法

目前常用的污泥处置方法有焚烧、污泥农用、土地卫生填埋、制作建材、海洋处置等。第一，污泥焚烧。污泥焚烧是最彻底的处理方法，基本上可以达到减容化、无害化和资源化的目的。污泥焚烧可分为两大类：一类是将脱水污泥直接用焚烧炉焚烧；另一类是将脱水污泥先干化再焚烧。第二，污泥的农田利用。污泥的农田利用很早就得到应用，一般来说，污泥要作土地处置必须经无毒无害化处理，否则污泥中的有毒有害物质会导致土壤或水体的二次污染。第三，污泥的卫生填埋。污泥的卫生填埋始于20世纪60年代，是在传统填埋的基础上从保护环境角度出发，经过科学选址和必要的场地防护处理，需要有严格的管理制度的和科学的工程操作方法，其基本方式是城市污泥经过简单的灭菌处理，直接倾倒于低地或谷地制造人工平原。它对前期的污泥处理技术要求较低，一般进行硝化减容即可，但填埋并不能最终避免环境污染，而只是延缓了产生时间。

三、对于除磷问题的改进

近年来，随着污水处理行业脱氮除磷要求的提高，污水处理系统在除磷方面的欠缺经常被人们提出。对于污水处理系统的除磷过程，主要的影响因素有环境因素、设计参数、水质条件三大类。环境因素包括DO、温度、pH等；设计参数包括泥龄、停留时间、剩余污泥处理方法等；水质条件是近年来针对除磷效果的众多研究的中心话题，主要包括基质的可获得性、进水水质特性、VFA 产生量、硝态氮的浓度。提高污水处理系统中除磷效果的途径主要有以下几点：