城市污水处理厂提标改造工艺探析

陈刚亮 蒋丹丹

摘要：城市污水处理厂是处理城市废水的主要基础设施，具有收集城市污废水、净化污废水、减少城市污废水排放量、减轻对自然环境污染程度等功能和效果。随着城市经济的不断发展，城市所排放的工业废水、生活污水量在不断变大，污染物种类也在不断变化，现有的多数城市污水处理厂的修建时间在几十年前，短一点的也在十几年前，其处理能力需要进行相应的提升，处理工艺需要相应的优化，才能够满足城市发展的需求。文章主要围绕城市污水处理厂提标改造的必要性、具体策略进行分析和探讨，为提高城市污水处理厂提供一些思路和参考。

关键词：城市污水处理厂;提标改造;工艺;生产运行

中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2020）11-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.11.025

Discussion on the technology of upgrading municipal sewage treatment plant

Chen Gangliang，Jiang Dandan

（Zhejiang Industry Design&Research Institute，Hangzhou Zhejiang 310000，China）

Abstract：Municipal sewage treatment plant is the main infrastructure for the treatment of municipal wastewater.It has the functions and effects of collecting municipal wastewater， purifying sewage，reducing the discharge of municipal wastewater and reducing the degree of pollution to the natural environment. With the continuous development of urban economy，the amount of industrial wastewater and domestic sewage discharged by the city is increasing， and the types of pollutants are constantly changing.The construction time of most existing municipal sewage treatment plants is decades ago，and the treatment capacity needs to be improved， and the treatment process needs to be optimized to meet the needs of urban development. This paper mainly analyzes and discusses the necessity and concrete strategy of upgrading the standard of municipal sewage treatment plant， and provides some ideas and references for improving the municipal sewage treatment plant.

Key words：Municipal sewage treatment plant;Upgrading;Technology;Production and operation

随着我国对于水污染防治的重视程度不断上升，各个省市地区的城市污水处理厂提标改造工程陆续提上当地政府工作日程，对城市污水处理厂的出水处理质量要求越来越高，污水处理厂的处理工艺与城市污水处理需求匹配程度也越来越受到重视。目前，我国的城市污水处理厂的总处理能力已经超过每天1.90亿m3，能够覆盖城市污水处理的95%以上;但其生产工艺不能有效适应污水水质日益复杂的情况，超负荷运行的情况还比较普遍，因此，城市污水处理厂的改造工程推进十分有必要。

1 城市污水处理厂提标改造案例

以Z省D市的污水处理厂为例，该污水处理厂的第一次建设于2010年10月完成，主要采用CASS处理工艺，每日处理规模在0.5万t，处理对象是当地工业园区排出的工业废水。CASS工艺是一种在间歇性活性污泥法基础上发展出的污水处理工艺，与间歇性活性污泥法相比，CASS前置了生物选择区，后置了可升降的自动滗水装置，集反应、沉淀、排水功能于一体，能够充分满足城市污废水脱氮除磷的需求。在CASS处理工艺中，COD值处理效率约为89%，BOD5值处理效率约为94%，SS值处理效率约为93%，总磷处理效率约为80%，氨氮值处理效率区间为77%～86%。在CASS处理工艺之后，处理厂中还配备了过滤和离子交换处理工艺，进一步提升出水水质，对达到一级A类的出水进行回用;离心脱水工艺处理污泥，压缩污泥含水量至80%以下，后外运处理。

2 城市污水处理厂现状及存在的问题

2.1 建设标准方面的问题

随着我国对于污废水排放标准的不断提高，早期投产的很多污水处理厂在处理效率和排放标准方面存在超标问题。超标问题的产生原因多与处理工艺的适应性、有效性，处理设备的运行质量、维护质量有关，导致污水处理厂的出水达不到相应的标准，需要进行提标改造。以Z省D市的污水處理厂为例，CASS是一种间歇性活性污泥法的升级版本，这种处理工艺对处理设备各部分运行的质量和效率要求都比较高，但在处理厂的实际生产运行过程中，处理设备所拥有的维护、维修力量却难以满足需求，导致设备老化速度较快，系统整体运行的稳定性有限，导致末端出水的水质无法稳定达到排放标准，对周边环境造成一定的影响。

2.2 深度处理工艺方面的问题

为了有效提高对水资源及其他可回收利用资源的利用率，污水处理厂进行深度处理已经成为一种必然的发展趋势，如原有污水处理厂中配备的过滤+离子交换处理工艺就是进一步提升出水水质的环节。在CASS工艺能够稳定运行、保证出水水质的情况下，过滤+离子交换处理工艺能够进一步提升出水水质。但在实际使用过程中，过滤+离子交换处理工艺难以适应污水处理厂所接纳的污废水水质，导致出水质量低于预期。

3 城市污水处理厂提标改造的具体策略

3.1 根据用水量预测污水处理厂处理指标

城市污水处理厂的提标改造需要满足后续数年、十数年的污废水处理需求，因此，其设施建设的体量应当能够满足当地人均排水量与人口数量的积数，并且需要考虑到未来数年内的人口数量增幅;或满足当地工业企业的生产效能与工业企业数量的积数，并且充分考虑到未来数年内当地工业发展的幅度。比如：一个人口在10万人以下的小城市，根据《城市给水工程规划规范》中的该人口体量下最高日人均综合用水量320L，来确定当地人均综合用水量，预估人均综合排水量，根据80%的自来水会变成污水的产污系数、日变化系数、地下水深入系数等系列指标计算，继而可得到当地污水处理厂的处理量指标。

根据国家环保总局发布的《污水处理厂污染物排放标准》可知，当城市污水处理厂的排水需要排入省级以上重点流域、湖泊、水库时，需要执行一级A等标准。具体到控制项目和指标，COD值50mg/L，BOD5值10mg/L，SS值10mg/L，氨氮值1.5mg/L，每年11月至次年3月为3mg/L，总氮值12mg/L，每年11月至次年3月为15mg/L，总磷值0.3mg/L，酸碱值6～9。

3.2 污水处理工艺提标改造选择的原则

城市污水处理厂的工艺选择需要考虑诸多因素，主要包括污水水质、设计规模、当地实际条件等。首先，在工艺选择时，所选工艺应先进、成熟、适应当地污水处理需求、运行效果稳定，且能够满足当地自然水体对排放出水的水质要求。比如：城市污水处理厂收集、处理的污水需要在判断其可生化性与工艺的匹配程度，污水的可生化性的判断标准是BOD5值与COD值的比值，当比值大于0.45时污水为可生化性高的一类污水，当比值在0.3～0.45之间时，污水为可生化的一类污水，当比值在0.25～0.3之间时，污水为难生化的一类污水，当比值低于0.25时，污水属于不宜生化的一类污水。可生化性越高的污水，越适合使用生物处理工艺，可生化性较低的污水，适合进行可生化性提高后使用生物处理工艺，不宜生化的污水则比较适合使用物理、化学工艺。其次，随着科学技术的不断发展，电气自动化成为我国工业产业的主流发展趋势，因此，污水处理厂中的处理工艺应当属于能够有效实现自动化控制、自动化管理的类型，满足后续污水处理厂可能的改造工作。然后，污水处理厂所选择的处理工艺应当充分考虑其性价比与当地实际情况的匹配度，尽可能选择成本低、效果高、与当地环境匹配的处理工艺，节约能耗和成本。最后，处理工艺要尽量选择不对周边环境造成过大影响的，尤其在气味、噪音、占地面积等方面进行要求。Z省D市的污水处理厂根据自身的实际需求进行选择，最终确定的处理工艺为水解酸化+A/O+二沉池+沉淀池+反硝化深床滤池+消毒接触，能够有效满足城市污水处理厂中工业废水比例超出50%的实际情况，并有效调节水质。

3.3 污水处理厂处理设备、设施改造

污水处理厂的处理工艺进行提标升级，满足处理工艺应用和发挥作用的硬件设备设施也同样需要进行提标改造，才能够满足污水处理厂的提标改造要求。

3.3.1 进水泵房及预处理环节的设备设施改造

为了应对和提高城市污水处理厂对于城市污废水排放量的承受能力，处理厂中的进水泵房和预处理环节必须扩大体量，提高泵机的配置，确保在每日污水达到峰值的情况下也能够正常运转。

3.3.2 生物反应池改造

生物反应池是城市污水处理厂中提高污水水质的主要环节，因此，在污水处理厂的提标改造中，生物反应池部分的改造十分重要。为了保证生物反应池的处理量和处理质量，一方面，要扩大生物反应池的容积，另一方面，要适当增加曝气设备、潜水搅拌设备、回流设备等满足处理工艺的设备。若采用活性污泥法等处理工艺，在增加曝气设备时，还需要同时考虑进水管、曝气头等配套设备的体量扩充，有效增加曝气通量。除此外，必要时需要考虑对生物反应池增设碳源添加的设备，补充进水碳源的不足，保证污水在生物反应池中的反映质量和效率，常用的碳源包括乙酸钠等。

3.3.3 二沉池改造

在污水处理厂中，二沉池部分是进行固液分离的重要环节，二沉池的体量需要跟随污水处理厂的实际处理体量来进行扩大，且二沉池的沉淀方式也需要根据生物反应环节出水的实际需求来进行改造。比如：Z省D市的污水处理厂一期建设中的二沉池环节为滗水设备，这种设备在排出上层澄清水的同时避免对下层污泥形成干扰，有效提高生物反应池的处理质量和处理效率。在污水处理厂处理规模提升的情况下，在斜板沉淀池、机械搅拌澄清池、辐流式沉淀池中，辐流式沉淀池更好管理，也能够与滗水设备进行有效匹配，受力结构也比较好，且便于机械自动化管理，缺点在于占地面积稍大。

3.3.4 消毒等深度处理环节改造

在二沉池之后，通常就进入到污水处理厂的深度处理环节，包括对出水的过滤、消毒、除臭，对污泥的脱水、减量等。在Z省D市原有的污水处理厂中，多介质过滤+离子交换处理技术是对出水进行深度处理的技术。在进行提标改造工程中，处理厂为了进一步实现对出水中氨氮、总氮部分的消除，最终选择了反硝化深床滤池，不仅能够实现进一步的脱氮，还能够实现深层过滤，有效提高污水处理厂的出水水质，使其满足国家对于一级A等出水的要求。后续的消毒、除臭等环节通常需要根据出水的实际情况进行选择，因为Z省D市污水处理厂所处理的污水中包含一部分工业废水，这部分工业废水的色度较高，为了在消毒的同时进行脱色，具有消毒和脱色双重功效的臭氧接触消毒更适合污水处理厂的选择。而在除臭环节中，考虑到污水处理厂在城市中所处的位置，和具体的臭气排放量，选择生物滤池除臭比较适合处理厂。因为其余的离子法、喷淋法、土壤除臭法都在臭气浓度方面有较为严格的要求。

4 结束语

城市污水处理厂的提标改造建设十分有必要，能够有效改善原有污水处理厂处理能力不足的问题，能够有效提高处理工艺与污废水实际处理需求之间的匹配度，能够有效降低城市污废水对周边环境的污染和影响，有效提高城市运行对环境的友好程度。城市污水处理厂是打造生态城市不可缺少的一环。

参考文献

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[4]陈雪爱.城市污水处理厂提标改造生产运行分析[J].福建建材，2020（01）：100-102.

收稿日期：2020-10-03

作者简介：陈刚亮（1988-），男，汉族，硕士研究生，中级工程师，研究方向为城市污水处理。