城镇污水处理厂工艺升级改造分析探讨
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摘要：我国很多污水厂面临技术改造与升级。本文针对城镇污水处理厂升级改造中面临的问题，对污水水质、工艺选择、节能降耗等问题进行分析与探讨，并结合实际升级改造工程案例进行阐述。
关键词：污水处理厂;升级改造;工艺
中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）04-00-02
Abstract：Any sewage plants in China are facing technical transformation and upgrading. In view of the problems faced in upgrading and renovation of municipal wastewater treatment plants， this paper makes an analysis and Discussion on the quality of wastewater， process selection， energy saving and consumption reduction， and elaborates on the actual upgrading and renovation project cases.
Keyword：Sewage treatment plant;Upgrade and transformation;Technology
隨着城镇化的速度加快，环境污染问题随之出现。环境污染问题直接影响着人民的生活，同时也影响经济的发展。目前，我国约有县级以上城镇污水处理厂2500多座，但能稳定达到一级A排放标准的污水厂只有20.7%。如此的现状，和人民群众对生活环境的要求，在这样的压力下，污水处理厂升级改造势在必行。
1 污水厂升级改造思路
污水处理厂的升级改造主要是从以下三个方面来考虑，工艺改造、设备改造和水力改造。我国污水处理行业能耗高的重要原因是污水厂设备的陈旧和使用效率低，污水厂设备运行的是否良好，直接会影响污水处理的效率和出水水质，设备的改造有助于提高污水厂运行的稳定性、降低能耗。在升级改造过程中特别是提升水泵、除砂系统、风机、电机、自动化仪表、在线监测等设备的选用，必须使其在运行过程中保持高效。污水处理厂的工艺类型是污水厂的关键，是保证水质的主要措施，适宜的工艺也是保证各项设备良好运行的关键，通常在污水厂升级改造中，工艺的改造是最常用的方法。水力改造是将处理构筑物中流量分配不均、短流或者溢流情况的改善，是辅助工艺改造和设备改造的手段。
2 工艺选择
污水处理厂的关键是工艺的选择，不同的工艺对污水处理的效果不同，污水处理厂工艺的升级改造是改善污水厂出水水质的关键，相比新建污水处理厂，已建成的污水处理厂升级改造，工艺选择问题相对复杂，主要考虑投资、原有构筑物利用程度、工艺灵活性、运行稳定性和能耗、处理效率等。目前在工艺改造中主要采用的有化学除磷、生物脱氮除磷和深度处理等工艺。
2.1 化学除磷
污水厂针对工艺的升级改造中，要去除污水中的总磷，一般采取化学去除或者生物去除。生物除磷是运行费用较低，利用微生物吸附磷的作用，将污水中的有机磷转化为无机磷，并同微生物一起从污水中去除。而采用化学除磷方法时，需要建设微絮凝池，在絮凝池中投放化学药剂，使药剂与污水中的磷进行有效反应，进而生成难溶解盐类，从而实现污水中磷的去除。还有是利用金属盐或者聚合物等化学药剂，利用他们的化学作用及凝聚作用，产生具有凝聚颗粒，进一步沉淀达到除磷的效果。一般通过化学处理单元实现污水厂升级改造方法简单易行，既能保证出水达标，又容易控制。不足之处在于增加了一部分运行费用。广东深圳市某污水厂在20世纪80年代开工建设，整个工期分三成。一、二期中采用的传统的活性污泥法，三期工程中采用了AB法，整个污水厂的升级改造中，对原有的A段工艺进行改造，采用了化学除磷技术，达到了良好的效果。
2.2 生物脱氮除磷
氮、磷是污水中重要的污染物，根据不同的污水水质情况某一污水厂工艺侧重不同，而随着水污染现象更为严重，同时脱氮除磷的要求也越来越高。目前在工艺改造中主要以生物脱氮除磷技术为主。主要采用以下几种工艺、构筑物的改变来实现生物脱氮除磷。（1）双污泥系统，是在传统的活性污泥法基础上增加生物膜硝化池，使其不依赖于原有的缺氧池、厌氧池和好氧池。为微生物提供更好的脱氮除磷生长环境，克服原有技术的泥龄短、碳源不足的问题，进而实现高效的生物脱单除磷;（2）以生物膜工艺结合活性污泥技术，在已建好的曝气池中添加生物载体填料，以形成活性污泥和生物膜为主的生物处理工艺，增加了曝气池内的生物量，提高个了整个工艺的硝化性能，改善了系统的抗冲击符合能力，而且并未明显增加投资。（3）增加反应区容积或者调整反应区容积，在普通曝气池外增加厌氧、缺氧区或者将曝气池分隔成厌氧、缺氧和好氧区，将其改造成为A2/O 工艺、改良 A2/O 工艺、倒置 A2/O 工艺等，进而实现生物脱氮除磷。目前在我国A2/O 工艺及其变种工艺在脱单除磷工艺中占据了50%以上的市场，是城镇污水处理工艺最为常用和成熟的工艺。但在实际的工程中，需要根据水质的不同，去除污染物主次的目标选择适合的工艺[1]。山东省青岛市某污水处理厂分2期建设，最大处理规模为日处理20万t，一期工程为日处理10万t，对其改造的目标是提高总磷、总氮和氨氮的去除率，其改造方法是改变生物池结构及运行方式，采用了A-A2/O法对已有的污水厂进行改造，在外部增设了HRT为1h的污泥浓缩缺氧池，增加了厌氧段污泥浓度，同时减少了污泥回流量，实现了污水厂出水总氮、氨氮、COD一级A的标准。
2.3 深度处理
污水深度处理主要是在原有工艺基础上增设新的处理设施，以提高污水处理后的水质，目前主要采用的技术有吸附、混凝、沉淀、气浮、消毒、膜技术等措施。对于常规的城镇污水厂来说，目前大部分执行的是一级B标准，正在进行一级A标准的升级改造，这个改造的难度较大。需要增加三级处理工艺，可以提高SS、有机物、氨氮的去除。在改造过程中增设直接的过滤并不能去除水中的磷，需要投加药剂，进而产生了建设沉淀池的投资费用。改造后的污水处理厂主要采用微絮凝过滤法，既能节省沉淀投资，又简化了整个工艺流程，而且对SS、有机物、总磷的去除。 河北邯郸市某污水处理厂日处理规模为20万t，采用的工艺为氧化沟，经过对其工艺的改造，在原有的基础上在二沉池后增设了Biogradex 技术，提高了SS的截留率，满足了出水要求[2]。江苏无锡惠山某污水处理厂分两期建设，两期工程共有的污水处理能力为2.5万t/天。改造后的工艺为混凝沉淀-转盘过滤-紫外消毒，以此作为二级出水的深度处理，重点去除SS和TP，相比传统的工藝，该工艺提高了出水稳定效果，保证了抗冲击负荷，节省占地面积，而且运行操作简单。江苏镇江市某污水处理厂处理后的废水收纳水体为太湖，如不稳定达标排放，排入的废水对太湖的水质将会产生一定的影响，该水厂设计规模为4万t/天，因此对其进行了工艺技术的改造，采取的主要技术方案为强化生物处理、滤布过滤、紫外消毒等深度处理工艺。污水厂改造后各项常规指标均能满足一级A排放标准。青岛市黄岛区某污水处理厂升级改造，由于对污水厂处理能力和污水排放标准的提高，对环境保护提出更高要求等原因，导致污水处理厂出水水质不能稳定达标，需进行改扩建，改扩建工程规模为 4×104m3 / d。污水处理厂的改扩建工程充分利用原有的设备及 A2O 工艺基础上，增加深度处理段，深度处理工艺包括反应沉淀和纤维转盘滤池组合工艺，进一步提高 SS 和 TP 的去除率。
3 结语
环境治理工作是我国日益重视的问题，水资源污染和短缺是我国的现实问题，因此，污水处理程度的要求不断提高是现实的必然发展趋势，所以很多污水厂将会面临升级改造的问题。污水处理厂的升级改造在前期的规划设计阶段，应充分考虑在原有建筑构筑物的基础上，结合实际的进水水质、能耗和安全稳定运行等问题，综合考虑选择合理的改造措施。使得所应用的升级改造技术方案具有科学性，并且能够满足多种环境和不同处理要求，以保证升级改造后的工程能够高效、低耗、安全稳定的运行。
参考文献
[1]杨勇，王玉明，王琪等.我国城镇污水处理厂建设及运行现状分析[J].给水排水，2011，37（8）：35-39.
[2]高云.关于城市污水处理厂升级改造的探讨[J].化工管理，2018（30）：179-180.
[3]牛莉萍.城镇污水处理厂工艺升级改造分析探讨[J].能源与节能，2015（01）：118-120.
[4]刘晓惠.浅析城市污水处理厂升级改造[J].广东化工，2016，43（11）：176+173.
收稿日期：2019-01-20
作者简介：付腾飞（1986-），男，汉族，大学本科，中级工程师，研究方向为环境工程与环境影响评价。
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