隨著(zhù)城市水環(huán)境綜合治理的需求，污水處理廠(chǎng)一級A標準全面推行，而提標改造工程的工藝的合理選擇將直接關(guān)系到工程投資和運行成本，并影響污水廠(chǎng)高效低耗、安全穩定運行。

　　那么如何合理地進(jìn)行工藝選擇？設備工藝如何設計改造？

　　本文從實(shí)際工程出發(fā)，總結國內污水廠(chǎng)一級A排放標準提標改造的工藝設計特點(diǎn)，討論了污水廠(chǎng)出水提標至一級A標準的技術(shù)手段，分析了深度處理工藝主要構筑物選型及特點(diǎn)，并對污水廠(chǎng)未來(lái)發(fā)展方向提出了建議。

　　城市污水處理廠(chǎng)發(fā)展

　　城市污水處理廠(chǎng)的發(fā)展主要經(jīng)歷了三個(gè)階段。

　　第一階段：以去除懸浮物、較大顆粒物為主的一級污水廠(chǎng)，處理工藝一般為沉砂池、初沉池，該類(lèi)污水廠(chǎng)主要建于20世紀初期，對污水中BOD5、SS的去除率分別約為30%與50%，目前一級污水廠(chǎng)僅在特殊情況下采用或作為更高級污水廠(chǎng)分期建設的第一階段。

　　第二階段：以生物處理為主體二級污水廠(chǎng)，即一般在預處理的基礎上新增曝氣反應池和二沉池，該類(lèi)污水廠(chǎng)在20世紀50年代以后得到快速發(fā)展，可去除水中可生物降解的有機物、懸浮固體以及部分營(yíng)養物質(zhì)（氮、磷）等，尤其是對污水中COD、BOD的去除率分別可達到80%與90%。

　　二級生物處理主要包括活性污泥法（AO工藝、AAO工藝、氧化溝OD工藝以及SBR工藝等）和生物膜法（生物濾池等），目前兩者共同覆蓋了我國城鎮污水處理設施主體工藝的90%以上。

　　第三階段：以“混凝-沉淀-過(guò)濾”深度處理工藝為代表的三級污水廠(chǎng)，該類(lèi)污水廠(chǎng)在20世紀60年代末開(kāi)始建設，至90年代逐漸得到重視，主要用來(lái)進(jìn)一步去除污水中剩余的懸浮固體，氮、磷等營(yíng)養物質(zhì)以及其它微量有機物，三級污水廠(chǎng)出水大大降低了污染負荷，對于控制水體富營(yíng)養化，改善水環(huán)境質(zhì)量具有重要意義。城市污水處理廠(chǎng)工藝流程如圖所示。

　　污水處理廠(chǎng)的提標改造

　　統計資料顯示，截至2016年底，我國已累計建成污水處理廠(chǎng)共3 552座，出水水質(zhì)執行一級A標準比例約為27%。隨著(zhù)水污染的防治力度的加大，部分地區制定了嚴格的地方標準，將排入地表水體N、P等污染物的排放限值規定進(jìn)一步接近或達到地表Ⅳ類(lèi)水體水質(zhì)。但結合我國實(shí)際發(fā)展情況，大部分地區還應以一級A標準為污水處理的主要目標，因地制宜地實(shí)施污水處理廠(chǎng)的升級改造。

　　通常污水廠(chǎng)水質(zhì)提標時(shí)，可能存在已建生物反應池脫氮除磷能力可能不足，二級生物處理本身較難保證出水SS、TP及TN同時(shí)達到一級A標準等問(wèn)題。需采取強化二級生物處理工藝或增加深度處理工藝的方法進(jìn)行提標改造，確保污水廠(chǎng)出水水質(zhì)達到一級A標準。例如TN，需要進(jìn)行生物反應池改造強化生物脫氮，同時(shí)增加后置反硝化脫氮工藝和碳源補充措施等。在實(shí)際工程應用中，應結合不同地區污水處理廠(chǎng)運行的實(shí)際情況、污水廠(chǎng)實(shí)際進(jìn)出水水質(zhì)分析等，因地制宜，合理地進(jìn)行工藝選擇。

　　淮安經(jīng)濟開(kāi)發(fā)區污水處理廠(chǎng)擴建及提標改造工程

　　一級A提標改造工藝選擇

　　在傳統的生物脫氮除磷工藝中，污水中氮的去除通過(guò)有機物氧化、氨化、硝化和反硝化過(guò)程實(shí)現，認為硝化與反硝化兩個(gè)過(guò)程相對獨立。但是，在實(shí)際工程應用中，同一反應池中生物脫氮與生物除磷過(guò)程易受各種因素影響（包括溫度、pH、碳源、溶解氧、污泥齡、混合液或污泥回流比等），并相互制約，很難同時(shí)獲得較高的生物脫氮、生物除磷效率。因此，在污水廠(chǎng)提標改造時(shí)，對現有二級生物處理工藝脫氮除磷效率進(jìn)行分析，深入挖掘傳統工藝脫氮除磷能力，減少后續工藝流程長(cháng)度，是十分必要的。

　　在實(shí)際工程應用中，若要進(jìn)行生物脫氮或生物除磷，一般要求進(jìn)水BOD5/TKN＞4或BOD5/TP＞17，保證碳源充足；若要同步脫氮除磷，由于污水生物脫氮與生物除磷之間存在碳源競爭，所需C/N、C/P值更高。因此，碳源不足可能成為限制生物脫氮除磷效率提高的關(guān)鍵因素。隨著(zhù)厭氧氨氧化、短程硝化反硝化和反硝化除磷等新型生物脫氮除磷工藝研究的應用，污水處理過(guò)程中的碳源、能源消耗可大大減少，但上述工藝在國內實(shí)際工程應用的還較少。因此，現階段我國污水處理廠(chǎng)提標改造工藝設計的一般原則仍然是優(yōu)先生物脫氮，強化生物除磷、輔助化學(xué)除磷，同時(shí)宜考慮碳源補充措施。

　　一級A提標改造工藝設計與改造

　　已建處理單元改造

　　（1）初沉池改造

　　污水廠(chǎng)中初沉池主要用來(lái)降低懸浮固體的含量，保證后續生物處理系統的正常運行，但另一方面，初沉池對碳源也有一定比例的去除（BOD的去除率為25%~40%），造成污水廠(chǎng)生物反應池進(jìn)水碳源不足問(wèn)題更加突出，影響生物脫氮除磷效率。目前，針對污水廠(chǎng)已建初沉池，結合具體工程條件，若需要進(jìn)行改造，一是將初沉池改為厭氧區或（預）缺氧區，增加生物反應池水力停留時(shí)間；二是利用初沉池污泥發(fā)酵產(chǎn)生VFA（揮發(fā)性脂肪酸），充分利用內部碳源，提高系統脫氮除磷效果。研究表明，初沉發(fā)酵池宜在進(jìn)水BOD5 /TN偏低（BOD5/TN＜4）、SS/BOD5偏高（SS/BOD5＞1.2）時(shí)設置，可有效提高生物系統的污泥活性，減少外部碳源投加量。

　?。?）生物反應池改造

　　在提標改造工藝設計時(shí)，應結合現狀水質(zhì)分析，按設計進(jìn)出水水質(zhì)對已建生物反應池池容進(jìn)行復核。通過(guò)技術(shù)改造，充分發(fā)揮二級生物處理功能，提高生物脫氮除磷效率。目前，已建生物反應池改造常用的方法有：①調整功能分區，若已建生物反應池容積基本滿(mǎn)足要求，可通過(guò)新增土建隔墻或結合初沉池改造的方式，將原池內各段分區進(jìn)行調整，或改為倒置AAO工藝、五段Bardenpho工藝、UCT工藝等；②MBBR工藝改造：即一般在優(yōu)先保證厭、缺氧區容積的條件下，通過(guò)好氧區投加懸浮填料富集微生物，實(shí)現活性污泥法與生物膜法聯(lián)用，保證二級生物處理效果，該方法比較適用于用地限制、不增加反應池容積的老廠(chǎng)改造；③擴容減量改造，通過(guò)核減已建生物反應池處理規模，減小負荷、延長(cháng)水力停留時(shí)間，同時(shí)另外新建生物反應池滿(mǎn)足污水處理水量要求。

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編輯：王媛媛