城镇污水处理厂提标改造的工艺探讨

熊键

摘要：城镇污水处理厂在净化城镇污水、削减水中污染物方面起到了重要作用，但其自身也因为处理后污水集中排放，成为向环境排放污染物的重要污染来源。提标改造是污水厂未来发展的方向。本文主要针对城镇污水处理厂提标改造过程中主要涉及的指标以及对应的思路和工艺进行探讨。

关键词：污水处理；提标改造；指标；工艺

城镇化的不断推进改善了我国人民的生活质量，但同时也造成了一定程度的环境污染。我国城镇污水排放量不断增长，污水处理厂数量亦随之逐年增加，其排放的污染物总量也呈现出上升态势，对城市及自然环境形成了不可忽视的威胁。有限的环境容量向我国城镇的污水处理厂污染物排放的总量提出了更高的要求。推進城镇污水处理厂提标改造、进一步削减城镇污水处理厂污染物排放工作是我国实现全面建成小康社会目标、坚决打赢防污治污攻坚战的重要保障，也是我国平衡经济发展和环境保护的重要途径，还是改善我国城乡人居环境、增强人民获得感的重要措施。

一、城镇污水处理厂提标改造的必要性

根据国务院颁布的《水污染防治行动计划》的要求，“到2020年，全国水环境质量得到阶段性改善，污染严重水体较大幅度减少，饮用水安全保障水平持续提升”，“到2020年，长江、黄河、珠江、松花江、淮河、海河、辽河等七大重点流域水质优良（达到或优于Ⅲ类）比例总体达到70%以上，地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10%以内”。城镇污水处理厂是水环境污染物的重要集中来源。目前，部分城镇污水处理厂由于建设时间早，污水处理技术及标准要求无法达到的国家最新标准要求，需要进行提标改造，使出水指标达到相关目标要求。提标改造是对城镇污水处理厂进行优化设计，在尽量少改动的前提下，提高污水处理能力，使出水达到更高的标准要求。

二、城镇污水处理厂提标改造的工艺设计

（一）基本要求

提标改造设计方案应充分考虑现有污水处理基础设施针对性提出，充分分析现有设备的局限，充分挖掘现有污水处理设备的潜能。同时，应对现行技术指标进行认真研究，包括进水量、污泥年龄、沉降性能等，实现“低投入、高产出”效果。

（二）主要指标

按照排放标准从原来的《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准提升为一级A标准要求，城镇污水处理厂的提标改造需要关注的主要的指标讨论如下：

1.化学需氧量及生化需氧量。从一级B到一级A标准，出水化学需氧量需要从60mg/L降低至50mg/L，大多数城镇污水处理厂可以通过工艺运行参数调整实现；而生化需氧量则需要从20mg/L降低至10mg/L，对于城镇污水处理厂整体运行则提出了更高的要求，如果仅通过运行参数调整难以达到要求，则需靠考虑结合其他指标增加后续设备或构筑物进一步进行处理。

2.总氮及氨氮。从一级B到一级A标准，出水总氮需要从20mg/L降低至15mg/L，需要加强原有污水处理体系中缺氧池反硝化能力；而氨氮则需要从8（15）mg/L降低至5（8）mg/L，这需要进一步加强污水处理体系中硝化反应强度，如增加曝气强度、延长曝气时间等，或在后续增加曝气生物滤池等工艺，增强整体对氨氮的进一步去除。

3.总磷。从一级B到一级A标准，出水总磷需要从1mg/L降低至0.5mg/L，在运行过程中可通过增加厌氧池停留时间、优化厌氧池回流比等操作来进一步优化除磷效果，也可以通过后续增加投加混凝剂化学除磷方式实现。出水总磷指标优化，化学除磷过程中同时对SS的去除有一定帮助。

4.悬浮物。从一级B到一级A标准，出水悬浮物指标需要从20mg/L降低至10mg/L，这对于大部分城镇污水处理厂来说是难以通过调整现有运营参数，而需要增加滤池等工艺方能实现。

（三）工艺路线

城镇污水处理厂提标改造主要包含水力系统改造、工艺方案优化及设备更新等几个方面，其中改造工艺方案为核心内容，常见的提标改造思路的有包括以下几种。

1.优化运营参数

对于污水生化处理比较好的厂区，如果其排放指标已经接近国家提出的一级A指标，则可以充分利用现有设备设施，通过调整曝气时间、水力停留时间、污泥回流比等参数，对工艺参数进行优化调整，使出水水质进一步达到相关标准要求。例如对于氧化沟工艺，可以根据实际需求来适当调整曝气时间及曝气强度使硝化得到加强，并调节污泥回流比将污泥浓度控制在合理的范围内，提升污泥活性的反硝化作用强度；对于CASS或SBR工艺，可以灵活调整水处理的运行周期时间，如通过增加曝气时间增强对生化需氧量、氨氮的去除率，通过增加CASS池缺氧区水力停留时间以强化反硝化作用从而增强总氮去除率，通过增加静置时间提高悬浮物去除率等[1-3]。

2. MBR工艺

MBR即膜生物反应器，是将膜分离技术与活性污泥技术进行融合的一种现代化污水处理技术，对于污水处理厂出水的化学需氧量、生物需氧量、氨氮、悬浮物等指标都能有效改善。该方法占用空间小、自动程度高、且资源利用率高、水质稳定，但建设投资较高，运行维护较为复杂，适用于对出水要求较高的厂区或者土地资源紧张的区域。该工艺目前已经成为老厂提标改造方案选取的重要工艺。

3.滤池过滤工艺

滤池包括过滤包括砂滤池、滤布滤池、曝气生物滤池等，可有效去除悬浮物、总磷等，并对生化需氧量有一定的去除能力。该技术成熟、投资较低、运营较为简单。对于原已运行较好，仅总磷、悬浮物等指标需要提升的城镇污水处理厂，增加滤池是较为经济有效的思路。

4.其它深度处理技术的应用

污水深度技术处理是提标改造的新发展方向。它主要是通过采用物理处理、化学处理、生物处理等方式来实现污水的深度处理，进一步去除水中污染物，可实现污水处理后回用等更高的标准要求。当前，常用的污水深度处理方法包括混凝沉淀、离子交换、膜处理、高级氧化等[4]。

三、结束语

提标改造是未来城镇污水处理厂发展的重点所在。我国城镇污水厂所处位置、环境、工艺特点、进水水质、水量的变化情况各不相同，提标改造工艺思路应全盘考虑，充分参考各地成功经验，并结合各自实际情况确定。

参考文献：

[1]刘亦凡，陈涛，李军.中国城镇污水处理厂提标改造工艺及运行案例[J].中国给水排水，2016，32 （16）：36-41.

[2]钱爕强.城镇污水处理厂提标改造的若干问题探讨[J].绿色环保建材，2016 （11）：208+210.

[3]叶海明.污水处理厂提标改造关键影响因素及工艺选择[J].化学工程师，2012，26 （03）：43-46.

[4]郭强.城市污水处理厂升级改造工艺及运行研究[D].西安工业大学，2018.