山西省污水处理厂提标改造工艺探究

刘志宽

(山西省环境工程设计院，山西 太原 034000)

引 言

当前我国的城镇污水处理工作虽然取得了一定的成果，但由于环保形势日趋严峻，污水处理的环保标准也逐渐提升，因此污水处理厂的日常工作难度也变得越来越高，很多污水处理厂都开始出现出水水质不达标的情况，而要想在这一背景下保证城镇污水处理达标，对于污水处理厂的提标改造以及对各种新污水处理工艺的引入显然是十分必要的。

1 山西污水处理厂基本概况

山西省作为我国最具代表性的资源型缺水地区之一，其境内水土流失问题十分严重，包括污水处理在内的各项水环境治理问题都面临着十分艰巨的任务，虽然在前些年，山西省各级政府都提高了对污水处理工作的支持力度，并以“污水处理厂县县有”为目标，完成了多个城镇污水处理项目的建设，但由于近几年省内工业污水中重金属、难降解有机物、SS的占比持续升高，各类废水的污染物含量情况也存在较大差异，因此在现有污水处理技术的支持下，出水水质仍然很难完全达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》中规定的相关指标[1]。基于这一现状，山西省有关部门自2011年开始再次对城镇污水处理工作提出了新的要求，并针对省内污水处理厂的提标改造展开了具体规划，经过近十年的努力，目前山西省119个县(市、区)的城镇污水处理厂基本均实现了设施稳定运行，日污水处理能力及出水水质达标率(一级A标准)也有了较大提升，而这也为山西省污水处理厂提标改造工作的持续推进创造了良好的基础。当然，目前山西省各城镇污水处理厂的出水水质达标率尚未达到100%，据第三方水质检测机构提供的报告显示，山西省各城镇污水处理厂的出水水质达标率基本维持在98%左右，未来各城镇污水处理厂的提标改造工作仍然有待进一步完善[1-2]。

2 污水处理厂改造必要性

污水处理厂的提标改造简单来说就是通过新污水处理工艺应用、先进污水处理设备引进等手段，对污水处理厂进行整体改造，以实现污水处理技术水平及出水水质达标率的有效提升。从目前来看，山西省各城镇污水处理厂虽然在建设、改造过程中取得了不错的成效，但从总体上来看，其在污水处理工作中仍然面临着不少的问题。首先，山西省各城镇污水处理厂在污水集中方面大多都采用了合流制排水系统，这类排水系统虽然能够将各类工业污水、生活污水有效集中起来，但在雨水汇入阶段却很容易形成冲击负荷，并直接导致雨季进水水量过高、污水中杂质过多、SS含量过高、泥沙大量淤积、排水管道损坏等一系列的问题，而这对于污水的集中高效处理显然是十分不利的[2]。其次，山西省境内高污染排放工厂较多，相比于其他省份，工业废水在污水总量中所占比例较高，再加上部分企业存在违规偷排情况，因此污水处理厂在进行污水处理问题时，经常会出现难降解污染物浓度过高、微生物中毒等问题，这同样会给污水处理带来很多麻烦。另外，山西省在城镇污水处理厂建设方面起步较早，很多污水处理厂的设备在长期高负荷运行、维护管理不到位的情况下，都已经出现了不同程度的损坏、老化，并直接影响到了污水处理厂的正常运行，而这也是污水处理厂继续提标改造的又一重要原因[3-4]。

3 污水处理厂提标改造工艺

3.1 低碳源的改造

在污水处理过程中，碳源与生物除磷、异养菌代谢、反硝化等污水处理环节的效果直接相关，当前山西省不少污水处理厂来水碳氮比过低，在面对氮磷含量相对较高的工业污水时，很容易出现碳源消耗过大、浓度不足的情况，进而直接影响到出水水质，使污水厂总氮无法达标。针对这一问题，未来山西省城镇污水处理厂还需从低碳源改造入手，一方面在污水处理系统中安装预处理单元，并对A2O工艺、原水重复利用、BAF后续深度处理、多级AO等各种工艺技术进行合理应用，以实现对剩余污泥的有效利用，开发更多的内碳源来弥补当前碳源的不足；而在另一方面，则需要加大对廉价商业碳源的购入量，并在污水处理系统中设置碳源添加装置，通过对醋酸钠、甲醇等外碳源的补充来满足污水处理过程中的碳源需求，避免碳源浓度不足等问题的发生。

3.2 低温的改造

山西省位于我国中部，属于中纬度内陆地区，在气候类型上属于温带大陆性季风气候，虽然具有着四季分明、雨热同步的气候特点，但由于南北气候与冬夏季气温差异都比较大，因此很多污水处理厂仍然面临着一定的低温问题，如果不能够做好对低温问题的控制，那么就很可能会导致微生物大量死亡、活性降低等一系列问题，并对污水处理效果造成直接影响。为此，未来山西省各城镇污水处理厂还需密切关注当地气温变化情况，并根据实际气温情况来适当采取保温提温措施，或是对mbbr工艺进行改造，以降低低温对污水处理的影响。

3.3 脱碳除磷效果改造

由于近年来工业污水中氮磷含量越来越高，目前山西省很多地区都出现了较为严重的水体富营养化问题，对此前山西各城镇污水处理厂还需积极引入脱氮除磷新工艺，通过对DEPHANOX工艺、A2NSBR工艺、同时硝化反硝化等技术的灵活应用，实现对污水处理系统的脱碳除磷效果改造。例如通过对DEPHANOX工艺的应用，可有效解决除磷系统的反硝化碳源不足问题，降低系统的能源(曝气)消耗效果，而通过对A2NSBR工艺的运用，则可以保证较高的氮磷去除率，并保证脱碳除磷效果的稳定性。

山西省当前各城镇污水处理厂正处于提标改造的关键阶段，虽然在出水水质达标率等方面都有了较大的提升，但未来对于污水处理系统的提标改造仍然具有着很高的必要性，而要想实现对提标改造工作的继续推进，则需要在低碳源改造、脱碳除磷效果改造等方面对新污水处理工艺进行有效应用。