浅析城镇污水处理提标改造工艺

佘争辉

（佛山市顺创环保科技有限公司，广东 佛山 528300）

随着经济的快速发展，城市化进程的加快，城镇污水的排放量持续增加，同时，污水中污染物的性质和含量也正逐步向复杂方向发展，因此，这对污水处理系统提出了新的要求。目前，部分城镇污水处理厂已不能满足现行的标准要求，所以，为了达到污水合格排放的目的，必须对污水处理厂进行提标改造。

1 我国水资源污染及处理现状

1.1 我国水资源的污染现状

改革开放以来，我国高度重视经济发展，却忽略了对环保工作的重视，导致环境污染问题日益严重，以及能源消耗持续增加。其中，水资源短缺的问题更为严重，这引起了社会各界的广泛关注。在这种严峻的形势下，水资源也受到了不同程度的污染，这更加剧了水资源短缺的现象。经调查数据显示，在我国42个城市44条河流中，有93%的河流受到了不同程度的污染，其中32.6%的河流污染非常严重。由此可见，我国的水资源污染十分严重。

1.2 污水处理现状

目前，我国的水污染不仅来自于工业废水，还有生活污水。经调查发现，近10年来，我国城镇的污水量以每年5%的速度增长。因此，对城市生活污水进行治理的问题具有重要意义。但由于我国城镇污水处理行业起步较晚，所以，仍落后于发达国家，不能满足实际需要。如果城镇污水处理厂的处理能力达不到要求，一些废水就会未经处理直接排放，从而造成河流污染，污染很容易，但治理起来就相当困难。而在实际的处理过程中，对于污水的净化要投入更多的时间、精力和资金。所以，为了有效解决当前污水处理能力不足的问题，就需要建设大量的基础设施，以提高污水处理厂的出水水质。通过不断地实践和研究表明，对已建的污水处理厂进行提标改造是解决这一问题最为有效的方法。

2 污水处理厂提标改造的必要性

目前，在我国许多城市中，由于排放的大量的工业废水或非法废水，导致在生物处理过程中，不可生物降解的污染物浓度有所增加，甚至出现了微生物中毒的现象。这主要是因为工业废水中重金属的含量较高，有机物难以降解。而当工业废水的浓度较高时，就会直接影响废水的处理效率。有研究分析表明，大多数城镇污水处理厂排放的污水都不能满足国家要求，指标参数也都存在一定偏差。还有一些污水处理厂，因自身的发展问题，处理的污水已不符合国家标准要求，也就更无法满足现行的污水处理要求[1]。因此，对污水处理厂的提标改造势在必行。

3 城镇污水处理系统面临的主要问题

3.1 合流制排水系统引发的冲击负荷

在城镇污水处理系统中，城市联合排水系统会产生较大的冲击负荷。这主要是因为，当雨水进入公共排水系统时，尤其是在年降雨量较大或集中的地区，会形成较大的冲击负荷，这样就会对污水处理厂产生一定的负面影响。而且，由于前期雨水中的杂质和污染物浓度较高，随着雨水的增加，排水管中的沉积物会进入污水处理厂，导致水量和SS（固体）的增加，这样就会严重影响负荷，进而影响废水处理的效果。此外，不合理的城市排水管理也会导致一些企业偷偷排放工业废水，最终导致水质恶化[2]。

3.2 工业废水的占比较大

如果工业废水比例较大或存在非法排放，可生物降解污染物的浓度会直接增加，这是因为工业废水中重金属和难降解有机物的含量较高。此外，当工业废水的浓度较高，以及同行业排放的废水量较大时，就会导致碳氮比不合适，从而直接影响了废水处理效率。

3.3 设备老化严重

当前，许多城镇污水处理厂年久失修，设备陈旧，时有故障发生。而且，其管理模式一般是处理设施归政府所有，相应的资源由主管部门承担，所以，就会出现一些管理部门对污水处理重视不够，资金投入不足的现象，导致不能对设备进行及时维护，也不能及时更新设备，致使许多设备长期超负荷运行，设备老化严重。所以，污水处理的效率一直达不到国家标准[3]。

3.4 处理要求和设备处理能力不匹配

在城市污水处理系统中，存在着处理要求和处理设备能力严重不匹配的现象。这主要是因为城市化进程的加快，导致人口数量增加，且污水量也会持续增长，而相关部门并没有从城市规划的角度来分析现有污水处理厂的需求。此外，在城市的发展过程中，水污染日益严重，所以，对于污水处理厂处理后的水质要求也越来越高。基于以上原因，现有的处理设施急需扩建和修复。

3.5 建厂初期调试不到位

在部分城市中，一些污水处理厂在建设初期并未进行预调试，导致在以后的运行中，出现了各种问题，就没有充分发挥出污水处理厂的作用。因此，在当前的城市发展中，不仅要建设污水处理厂，还要保证污水处理厂能长期、全面、稳定运行。如部分污水处理厂在投产后运行不稳定，水质不高，这在一定程度上就会增加运维成本，从而严重影响污水处理厂的经济效益和社会效益[4]。

4 污水处理厂提标改造工艺选择

4.1 提标改造原则

在污水处理厂的提标改造过程中，要根据水质的特点，合理选择高效同步的脱氮工艺，这是因为水质的变化对净化效果的影响最小，且经济可行。同时，还要选择先进的废水处理技术标准和程序。而根据污水处理厂所处的环境，要尽量选择节能、自动化程度高、使用寿命长、绿色无污染的设备；同时，也要尽量减少建设对污水处理厂运行的影响，并在改造的基础上要充分利用原有结构。

4.2 预处理改造

一般来说，流入污水处理厂的污水都是工业污水和生活污水。但随着我国工业的快速发展，工业废水的排放量持续增加，而一些环保意识较低的企业没有科学合理地处理废水，这就导致污水中碳、氮、磷的比例失衡，使废水的处理变得越来越复杂。同时，雨季的短降雨也会使污水处理变得更复杂，尤其是在污水处理厂运行水平较低的情况下。而影响水质的最重要的因素是悬浮物含量的明显增加和有机物浓度对负荷的影响，因此，为了减少这些影响，就要进行预处理改造，如要打开调节罐、储罐，或加强沉淀池的处理功能。而对于沉淀池的处理功能，一般是通过增加沉淀池的长度来改变水流，从而提高沉淀池的处理效率[5]。

4.3 生物处理改造

生活污水处理厂反应器的同步反硝化效果并不理想，这是因为大多数反应罐存在着碳含量不足、分布不均、老化和工艺设施维护等问题。导致反应池存在水力滞后、时间短，产磷量大，无法深度处理[6]。

4.3.1 核心处理构筑物同步脱氮除磷效果不理想

当前，城镇污水处理厂同时去除磷和氮的效果并不理想，主要是一些新建和运营的污水处理厂还在采用传统的活性污泥法或A1O法，所以，污水处理厂的脱氮效果并不理想，还会造成氮、磷进入污染水箱。需要说明的是，传统的活性污泥法一般适用于A210或氧化沟的脱氮除磷。

4.3.2 碳源不足

大多数污水处理厂都配备了启动池和与无机颗粒有关的有机物，但还是会导致各种的生物降解过程缺乏碳源，而且，也降低了已进入反应罐的微生物对生物体的吸收。此外，碳源的不均匀分布也会导致反硝化和磷释放之间的竞争，从而影响了反应池的处理效率。所以，为了填补碳源的空白，通常会将反应器内的碳源添加到流出物或者是挖掘内部碳源。其中，外部碳源会直接进入反应储罐，如甲醇、乙醇、醋酸等。但废水的内部碳源未被充分提取，增加了运行成本[7]。此外，污水处理厂还可以研究内部碳源，以减少第一个物理处理过程中可生物降解的有机物的损失，并充分利用废水中的碳源作为附加碳源。其最大的优点是可以减少土壤污染，满足近年来环保部门的节能减排要求。

4.3.3 处理设备老化

工艺设备老化主要是因为污水处理厂建设得较早，设备运行的时间较长。除了要不定期地维护外，废水处理厂还面临着许多问题，如废水腐蚀，废水处理效率降低等。所以，需要采用变频泵、微孔曝气器、脱水器等先进设备，这些设备运行灵活可靠，使用寿命长，自动化程度高，保证了污水处理厂的可靠运行。

4.4 深度处理

在实际的污水处理过程，如何科学合理选择深度处理技术主要是由深度处理的总体效率、运行成本和基础设施成本直接决定的。因此，选择合适的处理方法对于改善污水处理厂的水质非常重要。一般情况下，可根据进水水质和水量的要求，选择成本低、运行效果好、稳定性好、体积小、能耗低的洗涤工艺。而根据污水处理深度又可以分为三种类型：生物处理、膜处理和物理化学处理[8]。当前，大型城镇污水处理厂的深度净化已体现出良好的净化效果。此外，人工湿地深度净化技术也是一种典型的生物净化技术。其工艺过程是，在填料和水生植物的相互作用下，有效去除废水中的总磷和氮。

4.5 提标改造的典型技术措施

随着我国膜材料工艺的快速发展，污水处理厂已逐步实施膜分离技术。该技术作为一种新型的除磷技术，越来越受到人们的广泛关注。一般来说，膜材料的孔口可分为微滤器、过滤器、超滤器和反渗透。微滤器和超滤器主要用于去除聚合物颗粒和胶体，例如沉积的胶体，但有机物的去除率很低。所以，为了提高污水的处理效率，在污水深度处理阶段通常采用高吸附量的活性炭，以满足污水回用标准。而纳滤技术对有机物的去除效果良好[9]。近年来，该技术已被广泛地应用于饮用水软化、深度废水处理和回用。在实际应用中，膜分离技术的缺点是膜污染严重等问题，这严重影响了膜正常运行的稳定性。同时，由于膜更换频率的增加和膜运行成本的增加，以及膜污染的限制导致该技术的应用范围存在一定局限性。此外，该工艺的物理过程主要包括活性炭吸附和污泥沉淀过滤。其中，活性炭吸附主要是利用多孔活性炭通过分子力、化学键、静电等物理化学性质来吸附废水中的有机污染物[10]，以达到净化污水的目的。

5 结语

综上所述，为了满足当前城市污水的处理需求，城镇污水处理厂需要实施提标改造工艺。目前，国家对于环境保护越来越重视，且大多数城镇居民也充分认识到污水处理的必要性，由此可以看出，提升污水的处理效率将成为未来城市发展的重点工作之一。然而，我国城镇的污水处理由于受区域环境的影响，评价指标各不相同，水质的动态变化在参数确定和提取方面也有所不同。所以，在城镇污水处理提标改造中，要充分结合工程面积、原水水质、原水处理工艺等因素进行研究，只有这样才能充分发挥出污水处理系统的应用效果，才能使污水进行“层层清洗”，最终实现污水的达标排放。同时，在城镇污水处理厂的提标改造过程中，还要有效调整各种参数因素，以满足提标改造指标的要求，从而为城市的长期可持续发展奠定良好基础。