摘要：以某已建污水处理厂为研究对象，结合城市发展规划，对已建工艺处理单元、出水水质等进行分析，对已建和新增工艺处理装置单元的提标改造、扩建方案进行论证。最终确定改造后污水处理厂的工艺流程为：预处理+改良氧化沟+絮凝沉淀+转盘过滤+二氧化氯消毒。经过改造后污水厂出水水质可达到一级B标准。
关键词：提标改造；改良氧化沟；絮凝；沉淀；转盘过滤
1.前言
随着国家环保要求不断提高，对各河流断面及污水厂处理后排入水体的水质要求不断提高，现有污水厂的扩容提标改造工作亟待实施。本文对某城市污水处理厂提标改造方案进行论述。
2.工程概况
某已建污水处理厂位于城区东南部，服务范围为主城区，工程建设规模为2万吨／d，污水处理工艺采用CASS工艺，设计出水标准为一级B标准。于2006年7月投入使用，项目建成以来运行较为正常，厂区出水基本可以达标排放。随着国家进一步加大对排污单位的治理力度，要求所有已经建成投入使用的污水处理厂必须完成一级A改造。本污水厂原设计出水水质要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中一级B标准，无法满足一级A标准要求，同时由于城区的发展，污水量逐月增加，因此污水厂急需扩建二期工程并对已建污水厂进行升级改造。
根据城市发展规划，污水厂升级改造后总规模为4万吨/日，其中升级改造工程规模为2万吨/日，新扩建工程规模为2万吨/日，出水水质执行一级A标准。
3.污水处理工艺论证
3.1一期改造工程方案论证
污水厂升级改造的方案种类也有多种。从大的方面可以分为三类：
第一类核减生物池规模的工艺方案。其缺点主要在于需要现状污水处理厂生物池处理能力减少，若保持原来的处理规模，需要新建生物池及深度处理单元，污水厂需扩大厂区用地面积，建设费用也较高。在新老工艺管道系统连接时需要厂区单个处理序列短时间停止工作。
第二类生物池挖潜工艺。主要通过在生物池内增加填料，提高生物池内的微生物浓度以达到强化脱氮的目。该改造工艺的优点在于无需新建生物池，只需对现有生物池进行曝气、填料改造，整体建设费用较低。该种工艺改造方案的缺点在于改造受生物池池型影响较大，较为适用于矩形池体；需要对生物池池体进行改造，因此改造的生物池将长期停用；改造后的生物池出水多携带大量的脱离生物膜，大量非活性细小的悬浮物使得二沉池出水SS增加。
第三类采用硝化反硝化深度处理单元改造工艺。目前带有脱氮功能的深度处理工艺主要有曝气生物滤池（BAF）及连续流动床过滤。曝气生物滤池的运行较为繁琐，自动化要求高，反冲洗效果不好，滤料易板结，处理效果受进水影响很大，抗冲击负荷能力弱。同时曝气生物滤池设计滤速较低，因此池型较大，投资费用较高；出水SS偏高。
连续流动床过滤（活性砂）只能实现反硝化功能且运行费用较高，易出现出水中的COD超标情况。
本污水处理厂生物池采用CASS工艺，采用增加生物填料的方式改造起来难度较大，且因其没有明确的缺氧区，因此改造后反硝化效果提高有限。
在CASS工艺基础上增加反硝化生物滤池的运行效果较为稳定。但是其存在运行繁琐，自动化要求高，同时曝气生物滤池设计滤速较低，因此池型较大，投资费用较高。
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对生物池处理能力进行核减，对于本工程而言，原厂采用CASS工艺，生物池本身缺少缺氧段，通过核减生物池处理规模，增加缺氧时段的方式可以适当提高总氮去除效率。同时考虑到本项目包含扩建二期工程，采用核减一期生化池处理能力可以节约投资，运行方便。
综上所述，本工程升级改造拟对现有一期生化池核减规模，同时将其进行改造，强化脱氮功能，而对二期扩建部分应采用具有强化脱氮除磷功能的生物处理工艺。
3.2 二期新建工程方案论证
污水处理一般包括预处理、一级处理、二级处理（生化处理）、三级处理（深度处理）四个阶段，工艺设计过程中应根据进出水水质要求选择适当的处理工艺。
根据污水处理厂进水水质及出水水质要求，考虑到进水主要是生活污水，水量和水质波动较大，因此污水处理工艺必须采用采用预处理、具有脱氮除磷功能的二级生物处理和深度处理才能达到设计要求。因此，污水处理的总体工艺流程包括预处理段、二级生物处理段、深度处理段。
（1）预处理工段
污水预处理是污水进入传统的沉淀、生物等处理之前根据后续处理流程对水质的要求而设置的预处理设施。本项目为二期扩建工程，现状粗格栅可以满足4万吨/天的水量要求，所以本次仅新建二期细格栅及沉砂池。
由于本次设计污水中主要为生活污水，污水中油类含量较低，不存在除油问题，综合比较上述沉砂池，旋流沉砂池具有占地小，除砂效果好，投资省，同时考虑到现有一期工程采用了旋流沉砂池，目前运行效果良好，二期工程采用与一期工程相同的工艺更利于管理，因此本污水处理厂沉砂池选择旋流沉砂池。
（2）二级处理工段（生化处理）
本次新建二级处理工段采用改良氧化沟工艺增加厌氧缺氧段，具有脱氮除磷效果好、工艺流程简单、占地面积小、能耗较低、污泥产量少、机械设备量少、维护量少、运行管理方便简单，运行费用低、投资较省的优点，而且抗冲击能力较强。
（3）三级处理工段（深度处理）
污水经生化处理后出水一般难以达到一级A标准，为确保出水稳定达标，还需对生化处理出水进行深度处理，以进一步降低BOD5、COD、SS等指标，使出水水质达标准。
本次设计以“混凝沉淀＋过滤”技术为主。针对目前县城级别规模的污水厂的处理工艺，结合其水质情况，本次絮凝段采用具有混合效果较好、设备简单、投资小等优点的微絮凝工艺。
本工程混凝阶段采用不受水量波动的影响机械混合，受水量变化和水力条件改变影响较小的机械反应池；沉淀阶段选用占地面积小，处理效率高，出水水质稳定的斜板沉淀池；过滤阶段选用过滤效率高、占地面积小的的纤维转盘滤池。
现状污水厂采用二氧化氯对污水厂的尾水进行消毒，已建消毒设备可满足远期4万吨/d，无需改造。
4.结论
根据上述二级污水处理工艺、深度处理工艺、消毒工艺进行比选，最终确定的工艺方案如下：
（1）一期工程二级污水处理工艺流程：
原污水 → 粗格栅（一二期共用）→ 提升泵池（一二期共用）→ 细格栅（一期已建）→ 旋流沉砂池（一期已建）→ CASS池（一期改造）→ 一级B出水
（2）二期工程二级污水处理工艺流程：
原污水 → 粗格栅（一二期共用）→ 提升泵池（一二期共用）→ 细格栅（二期新建）→ 旋流沉砂池（二期新建）→ 改良氧化沟（二期新建）→ 二沉池（二期新建）→ 一级B出水
（3）污水深度处理工艺流程：
一、二期一级B出水 → 二次提升泵站（一二期共用）→ 絮凝沉淀池（新建）→ 纤维转盘滤池（新建）→ 二氧化氯消毒池（新建）→ 一级A出水排放
原污水处理厂经过上述改造后出水水质可达到一级A标准要求，满足处理后达标外排的标准，对提高城市水环境质量，提高人民生活水平有重要意义。
参考文献
[1]张自杰，顾夏声等.排水工程（第四版）.中国建筑工业出版社 2006.p
[2]室外排水工程设计规范（GB50014）.中华人民共和国国家标准.
[3]城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918）.中华人民共和国国家标准.
论文作者:曾芳,代志光
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/7
标签：污水论文; 污水处理论文; 生物论文; 工艺论文; 二期论文; 水质论文; 滤池论文; 《建筑学研究前沿》2018年第17期论文;