摘要：目前，我国城市化进程的加快及城市水资源的进一步紧缺，促使污水处理厂进行相应的建设，污水处理能力不断提高。但目前的污水处理工艺主要是以二级生物处理为主，该处理工艺能够很好地去除水中的有机物，对水中的氮磷等元素也有一定的去除效果，但同时也存在着整体去除率不高、氮磷去除率低、再生水回用率低、污泥处置效果差等问题。
关键词：城市污水处理厂；升级改造；工艺运行
1我国城市污水处理厂存在的问题
1.1总体污水处理能力低，污水处理设施地区分布不平衡
尽管近年来我国不断加大对城市污水处理厂的建设和升级改造，污水处理总量不断增加，但仍有不少城市没有污水处理设施。污水处理率虽有不小的提高，达到了85%，但相对于发达国家的95%仍有不小的差距。同时，由于我国经济发展的不平衡性，造成我国污水处理厂的建设具有很强的区域性，发展不协调，各省份之间具有很大差异。经济较发达的东部地区汇聚了我国近70%以上的污水处理厂和污水处理设施，中、西部地区仅有30%的污水处理厂和污水处理设施，尤其是西部地区，使原本生态脆弱和水容量小的水环境问题更加突显。
1.2污水处理厂符合率较低
目前，我国所投运的污水处理厂的平均负载符合率普遍较低，远没有达到国家要求的负荷高于60%的要求。另外，我国城市废水管网覆盖率低，污水处理设施落后，且大多数城市污水处理厂的设计规模远超实际需求，造成运行管理成本高等，导致城市污水处理设施低负荷运行。
1.3污水再生利用和污泥的再生率低
据《城镇排水统计年鉴》显示，我国再生水利用率仅为6.2%，与我国水资源贫瘠的现状严重相悖，再生水利用率仅为发达国家的十分之一。造成我国再生水利用率低下的主要原因在于再生水配送管网的建设难度大，铺设不到位，再生水定价低、成本高。虽然污水经过处理后达到了回用标准，却没有被利用起来，造成了很大的水资源浪费。在我国，有近一半的污泥采用填埋的方式进行处理，污泥的利用率仅为11%。污泥处理中存在的主要问题有负责单位不明确、监管不到位，相关标准缺乏等。
1.4污水处理设施脱氮除磷能力低
据资料显示，在我国已建成的污水处理厂中，仅有2043座污水处理厂具有脱氮除磷功能，这些污水处理厂出水水质执行一级A和一级B标准，日总处理能力达到了7200万吨，占全国城镇污水处理能力的56%。而剩余46%的污水处理厂的污水处理设施不具备脱氮除磷能力。近年来，随着我国对水环境问题的日益重视，环保力度进一步加强，需要对城镇污水处理厂的设备进行升级改造，尤其是早期建设的污水处理厂，水质已不能满足国家新颁布的执行标准。
2提标改造路径
2.1调整活性污泥工艺
我国污水处理厂使用的多为传统的活性污泥工艺，传统的活性污泥工艺对氮、磷的去除率极低，远低于国家排放标准。因此，对传统活性污泥工艺的改造主要是增加该工艺的脱氮去磷能力。在对处理工艺进行改造时，由于A2/O工艺、氧化沟及其变形工艺、倒置A2/O工艺、SBR及其变形工艺运行成本低和处理效果稳定，可作为提标改造的首选工艺。在脱氮除磷工艺中可采用新的技术，如反硝化除磷、同时硝化反硝化、短程硝化反硝化和厌氧氨氧化等。在具体的处理工艺中，A2/O处理工艺是在A2/O处理工艺中增加厌氧池改造而成，也是我国采用最为广泛的脱氮除磷工艺。该工艺具有构筑物简单、水力停留时间短、能耗低、设计经验成熟等优点，很好地实现了厌氧-缺氧-好氧的交替运行。故该工艺适用于原采用A2/O工艺的污水处理厂的提标改造。
在提高除磷的效率中，可采用倒置工艺。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆该工艺是在A2/0中减轻硝酸盐对厌氧池释磷的抑制改造而成。该工艺在前置的缺氧池中进行反硝化，去除硝态氮，具有微生物吸磷动力更强，反硝化优先获得碳源，脱氮能力增强，有机物去除率高等特点。
2.2活性污泥与生物膜复合工艺
活性污泥与生物膜复合工艺是在活性污泥工艺的反应区中投入填料，增加反应池中的生物量，从而提高系统的抗冲击负荷的能力。在城市污水厂提标改造中具有很好的适用性。该工艺兼具生物膜和活性污泥的双重优点，比改造之前具有更好的有机物和氨氮去除效果和更强的耐冲击负荷力。在该工艺中氧的利用率更高，污泥产量更少，管理更方便，适合于超负荷或不具备硝化能力的石化污水处理厂的提标改造，同时也适用于新建污水处理厂。
2.3增加化学除磷工艺
化学除磷是通过向污水中添加除磷药剂，使含磷固体悬浮物与除磷药剂发生化学反应，磷酸盐形成低溶解度磷酸盐化合物后形成较大的絮凝体，再利用固液分离技术从污水中去除絮凝体从而达到除磷目的。根据添加化学药剂位置的不同，将化学处理工艺分为前置除磷、同步除磷和后置除磷三种类型。由于前置除磷工艺是将化学物质添加到污水处理厂的初沉池或沉砂池的进水口，故该工艺适合对已建好的污水厂进行提标改造。也可在曝气池的进、出水口作为铝盐、铁盐或钙盐药剂的投放入口。再或者建设附加的水处理构筑物，将药剂投入在二沉池后。
2.4增加深度处理工艺
污水深度处理是使用物理化学处理法和生物处理法对二级处理水进一步去除污染物，使水质达到可回用程度。在污水深度处理中常使用的方法有砂滤法、混凝沉淀法、活性炭法、离子交换法等。该工艺处理污水效果显著，但费用开销较大，需要根据处理厂的具体情况来选择是否使用该工艺。目前在大型污水处理厂中常用的深度处理工艺有高效纤维池、连续流砂滤池和纤维转盘滤池。在这三种深度处理工艺中，高效纤维滤池是一种重力式的滤池代替石英砂滤池，是一种采用新型的纤维束软填料作为滤元，安装有专门调节纤维密度的设施，过滤效果很好，在升级提标改造中实用性很强。而利用逆流原理提出的连续流砂滤池工艺具有处理效果好、控制简单、使用寿命长等特点，改造后出水水质能够稳定在一级A标准。
2.5实现节能降耗的目标
我国当前污水处理存在非常高的能耗现象，但是从另一个角度讲，也存在更大的节能潜力。第一，应该对曝气量进行积极的控制。控制好曝气量是遵循污水处理厂运行的状态，遵循实际需求供气，严禁产生过度的曝气情况，减小污水处理能耗量。例如，可以通过按进水比例、溶解氧控制等方式进行良好的调节。按进水比例控制即为遵循气水比，依照进水量展开曝气量的调节；按溶解氧控制即为遵循溶解氧在线监测结果，按照提出的DO目标值对于曝气量实施调节。另外，还有采取曝气量智能控制系统以及低氧处理工艺等方式。第二，利用高效低耗处理技术，经科学的经济技术分析，采取最优的满足污水处理厂特点的高效低耗污水以及污泥处理技术。而且确保应用污水处理技术尽量为生物处理工艺，而且在前期试验期间，不会对于良好节能效果污水处理新技术产生妨碍。并且可以在处理污泥方面，应用厌氧消化技术，具有较大的回收利用优势；第三，注重更新高效的设备污水处理厂设备。城镇污水处理厂的升级改造期间，需要采取高效先进的设备，达到节约处理能耗的目标，尤其体现在高效的水泵以及电机和风机、大型的污泥处理设备等等，避免设备陈旧以及效率低的问题使得污水处理行业能耗较高的情况。
结论
我国不断的重视污水处理工作，在城镇污水处理厂升级改造期间，需要基于应用原有构筑物基础上，综合的考虑各种问题，包括进水水质以及节能降耗等等。应该使得所应用升级改造工艺具备科学性，并运行能够满足各种环境以及处理要求的方案，最终达到污水处理厂升级改造工程平稳运行以及高质高效的目标。
参考文献：
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[8]郝晓地，李季，曹达啟.MBR工艺可持续性能量化评价[J].中国给水排水，2016，32（7）：14-23.
论文作者:陈强
论文发表刊物:《基层建设》2018年第33期
论文发表时间:2018/12/20
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