城鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)改造的工藝探討

熊鍵

摘要：城鎮(zhèn)污水處理廠在凈化城鎮(zhèn)污水、削減水中污染物方面起到了重要作用，但其自身也因?yàn)樘幚砗笪鬯信欧?，成為向環(huán)境排放污染物的重要污染來(lái)源。提標(biāo)改造是污水廠未來(lái)發(fā)展的方向。本文主要針對(duì)城鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)改造過(guò)程中主要涉及的指標(biāo)以及對(duì)應(yīng)的思路和工藝進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：污水處理；提標(biāo)改造；指標(biāo)；工藝

城鎮(zhèn)化的不斷推進(jìn)改善了我國(guó)人民的生活質(zhì)量，但同時(shí)也造成了一定程度的環(huán)境污染。我國(guó)城鎮(zhèn)污水排放量不斷增長(zhǎng)，污水處理廠數(shù)量亦隨之逐年增加，其排放的污染物總量也呈現(xiàn)出上升態(tài)勢(shì)，對(duì)城市及自然環(huán)境形成了不可忽視的威脅。有限的環(huán)境容量向我國(guó)城鎮(zhèn)的污水處理廠污染物排放的總量提出了更高的要求。推進(jìn)城鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)改造、進(jìn)一步削減城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放工作是我國(guó)實(shí)現(xiàn)全面建成小康社會(huì)目標(biāo)、堅(jiān)決打贏防污治污攻堅(jiān)戰(zhàn)的重要保障，也是我國(guó)平衡經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的重要途徑，還是改善我國(guó)城鄉(xiāng)人居環(huán)境、增強(qiáng)人民獲得感的重要措施。

一、城鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)改造的必要性

根據(jù)國(guó)務(wù)院頒布的《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》的要求，“到2020年，全國(guó)水環(huán)境質(zhì)量得到階段性改善，污染嚴(yán)重水體較大幅度減少，飲用水安全保障水平持續(xù)提升”，“到2020年，長(zhǎng)江、黃河、珠江、松花江、淮河、海河、遼河等七大重點(diǎn)流域水質(zhì)優(yōu)良（達(dá)到或優(yōu)于Ⅲ類）比例總體達(dá)到70%以上，地級(jí)及以上城市建成區(qū)黑臭水體均控制在10%以內(nèi)”。城鎮(zhèn)污水處理廠是水環(huán)境污染物的重要集中來(lái)源。目前，部分城鎮(zhèn)污水處理廠由于建設(shè)時(shí)間早，污水處理技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)要求無(wú)法達(dá)到的國(guó)家最新標(biāo)準(zhǔn)要求，需要進(jìn)行提標(biāo)改造，使出水指標(biāo)達(dá)到相關(guān)目標(biāo)要求。提標(biāo)改造是對(duì)城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，在盡量少改動(dòng)的前提下，提高污水處理能力，使出水達(dá)到更高的標(biāo)準(zhǔn)要求。

二、城鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)改造的工藝設(shè)計(jì)

（一）基本要求

提標(biāo)改造設(shè)計(jì)方案應(yīng)充分考慮現(xiàn)有污水處理基礎(chǔ)設(shè)施針對(duì)性提出，充分分析現(xiàn)有設(shè)備的局限，充分挖掘現(xiàn)有污水處理設(shè)備的潛能。同時(shí)，應(yīng)對(duì)現(xiàn)行技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行認(rèn)真研究，包括進(jìn)水量、污泥年齡、沉降性能等，實(shí)現(xiàn)“低投入、高產(chǎn)出”效果。

（二）主要指標(biāo)

按照排放標(biāo)準(zhǔn)從原來(lái)的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)提升為一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)要求，城鎮(zhèn)污水處理廠的提標(biāo)改造需要關(guān)注的主要的指標(biāo)討論如下：

1.化學(xué)需氧量及生化需氧量。從一級(jí)B到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，出水化學(xué)需氧量需要從60mg/L降低至50mg/L，大多數(shù)城鎮(zhèn)污水處理廠可以通過(guò)工藝運(yùn)行參數(shù)調(diào)整實(shí)現(xiàn)；而生化需氧量則需要從20mg/L降低至10mg/L，對(duì)于城鎮(zhèn)污水處理廠整體運(yùn)行則提出了更高的要求，如果僅通過(guò)運(yùn)行參數(shù)調(diào)整難以達(dá)到要求，則需靠考慮結(jié)合其他指標(biāo)增加后續(xù)設(shè)備或構(gòu)筑物進(jìn)一步進(jìn)行處理。

2.總氮及氨氮。從一級(jí)B到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，出水總氮需要從20mg/L降低至15mg/L，需要加強(qiáng)原有污水處理體系中缺氧池反硝化能力；而氨氮?jiǎng)t需要從8（15）mg/L降低至5（8）mg/L，這需要進(jìn)一步加強(qiáng)污水處理體系中硝化反應(yīng)強(qiáng)度，如增加曝氣強(qiáng)度、延長(zhǎng)曝氣時(shí)間等，或在后續(xù)增加曝氣生物濾池等工藝，增強(qiáng)整體對(duì)氨氮的進(jìn)一步去除。

3.總磷。從一級(jí)B到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，出水總磷需要從1mg/L降低至0.5mg/L，在運(yùn)行過(guò)程中可通過(guò)增加厭氧池停留時(shí)間、優(yōu)化厭氧池回流比等操作來(lái)進(jìn)一步優(yōu)化除磷效果，也可以通過(guò)后續(xù)增加投加混凝劑化學(xué)除磷方式實(shí)現(xiàn)。出水總磷指標(biāo)優(yōu)化，化學(xué)除磷過(guò)程中同時(shí)對(duì)SS的去除有一定幫助。

4.懸浮物。從一級(jí)B到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，出水懸浮物指標(biāo)需要從20mg/L降低至10mg/L，這對(duì)于大部分城鎮(zhèn)污水處理廠來(lái)說(shuō)是難以通過(guò)調(diào)整現(xiàn)有運(yùn)營(yíng)參數(shù)，而需要增加濾池等工藝方能實(shí)現(xiàn)。

（三）工藝路線

城鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)改造主要包含水力系統(tǒng)改造、工藝方案優(yōu)化及設(shè)備更新等幾個(gè)方面，其中改造工藝方案為核心內(nèi)容，常見(jiàn)的提標(biāo)改造思路的有包括以下幾種。

1.優(yōu)化運(yùn)營(yíng)參數(shù)

對(duì)于污水生化處理比較好的廠區(qū)，如果其排放指標(biāo)已經(jīng)接近國(guó)家提出的一級(jí)A指標(biāo)，則可以充分利用現(xiàn)有設(shè)備設(shè)施，通過(guò)調(diào)整曝氣時(shí)間、水力停留時(shí)間、污泥回流比等參數(shù)，對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，使出水水質(zhì)進(jìn)一步達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。例如對(duì)于氧化溝工藝，可以根據(jù)實(shí)際需求來(lái)適當(dāng)調(diào)整曝氣時(shí)間及曝氣強(qiáng)度使硝化得到加強(qiáng)，并調(diào)節(jié)污泥回流比將污泥濃度控制在合理的范圍內(nèi)，提升污泥活性的反硝化作用強(qiáng)度；對(duì)于CASS或SBR工藝，可以靈活調(diào)整水處理的運(yùn)行周期時(shí)間，如通過(guò)增加曝氣時(shí)間增強(qiáng)對(duì)生化需氧量、氨氮的去除率，通過(guò)增加CASS池缺氧區(qū)水力停留時(shí)間以強(qiáng)化反硝化作用從而增強(qiáng)總氮去除率，通過(guò)增加靜置時(shí)間提高懸浮物去除率等[1-3]。

2. MBR工藝

MBR即膜生物反應(yīng)器，是將膜分離技術(shù)與活性污泥技術(shù)進(jìn)行融合的一種現(xiàn)代化污水處理技術(shù)，對(duì)于污水處理廠出水的化學(xué)需氧量、生物需氧量、氨氮、懸浮物等指標(biāo)都能有效改善。該方法占用空間小、自動(dòng)程度高、且資源利用率高、水質(zhì)穩(wěn)定，但建設(shè)投資較高，運(yùn)行維護(hù)較為復(fù)雜，適用于對(duì)出水要求較高的廠區(qū)或者土地資源緊張的區(qū)域。該工藝目前已經(jīng)成為老廠提標(biāo)改造方案選取的重要工藝。

3.濾池過(guò)濾工藝

濾池包括過(guò)濾包括砂濾池、濾布濾池、曝氣生物濾池等，可有效去除懸浮物、總磷等，并對(duì)生化需氧量有一定的去除能力。該技術(shù)成熟、投資較低、運(yùn)營(yíng)較為簡(jiǎn)單。對(duì)于原已運(yùn)行較好，僅總磷、懸浮物等指標(biāo)需要提升的城鎮(zhèn)污水處理廠，增加濾池是較為經(jīng)濟(jì)有效的思路。

4.其它深度處理技術(shù)的應(yīng)用

污水深度技術(shù)處理是提標(biāo)改造的新發(fā)展方向。它主要是通過(guò)采用物理處理、化學(xué)處理、生物處理等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)污水的深度處理，進(jìn)一步去除水中污染物，可實(shí)現(xiàn)污水處理后回用等更高的標(biāo)準(zhǔn)要求。當(dāng)前，常用的污水深度處理方法包括混凝沉淀、離子交換、膜處理、高級(jí)氧化等[4]。

三、結(jié)束語(yǔ)

提標(biāo)改造是未來(lái)城鎮(zhèn)污水處理廠發(fā)展的重點(diǎn)所在。我國(guó)城鎮(zhèn)污水廠所處位置、環(huán)境、工藝特點(diǎn)、進(jìn)水水質(zhì)、水量的變化情況各不相同，提標(biāo)改造工藝思路應(yīng)全盤考慮，充分參考各地成功經(jīng)驗(yàn)，并結(jié)合各自實(shí)際情況確定。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉亦凡，陳濤，李軍.中國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)改造工藝及運(yùn)行案例[J].中國(guó)給水排水，2016，32 （16）：36-41.

[2]錢爕強(qiáng).城鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)改造的若干問(wèn)題探討[J].綠色環(huán)保建材，2016 （11）：208+210.

[3]葉海明.污水處理廠提標(biāo)改造關(guān)鍵影響因素及工藝選擇[J].化學(xué)工程師，2012，26 （03）：43-46.

[4]郭強(qiáng).城市污水處理廠升級(jí)改造工藝及運(yùn)行研究[D].西安工業(yè)大學(xué)，2018.