城镇污水处理厂一级A提标改造工艺策略探讨李莹雪

建设科技∣37智慧水务建设科技CONSTRUCTIONSCIENCEANDTECHNOLOGY2018年12月下总第374期1引言近年来，我国城镇化步伐不断加快，伴随而来的是污水排放量与日俱增。与此同时，所面临的水环境污染问题日益突出。资源型缺水与水质污染型缺水相互叠加，城镇污水处理厂一级A提标改造工艺策略探讨*[摘要]随着城镇污水处理厂尾水排放标准日益严苛，尤其是对出水氮、磷指标要求的提高，国内城镇污水处理厂的提标改造势在必行，改造工艺的选择是众多设计人员将面临的严峻问题。本文介绍了污水处理厂一级A提标改造的基本原则与措施。从污水处理工艺改造角度概述了国内现有城镇污水处理厂一级A提标改造的技术措施和方法，以供城镇污水处理厂提标改造工程参考。[关键词]城镇污水处理厂；提标改造；脱氮除磷ProcessStrategiesforUpgradingandReconstructionofUrbanSewageTreatmentPlantforFirstLevelACriteriaLiYingxue1,LvZhen2,LiYaozhong1,LiJuanhong1,GuanFuzheng1,JiZhen1(1.InstituteofPharmaceuticalandEnvironmentalEngineering,ChangzhouVocationalInstituteofEngineering,Changzhou213164,Jiangsu;2.ChangzhouDrainageAdministration,Changzhou213017,Jiangsu)Abstract:Withtheincreasinglystrictofsewagedischargestandardofurbansewagetreatmentplant,especiallyfortheimprovementofdischargestandardofnitrogenandphosphorus,theupgradingandreconstructionofurbansewagetreatmentplantisimperative.Howtochoosethetreatmentprocesshasbecomethechallengesforthetechnicians.ThebasicprinciplesandmeasuresonupgradingandreconstructionofurbansewagetreatmentplanttomeetfirstclassAstandardsofGB18918-2002havebeenintroduced.Thetechnicalmeasuresonprocessmodificationofurbansewagetreatmentplanthavebeensummarizedtoprovidereferencetothesimilarprojects.Keywords:urbansewagetreatmentplant,upgradingandreconstruction,nitrogenandphosphorusremoval致使城市缺水问题日益严峻，城市污水的集中处理成为水污染治理的当务之急。20世纪末我国建成的城镇污水处理厂主要限制的排水指标有COD、BOD5和SS，排放标准执行《城市污水处理厂污水污泥排放标准》DOI:10.16116/j.cnki.jskj.2018.24.006*基金项目：江苏省高职院校青年教师企业实践培训（项目编号：2018QYSJ004）38∣建设科技总第374期建设科技智慧水务(CJ3025-93)，这几项指标限值尚不如《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的二级标准严格。随着污水处理厂出水排放标准普遍由原来的GB18918-2002的二级标准上升到一级A标准甚至更高，除控制COD、SS、NH3-N等出水指标外，还增加了TN、TP等限制指标[1]。因此，20世纪末建成的大量污水处理厂的旧有处理工艺已经达不到处理要求，对旧有处理工艺的改造将成为城镇污水处理厂今后一段时间的主要工作。2城镇污水处理厂一级A提标改造基本原则与措施2.1城镇污水处理厂一级A提标改造基本原则改扩建项目不同于新建项目，必须与现状相结合才能确定合理、具体的设计方案。一般城镇污水处理厂一级A提标改造的实质在于结合污水处理厂工程现状，对现有污水处理厂不进行大规模改、扩建的同时，通过改造主体工艺或增建处理设施，提高排放水质。包括以下内容：一是根据一级A标准中排放水质要求进行主体工艺改造；二是在主体工艺改造过程中，需要对相应设施条件进行改造。在一级A提标改造过程中，城镇污水处理厂改造一般需遵守以下设计原则[2]：（1）对城镇污水厂的运行进行整体分析，选用经济可行的工艺方案，降低工程投资和运行管理费用，简化运行管理流程，使出水达到一级A排放标准。（2）以城镇污水处理厂运行过程中积累的现有参数（进水量、污染物特征、污泥沉降性能、污泥龄等）作为一级A提标改造的设计参数。（3）在一级A提标改造过程中改造工程应尽量利用原有的土建、设备和管线，提标以优化现有的运行模式为主；扩建以主体工艺处理为主，充分利用原有公共设施。改造过程中尽量不干扰现有工艺的运行，确保污水处理厂不停产、不减产等。2.2城建污水处理厂一级A提标改造措施目前，城镇污水处理厂的一级A提标改造主要包括水力优化、工艺改造和设备改造[3]。其中，工艺改造是污水处理厂一级A提标改造的重点。工艺改造的措施通常是强化脱氮除磷和增加深度处理，最终目标是使污水厂出水中的污染物如氮、磷等指标达到GB18918-2002一级A排放标准。3城镇污水处理厂一级A提标改造工艺策略3.1二级处理工艺改造策略污水处理厂二级处理工艺改造的策略主要有[4]：（1）新增内回流系统：将好氧区内混合液回流至缺氧区，供缺氧区反硝化细菌利用混合液中的硝酸和亚硝酸离子进行反硝化脱氮。（2）对反应区进行扩容：通过在普通曝气池外增设厌氧、缺氧区，可以将活性污泥法改造为A2/O（Anaerobic-Anoxic-Oxic，厌氧-缺氧-好氧）工艺以及A2/O的变型工艺，以达到脱氮除磷目的。（3）调整反应区容积：将生反池分隔出厌氧、缺氧和好氧区，升级处理工艺。（4）双污泥系统：增建生物膜法硝化池，使之独立于活性污泥法厌氧、缺氧和好氧池之外，克服单活性污泥法存在的泥龄、碳源等矛盾，实现脱氮除磷的目的。3.1.1SBR及其改良工艺在污水厂一级A提标改造中的应用江伟民等[5]根据处理规模为5.5×104m3/d朱砖井污水处理厂现状，提出针对进水“低碳高氮磷”特点的“周期循环活性污泥法（CyclicActivatedSludgeSystem，CASS）反应池的改造和混凝反应+活性砂滤池深度处理方案”，并增加碳源投加装置，改造后出水水质优于一级A标准。邓伟斌等[6]以广东一处理规模12×104m3/d污水处理厂为例，介绍改污水厂的提标改造方案。该厂的主体工艺采用周期循环活性污泥工艺(CyclicActivatedSludgeTechnology，CAST)，改造时对CAST池池型进行改造，明确厌氧、缺氧、好氧三大功能区，以增加污泥回流比，同时在二级处理工艺后采用滤布滤池进行深度处理，并新增紫外消毒池，改造后工艺出水水质优于GB18918-2002一级A标准。段存礼等[7]以青岛一设计规模5×104m3/d的污水处理厂为例，介绍污水处理厂在一级A提标改造时将基于SBR发展起来的工艺间歇式循环延时曝气活性污泥法（IntermittentCycleExtendedAeration，ICEAS）改造成ICEAS/MBBR组合工艺，采用微絮凝/连续流砂过滤深度处理工艺，最终使出水水质达到GB18918-2002的一级A标准。3.1.2氧化沟工艺在污水处理厂一级A提标改造中建设科技∣392018No.24李莹雪等：城镇污水处理厂一级A提标改造工艺策略探讨*智慧水务的应用汪文丽等[8]以尚湖镇污水处理厂提标改造扩建工程为例，指出扩建改造工程分两期建设，一期和二期的设计规模均为0.5×104m3/d，扩建改造过程中将原有曝气池工艺改造成水解酸化与奥贝尔（C-Orabel）氧化沟结合的主体工艺，并增加混凝沉淀、过滤深度处理工序。聂守田等[9]等以主体工艺采用氧化沟的西安市泾渭新城污水厂为例，介绍提标改造工程经验。该厂处理规模为5×104m3/d，改造过程中对氧化沟进行厌氧段、缺氧段、好氧段空间划分，氧化沟之后增加BAF曝气生物滤池工艺以及高密度沉淀+转盘滤池深度处理工艺。韦帮森[10]以设计规模8.0×104m3/d、原主体工艺采用普通氧化沟的宿州市城南污水处理厂为例，介绍一期工程的提标改造经验。改造过程中新建分点进水厌氧-好氧-缺氧活性污泥法（改良AOA工艺），将二级处理变成AOA+氧化沟工艺，增加碳源投加系统，同时增加纤维转盘过滤+二氧化氯+化学除磷深度处理工序，改造后工艺出水水质可以达到GB18918-2002一级A标准。3.1.3A/O工艺在污水处理厂一级A提标改造中的应用孙颖等[11]介绍宜兴一设计规模1.5×104m3/d的污水处理厂，将原有曝气池改造成A/O池（缺氧/好氧池），并在好氧池中投加悬浮填料，改造后采用水解-A/O-絮凝沉淀工艺，使出水水质达到GB18918-2002的一级A标准。杨少斌等[12]以处理规模为15×104m3/d，主体工艺采用厌氧池+双沟半交替工作式氧化沟系（DE氧化沟）工艺的西安第二污水处理厂为例，介绍其改造过程中的工艺流程。工程设计过程中考虑利用原有工程占地，新建多段多级AO池+终沉池，与原有主体工艺并行处理污水，并增加微絮凝过滤深度处理工序，改造后出水水质达到GB18918-2002一级A标准。刘建威等[13]介绍处理规模为4×104m3/d的眉山市污水处理厂（一期）在不改造原曝气生物滤池主体工艺基础上，将初沉池划分出一块区域，改造成混凝沉淀+AO生物澄清池，将原有两级曝气生物滤池中的第二级其中一半改造成反硝化生物滤池，改造后总出水水质由改造前的GB18918-2002的一级B标准提升至一级A标准。3.1.4A2O及其改良工艺在污水处理厂一级A提标改造中的应用在污水厂一级A提标改造过程中，一般优先选择A2/O及其变型工艺[14]。若以去除氮优先，可采用倒置A2/O工艺；若要减少回流污泥对除磷的影响，可以采用A-A2/O工艺；如果是以去除磷为主要目的，可以采用多点进水倒置A2/O工艺。钱静[15]等介绍了一二期设计总规模为30×104m3/d的合肥市王小郢污水处理厂的提标改造工程设计经验。提标改造工程将原氧化沟工艺改造成A2/O工艺，划分出独立的缺氧区和好氧区，经反硝化过滤+脱色和消毒深度处理后，出水水质可以达到一级A排放标准。侯学勇等[16]介绍山东一处理规模4×104m3/d的污水处理厂，改造前主体工艺采用倒置A2/O处理工艺，出水执行GB18918-2002一级B标准。提标改造过程中增设水解酸化池、设置硝化液内回流比例，并新增模块化深度处理系统，改造后出水水质达到GB18918-2002一级A标准。王永磊等[17]介绍山东一设计规模20×104m3/d的污水处理厂原二级处理主体工艺采用双沟交替式氧化沟，但由于设备老化、运行管理问题，导致生化处理段无法实现缺氧、好氧交替运行过程。一级A提标改造过程中通过增加导流墙、硝化液回流等措施，将氧化沟改造成A2/O工艺，采用V型高效纤维滤池深度处理和化学除磷工序，使出水水质达到GB18918-2002一级A标准。刘岩等[18]以位于无锡太湖新城的一污水厂为例，介绍工程改造经验。该厂一期处理规模为5×104m3/d，二期工程在一期工程基础上进行提标和扩建工程，主体工艺采用一期的多点进水倒置A2/O工艺，深度处理采用微絮凝过滤，并辅以加药除磷，扩建后处理规模达15×104m3/d，出水指标达到国家一级A排放标准。刘科军等[19]以处理规