城市污水处理厂升级改造工程设计与运行效果

城市污水处理厂升级改造工程设计与运行效果

梁垒张兴邓新国

梁垒张兴邓新国

武汉长江仪器自动化研究所有限公司湖北武汉430000

摘要：随着我国水资源的日益稀缺，为了节约水资源，提高水资源的利用率，污水处理已成为国家环境保护的重要组成部分。在我国污水处理行业持续发展中，污水日渐成为了水污染的一个关键性来源。由于污水往往具有成分复杂、高有机物含量、深色泽、降解难等特点。这些条件的存在使得传统的生活化污水处理法无法实现预期的处理效果。因此，有必要对城市污水处理厂的升级改造工程实施设计并详细进行分析。鉴于此，文章针对城市污水处理厂升级盖子工程设计和运行效果进行了详细的分析与论述，旨在可以为相关业界人士提供有价值的借鉴与参考。

关键词：城市污水处理厂；升级改造；工程设计；运行效果

前言

当前时期，我国社会经济日新月异的飞速发展，有关部门也强化对城市基础设施建设的投入力度。作为一项重要的基建设施，污水处理厂承担着生活污水、农业污水以及城市工业废水排放的责任，并且在城市经济发展与生态环境的改善等方面扮演着重要的就是。如今，随着城市化进程的持续加快以及城市的迅猛发展，使得城市污水排放总数量与日俱增，在一定程度上已经超出了污水厂的处理负荷，加之一些污水厂中有一些问题存在，如高故障率、高能耗、工艺技术滞后、设备老化等，最终致使污水处理厂的出水水质达不到具体标准。此种情况在一定程度上使城市生态环境的可持续发展备受影响，与此同时，也使城市日常生活出现很多的不方便。所以，有关部门需要升级、改造当前的污水厂，并利用合理、科学的方式对设计方案进行制定，一起能够成功将污水处理厂的出水水质进行提升，最后保证污水处理厂实现综合效益最大化。

1工程概况

本文以某个污水处理厂为例进行相关阐述，此污水处理厂始建于2013年，整个海沧投资区为实际流域，约有170km2的流域面积，20万的规划服务人口数量，并且拥有10万m3/d的处理规模，约有9.18hm2的厂区占地面积。改进型活性污泥法二级生化处理工艺为污水处理厂中使用的具体工艺，并使用无加家强生物脱氮除磷举措，没有对尾水实施消毒，应用机械方式对污泥进行浓缩脱水，经过处理后的污泥需要运走并进行填埋。下图1为具体的工艺流程图，生物池在改造之前分成了两个系列，每个系列又分成了两组，每个组均由六座矩形池组成，

其矩形池的面积为长（16.4m）×宽（16.4m）×高（10m），HRT为15.5h。

图1工艺流程图

2改造工程的必要性、意义

原来的污水处理厂所设计的出水水质符合《污水综合排放标准》（GB8978-1996）二级标准要求，除此之外，天津市位于华北平原的下游地区，以及河道聚集的入海口，城市得到了迅速的发展，这也是水体污染物总量始终持续升高而不降低的一个原因，如今环境容量已日趋饱和。所以，想要将此种情况进行有效缓解，则需要应用对污水处理厂升级改造的方式，进而使生态环境得以有效改善。当完成此工程建设之后，城市污水降低了对附近环境以及大沽排污河的污染程度，既从观感上显著改善了大沽排污河的水体，也持续改善了环境功能，此外，也有效的保护了城区水源、下游的水源和农田灌溉，并且也辅助其他污水厂顺利建成并运行，正在逐步恢复这些已经被严重污染和破坏的生态环境。

3污水处理厂改造方案研究及具体方案

3.1进水水质分析

依照2017年的具体测量数据以及前面的分析，污水处理厂进水中的一些高浓度污染物源自东孚垃圾填埋场直接排放的渗滤液。为此，应用了MBR工艺对填埋场渗滤液处理设施实施了相应的改造。此外，由于填埋场的处理量接近饱和状态，要进行封场，当结束封场之后，外面的水将无法成功入渗到垃圾堆体中。当完成渗滤液设施改造以及填埋场封场之后，在一定程度上会降低海沧污水处理厂进水污染物的冲击负荷。然而，污水处理厂进水污染物浓度的大波动也不全为垃圾渗滤液所引发的，其中也涵盖了其他污染源的影响，在对改造工程的水质进行确定时，需要进行全面而又综合的考虑。

3.2设计出水水质

按照污水达标排放的具体原则，污水处理厂进水水质指标不应超出《污水综合排放标准》、《污水排入城市下水道水质标准》。

3.3升级改造工艺流程

①污水处理厂之前的设计为此次改造预留了生物除磷脱氮的有利条件：生物处理池的HRT很长，约为15.5h，留有缺氧、厌氧区的容积；较容易形成缺氧、好氧等反应区，每一组生物池是由六座单独的反应池通过串联方式形成的，并将潜水曝气机设置在内部，然后将潜水曝气机的进气阀关闭，这样就形成了单独格间的缺氧和厌氧区域。

②现如今，污水处理厂进水BOD5/TP、BOD5/TN，使生物脱氮除磷的要求得以满足，有很好的出水水质，除了粪大肠菌、TP、TN外，其余的其他指标都符合了一级B标准。

③同步硝化-反硝化是生物处理系统具有的显著特性，而通过潜水曝气机运行而形成的缺氧区具备稳定性特点，曝气机是此项目生物池曝气所应用的技术，它运转时，水池中的混合液形成了竖向旋流，当水流上升后同曝气进行混合从而形成了一定的氧区，当水流降低时同气体分离，这时缺氧区就形成了。缺氧区固定、潜水曝气机运行稳定所以控制起来就很容易，在去除TN时发挥着巨大的作用。此次升级改造中的关键任务是对生物除磷脱氮进行强化，同时增加单独的相关设备、缺氧区和厌氧区。在保证出水水质稳定达标的基础上，对当前现有条件和设施进行充分利用，从而使工程改造更加简单。最后，确定升级改造方案应用A2/O生物除磷脱氮工艺，为了便于运行和管理，应对不同的进水条件进行处理，特别是在进水污染物冲击负荷较大时，保证出水达标，经过改造后的工艺操作具备了良好的灵活调控力。此工艺主要应有了两种运行方式，一般而言，在特殊条件下，应有A2/O工艺，若进水TN远远超过设计值时，可向A/O工艺进行切换。此外，利用对潜水曝气器内回流点和入口开关的改变，能够很好的调节好氧区、厌氧区、缺氧区的容积比。

3.4填料曝气工艺

相比于其他工艺，活性污泥法具有低投资、低运行费用、运行稳定、强适应性、简单等优点，然而，因自身特点的制约，使得曝气池混合液有低污泥浓度，且相比于生物膜法等其他工艺，它的污泥负荷较低，并且也会增加生物反应池的体积。现如今，增加单位体积的微生物量成为了污水处理厂升级改造研究的重点技术方案，以此使混合液污泥浓度获得提升。填料曝气工艺是将生物填料与活性污泥工艺有效结合，在生物膜中形成良好的互补、厌氧、缺氧、好氧环境，形成同步硝化反硝化的生物反应器。此工艺利用了微生物密度高、温度影响小、生物膜法生成周期长的特点，结合了活性污泥法工艺简单、适应性强、操作管理方便、运行稳定等优点，改善了污水水质，减少了占地面积，在改造工程用地少的情况下较为适用。当前在我国一些城市污水处理厂中已经应用了此种工艺，其具备了良好的出水效果。

结束语

总而言之，高耗能、低工作效率等依旧是当前城市污水处理工作进行中存在的问题，从而使城市发展进度受到一定的制约。所以，想要使城市的发展环境良好，最佳途径就是将城市污水处理厂升级改造工程设计工作做好，也就是在推广升级改造方案时，此工程应用在A2/O生物池内投入加悬浮填料为主的两级强化处理工艺，加入先进的处理工艺，辅助化学除磷，整个工艺具有较强的针对性和高的除氮除磷效率，工程有较小的占地面积，土建工程量小，工期短，有效地解决了污水处理厂改造工程用地紧缺、工期短的问题，从而使污水处理条件实现最佳状态，更好的满足良好的生态保护需求。

参考文献

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