某污水处理厂提标改造工程分析与探讨

摘要：对上海某污水处理厂提标改造工程从规模、生物反应池、污泥处置、除臭等方面进行了分析，探讨了先进技术的应用。通过提标改造，污水处理工艺由原A/O工艺改为A/A/O+深度处理工艺，经过多年的实际运行，出水能够稳定满足《城市污水处理厂污染物排放标准》（GB18919-2002）一级A标准要求，主要污染物削减量为CODcr9125t/a、BOD5 3650t/a、SS 3650t/a、NH3-N3650t/a、总N1825t/a、总P456.25t/a，可有效减少排水对长江口海域的水质影响，具有较好的环境效益。

关键词：提标改造工程  先进技术  环境效益

1、前言

上海某污水处理厂为世界银行贷款环境治理项目，是上海市污水治理三期工程的一个子项目。工程于2005年7月正式开工建设，2007年7月正式通水。工程位于浦东新区北端的高东镇地区、外高桥保税区东北处，北邻长江，占地面积20.66万m2，处理规模50万m3/d，旱季高峰流量7.52m3/s，雨季高峰流量20.85m3 /s，主要接纳由虹口港、杨浦港地区的旱流截流污水，服务面积为37.33km2，服务人口93.56万人。原工程采用改良型A/O处理工艺，出水满足《城市污水处理厂污染物排放标准》（GB18919-2002）二级标准，通过深海排放管排放长江口。2015年随着“水十条”的颁布，进行了升级提标改造，工艺改为A/A/O+深度处理工艺，至2017年底前，出水全面达到一级A标准。通过改造后工程的多年实际运行，目前某污水处理厂的出水稳定达到一级A标准，大大减少了化学需氧量、氨氮、总氮、总磷等污染物的排放量。

2、工程主要改造情况

2.1 工程进出水水质调整

根据改造前工程实际运行情况，污水处理厂现状及提标改造主要水质设计情况见表1。

根据某污水处理厂提标前运行水质分析，有机物按85%、营养物按90%的保值率是符合实际情况的，提高了污水厂安全稳定运行系数，设计进水水质较原设计进水水质修正提高，处理负荷有所增加。某污水处理厂提标前出水水质均能满足二级出水标准，但以一级A指标来考核的话，出水中SS、TN、NH3-N、TP等指标不能满足一级A标准，本次提标改造针对这几个指标做重点改造。根据某污水处理厂的处理规模，优先选择AAO活性污泥法做为核心工艺，强化脱氮除磷效果，同时末端设置滤池并投加药剂，进一步去除SS及TP，保证出水稳定达到一级A标准。

2.2 处理规模调整

某污水处理厂提标前处理能力为50万m3/d，生物池总容积约为14万m3，按照本次提标改造确定的进出水水质要求进行核算，现有生物池总容积无法满足要求，需新增生物池池容满足提标要求，但由于该厂范围内用地较为紧张，同时根据片区污水处理厂提标改造的总体方案，确定该污水处理厂采用减量升级的方案，即根据某污水处理厂现有生物池池容确定提标改造后的处理能力，其余污水由片区污水处理厂提标改造（升级补量）工程解决。

对该厂在一级A出水水质条件下进行不同水量的生物池容积静态计算得出，某污水处理厂现有生物池池容能够满足30万m3/d污水提标改造要求，据此确定提标改造后的某污水处理厂设计规模为30万m3/d，剩余20万m3/d污水由片区提标改造（升级补量）工程处理。

2.3 生物反应池改造

现状生物反应池处理工艺：该厂生物反应池现状处理工艺为闭式双泥龄A/O处理工艺，共有四组八座反应池。按照现状处理工艺，每一座池又分为好氧段（O段）和缺氧-好氧段（A-O段）并联运行，如图2-1。首进水与外回流污泥混合后，经过分配，进水1进入O段，进水2进入A-O段。在O段，主要进行有机物和氨氮的去除；在A-O段，主要进行有机物去除和通过硝化反硝化过程强化脱氮。在A-O段的好氧段末端设置了内回流泵，将经过硝化作用的混合液回流至缺氧段前端，与进水2混合后进行反硝化脱氮。最终，O段出水1与A-O段出水2混合后排入二沉池配水井。

生物反应池改造方案：改造工艺要求所有生物脱氮除磷工艺都包含厌氧、缺氧、好氧三个不同过程的交替循环。在满足处理要求的同时，宜削弱原结构整体性、稳定性及结构本体刚度，通过凿洞口、封堵部分孔洞、增加回流渠道、增加部分封堵墙等措施，在原生物处理池中划分出厌氧、缺氧和好氧段，并将O段与A-O段由并联运行形式改造为AAO串联形式。具体改造方案如图2-2。

2.4 深度处理方案

由于污水二级生物处理后BOD5、TN及 NH3-N可以达到一级A标准，因此后续的深度处理工艺主要去除溶解性难降解COD、SS、TP，而过滤及混凝沉淀是去除SS、TP的主要技术手段。污水经二级处理沉淀后，其出水（即深度构筑物的进水）悬浮物总体来说不高。根据污水厂运行经验及类似试验，低SS浓度进水用沉淀法，各种影响因素较多，过滤可以保证其出水悬浮物稳定在10mg/L以下。考虑本工程减量后二沉池负荷较低及抗冲击能力较强，结合占地情况，该厂提标改造工程深度处理工艺采用微絮凝＋过滤的组合工艺，即通过二沉池末端加药微絮凝反应，采用深床纤维滤池过滤，以进一步去除二沉池出水中的SS、CODCr、BOD5和TP。

2.5化学混凝（除磷）方案

大型污水厂药剂的投加量和污泥量都是运行成本的主要因素，污泥的沉降性能的提高可通过改善水力条件实现。采用PAC、FeSO4混凝剂对SS、TP、CODCr的去除率都较高，考虑到投加铝盐产生的污泥比重轻，泥量也少，投加量小以及运营方便等，提标工程采用PAC。加药点在二沉池配水井处、二沉池出水渠及絮凝反应池前投加，混凝剂的投加量、投加时间根据进水水质等条件随时进行调整，既可保证生化处理的效果不随进水水质波动的影响，又可保证在不影响出水水质的基础上，减少加药量和污泥量的产生。

2.6 消毒工艺

该厂原有污水处理工艺采用紫外线消毒方式，为了进一步保证出水稳定达标，本次提标改造采用紫外线消毒工艺作为主体消毒工艺，NaClO消毒作为辅助消毒工艺，形成紫外线-NaClO 联合消毒工艺。

2.7 污泥处置

改造前某污水处理厂污泥的主要出路是外运至垃圾填埋场进行填埋；为满足填埋的需求，污泥设计出泥含水率为60%，采用的是污泥调蓄-浓缩脱水工艺。根据《上海市城镇排水污泥处理处置规划》，该厂污泥最终的出路是进行干化焚烧处理，污泥含水率为80%。提标工程采用离心浓缩+离心脱水工艺：即保留利用现有离心浓缩系统，新增离心脱水系统，现有板框深度脱水系统保留备用，新建浓缩离心脱水一体机。

2.8 除臭系统

改造前该厂的除臭方式为：污水预处理区采用加盖收集，集中离子除臭工艺；脱水机房通过厂房植物液喷淋除臭；污泥料仓、污泥深度脱水机房采用生物除臭工艺除臭。由于该厂进水是长距离输送的合流制污水，在管道内长时间的厌氧条件下，恶臭气体浓度较高。臭气主要来自于污泥脱水机房、预处理构筑物和生物反应池等，考虑本工程除臭标准高于二级标准，单靠生物滤池无法确保难分解臭气成分得到有效去除，因此在恶臭产生部位进行密封、加盖收集后，采用高级氧化工艺作为生物滤池后的深度处理工艺，确保将生物滤池处理后的剩余难分解臭气成份有效氧化分解，并在最末端采用除臭液活性吸附，确保尾气达标排放。为了在脱水机房内形成良好的生产操作环境，在污泥脱水机房采用离子氧送风作为生物除臭排风后补风。

2.9 污水处理工艺

某污水处理厂提标改造工艺流程见图2-3。

3、改造效果分析

3.1 污染物稳定达标

提标改造工程经过多年的运行，根据日常数据分析，具体见表2：

由表中可知，提标改造工程处理出水能够满足《城市污水处理厂污染物排放标准》（GB18919-2002）一级A标准要求。

3.2 环境效益

工程的实施将减少水体排放污染物，为区域节能减排贡献的同时，对改善区域水质、提升区域生态环境质量起到积极的作用。该厂提标后与提标前相比（以30万m3/d规模计算、二级标准提标到一级A计），能够削减污染物CODcr 9125t/a、BOD5 3650t/a、SS3650t/a、NH3-N3650t/a、总N 1825t/a、总P 456.25 t/a，可减少排水对长江口海域的水质影响，具有较好的环境效益。

4、分析与探讨

某污水处理厂提标改造工程处理出水能够稳定达标，主要体现在新技术的应用及规范化的生产管理等方面。

4.1 先进技术的应用

4.1.1采用先进的仪表与自控技术

（1）集中管理、分散控制系统由一个中央控制站和多个现场控制站和所属分控站、高速数据通道组成，保证了污水厂的运行控制灵活、可靠。（2）采用PLC控制技术，提高污水处理厂自动化控制水平。（3）监控设置一套闭路彩色电视监视系统，方便运行管理。（4）设置了污水处理厂进、出水仪表，方便运行在线监测数据的采集，又方便监测数据的分析、反馈和调控。（5）采用曝气池精确曝气控制系统控制鼓风机风量，可节省曝气量。

4.1.2采用先进的曝气设备

好氧曝气采用微孔曝气器，具有氧利用率高、气泡直径小、遇水混合充分。 布气均匀。抗水击能力强、抗堵性能好。所用材料的化学稳定性好、机械强度高、使用寿命长。

4.1.3采用新的处理工艺

深度处理采用纤维滤池：具有过滤效率高、容积负荷高、水力负荷大；采用水气洗方式，清洗彻底；占地面积小：处理相同水量，占地仅为传统砂滤池的1/3～1/2；束状滤料固定安装不流失，使用寿命长，可达15年以上。

4.1.4采用新的除臭技术

除臭技术是污水工程设计中的新兴技术，易散发臭味的构筑物均采用密封结构，污泥浓缩脱水机采用全封闭设备，并将臭气收集处理后排放，采用了多级除臭技术。

4.2 探索规范化管理模式

实行从接纳污水原水到处理达标出水的全过程管理。建立管理层、生产层、生产辅助层三级管理模式，建立健全各项生产管理制度，制定了规范化管理手册，各司其职，重要技术岗位由专业技术人员负责，为污水处理稳定达标提供了最基本的人力保障和制度保障。

5、结论

通过分析，某污水处理厂提标改造工程处理工艺采用A/A/O+深度处理工艺，工艺运行稳定，出水能够稳定达到《城市污水处理厂污染物排放标准》（GB18919-2002）一级A标准要求，大大减少了CODcr、氨氮、总氮、总磷等污染物的排放，具有较好的环境效益。

[参考文献]

[1]上海市城乡建设和交通委员会科学技术委员会、上海城建（集团）公司、上海城建竹园污水处理建设发展有限公司等主编.上海竹园第二污水处理厂工程.上海科学技术出版社.2008.

[2]北京水环境技术与设备研究中心等主编.三废处理工程技术手册.废水卷.2000.