城市污水处理厂的升级改造与运行管理

摘要：城市化进程加快导致污水排放量不断上升，污水处理厂作为城市水环境保护的关键基础设施，其升级改造与运行管理已成为环境治理的重要议题。文章从污水处理厂改造的必要性出发，系统分析技术提升、设备更新与运行管理模式的创新路径，提出适应现阶段城市发展需求的管理思路与技术方案。通过探讨实践中面临的关键问题，为实现污水处理效能提升与稳定运行提供理论支撑与实践参考。

关键词：污水处理；升级改造；运行管理

一、城市污水处理厂升级改造的基本路径

（一）处理能力扩容对系统结构的调整要求

城市人口增加与工业扩展推动污水排放总量持续上升，原有污水处理厂的设计容量难以满足处理需求。扩容改造过程中需对核心构筑物如格栅池、沉砂池、生化池等进行布局优化与功能强化。设计阶段通过调整进水负荷分配，平衡各处理单元的处理压力，提升整体系统的稳定性。设备选型方面引入高效沉淀设备与生物反应器，实现单位面积处理能力的显著提升。污水输送管网同步扩展与更新，确保处理厂与城市排水系统的对接顺畅。扩容改造不仅关注处理能力的量化提升，还需兼顾建设周期、现场施工条件与运行连续性，通过合理调度与分期建设方式保障项目稳步实施。

（二）处理工艺升级中的技术集成优化

传统活性污泥法在处理效率与抗负荷波动能力方面存在局限，现代化升级过程中广泛引入多种新型处理工艺。膜生物反应器、生物选择区、高效沉淀技术等被集成于不同环节，实现去除率提升与工艺流程缩短。工艺升级强调对污染物特性与进水水质的精准识别，依据实际污染负荷量身定制工艺组合。自动控制系统贯穿各处理阶段，实时监测水质参数与设备运行状态，动态调节反应条件以维持最佳处理效果。工艺集成过程中高度重视各单元间的水力平衡与反应兼容性，通过模拟分析与中试验证确保各环节运行协同稳定。技术更新不仅改善处理效果，也为节能降耗与资源回收提供新的可能路径。

（三）排放标准提升背景下的深度处理体系建设

水环境治理目标不断提升，污水处理厂必须满足更严格的排放标准，对总氮、总磷、COD等指标的控制提出更高要求。深度处理体系建设成为升级改造的重要方向，通过增加高级氧化、化学沉淀、人工湿地等末端工艺，实现污染物的深度去除。处理系统中引入臭氧氧化、紫外消毒等技术，有效提高出水水质安全性与生态友好性。深度处理单元运行需配套高精度监测系统，确保过程稳定可控。工程设计中注重土地资源利用效率，通过一体化模块设计压缩占地面积。运维阶段实施精细化管理与药剂投加优化策略，在保障处理效果的同时控制运行成本，为污水资源化与绿色排放提供重要支撑。

二、城市污水处理厂运行管理的系统提升

（一）运行监控系统在智能管理中的部署与实践

污水处理厂的日常运行涉及多种设备、复杂工艺与动态水质变化，对运行管理提出高度信息化与实时化的要求。智能监控系统通过构建全流程感知网络，实现对进水、反应、出水及污泥处理各环节的实时监测。系统平台整合PLC控制、SCADA系统与在线水质仪表，形成统一管理界面与数据中心。运行参数如水温、溶解氧、流量与污染物浓度可实时采集与分析，为工艺调控与设备调度提供数据依据。系统具备报警功能，当关键指标偏离设定值时自动触发响应机制，提示运维人员快速处理。历史运行数据经过大数据分析后形成趋势判断与预警模型，为长期运行优化与设备改进提供支持。通过智能监控系统的部署，污水处理厂实现管理透明化、响应快速化与效率最大化。

（二）能源管理与碳排放控制的协同推进

污水处理过程伴随大量能源消耗，尤其在曝气、污泥处理与输送等环节能耗占比较高。运行管理中实施能源审计制度，对各设备能耗进行定期评估与优化。节能型设备如变频曝气机、高效离心机被逐步替换原有高能耗设备，提升能源使用效率。能耗监控平台设立能效基准线与报警阈值，及时发现异常耗能行为并进行干预。在碳排放控制方面，通过优化生物反应条件减少温室气体排放，如调整C/N比以控制亚硝酸盐积累。污泥处置环节实施厌氧消化与沼气利用技术，回收能源同时降低碳排放负担。运行管理制度引入碳排放核算与碳足迹评估机制，为碳达标与环境信用建设提供基础支撑。能源管理与碳控制的协同推进不仅提升运行效能，也增强了污水处理厂的绿色运营能力。

（三）设备维护策略在保障运行连续性中的应用

污水处理厂设备种类繁多、运转频率高，可靠的维护策略对保障系统连续运行至关重要。管理体系中实施以预防为主的维护机制，通过设备定检、润滑、清洁与校准减少突发故障发生。设备状态评估系统基于振动、温度、电流等指标实时感知运行状态，结合历史数据判断磨损趋势与故障隐患，实现预测性维修。关键设备设立冗余配置与快速更换机制，确保故障发生时快速恢复运行。维护人员培训与操作规范统一标准，提升维修效率与操作安全水平。维护计划由系统自动生成与调度，保障各项工作按时执行并形成闭环记录。通过科学的维护策略与智能辅助平台，污水处理厂运行的稳定性与可靠性大幅提升，减少非计划停机与资源浪费。

（四）人员组织管理与制度体系的优化建设

高效运行离不开专业化、规范化的人员组织与制度管理。污水处理厂建立分层级岗位责任体系，将工艺管理、设备运维、安全监督与质量控制等职责明确划分至具体岗位。岗位培训制度常态化实施，通过理论与实操结合方式提升员工综合能力。绩效考核机制细化至工艺稳定性、设备完好率与能耗指标等核心参数，促进员工主动参与与责任意识提升。制度体系建设方面，构建标准操作规程、应急处置流程与事故报告机制，保障各类突发情况应对有据。信息传递机制实现上下级沟通高效透明，管理层决策与一线执行形成良性互动。激励机制方面引入岗位晋升、技能认证与绩效奖励制度，增强员工归属感与积极性。通过组织结构优化与制度保障，污水处理厂运行管理逐步走向规范化与精细化轨道。

三、结束语

城市污水处理厂作为环境治理的重要支撑系统，在面对城市扩展与环境标准提升的双重压力下，其升级改造与运行管理已成为提升城市生态质量的关键。通过技术更新、系统优化与管理创新，污水处理厂不仅实现了处理能力与出水水质的双重提升，也在运行效率与管理模式方面取得显著进展。持续推动改造建设与科学管理，将有助于构建功能完备、运行稳定、环境友好的城市污水处理体系，为城市水环境改善奠定坚实基础。

参考文献

[1] 陈志强. 城市污水处理厂升级改造技术研究 [J]. 环境工程，2023， 41（02）： 85-90.

[2] 杨国斌. 污水处理厂运行管理优化路径分析 [J]. 中国给水排水，2023， 39（04）： 102-106.