城镇污水处理厂提标改造工程中关键技术应用分析

引言：目前我国城镇化建设的进程越来越快，人口的增长和工业的发展以及其他的增长都使得污水排放量的增多，对于水质的需求也越来越多，原有的污水处理设备已经不能满足现在的高标准，污水处理厂的提标处理已经成为流域内综合治理、水资源可持续利用以及环境保护的需要。技术的革新推动污水处理已经从“达标排放”朝着更环保的方向发展，在应用时关键技术的应用和创新关系到污水的处理水平和运行质量。

一、城镇污水处理厂提标改造的重要性

1、提升水质达标能力，支撑生态治理目标

污水处理厂作为生态文明建设的一项重要内容、城镇面源污染控制的关键对象，在水质地表考核断面管控和流域治理要求不断提高的背景下，污水处理厂必须进一步强化水质稳定控制目标，实现水质总氮、总磷、COD、氨氮深度达标排放。提标处理系统技术重构、工艺改造工程可有效解决工艺对污染物处理能力不足的缺陷，提高对污水的净化能力，使污水处理厂能够在复杂的负荷气候条件下实现达标排放，为河湖水体生态修复、区域水质考核提供支撑点。

2、推动技术系统协同，构建高效运行机制

污水处理系统本就是生物、物理、化学体系，提标改造不是一个单元的改造，是整个体系协同的优化，做好前端处理率、生物反应区内参数的控制和智能运行平台的配合，做好从原水到尾水的精细化管理。各单元改进的能力决定全体系的节能、维修成本与持续运行效率，所以，提标改造的重点不仅仅是近期的水质提升，而且是建立节能、高效、稳定运行的提标体系。

3、引领污水处理行业技术升级与模式转型

在“双碳”及“资源环境友好型社会”时代，污水处理行业进入从“达标治理”向“资源回收利用”与“低碳减排”并举的时代，提标改造为技术改造应用场景，形成了生物强化、深度过滤、膜分离及再生利用技术等一系列先进技术集成，以及基于能耗削减的优化技术、泥减及能回用耦合协同的优化技术，使污水处理厂不再作为单纯的“污水处理终端”，而更多作为“资源转化工厂”，呈现新一轮工业升级趋势。因此，提标改造不仅仅是行业技术革命与治理观念创新的场景，而且是推动污水处理行业技术及观念创新的契机。

二、城镇污水处理厂提标改造工程中关键技术的应用策略

1、生物强化脱氮除磷技术的集成优化

脱氮除磷是城镇污水处理厂脱氮处理的核心，因为在高负荷、水温下 A²/O 运行，经常出现硝化效果不好、磷除不合格的现象。所以，需通过生物强化技术进行改进。随着生物降氮的推行，越来越多的短程硝化－反硝化（简称 SND）受到关注，因为 SND具有碳源消耗少、曝气能耗低等优点。反硝化深床滤池由于反应界面好、停留时间较长，所以对低碳源总氮的去除具有优势。生物滤床因其生物容量的大、生物微生物种群的优良，在项目中也得到了推广使用。在脱磷方面，因为在强化聚磷菌富集－保持系统中，通过定期加入合适的 C/N/P，在周期性的合适促菌因子的投加下，提高生物的除磷效果。同时，为保证系统运行的质量，使用在线监控设备（如 DO、pH、ORP 等）反馈生物的反应情况，通过采用先进的控制平台，对曝气量、回流污泥比等进行合理调整，加强脱氮除磷稳定性和响应能力，使系统在动态负荷的情况下保持稳定的运行。

2、高效沉淀与深度过滤技术的耦合应用

污水处理提标改造中的固液分离单元改造，加强固液分离也是出水达标的关键环节。对于传统二沉池来说，由于存在降速控制及水流流速影响，对于微小颗粒物、胶体污染物等不能去除，因此在改造中大力推广斜板沉淀器、高密度沉淀池等高效沉淀技术，通过强化沉淀路径、强化沉淀区、沉淀池内均匀沉淀流场强化，加强沉淀池内紊流状态稳定性和颗粒沉降效果，并通过优化结构设计提升系统整体性能，同时加入高效絮凝剂辅助应用，有效去除颗粒物，尤其是对于总磷和悬浮固体的处理；为进一步深度去除，常采用纤维球形滤池、两级介质滤池或纳滤技术，有效去除 COD、微量污染物及色度，两者搭配，形成“前段好沉降 + 后端好过滤”模式，为后续水资源再利用奠定基础。同时，合理的反洗和自动冲洗控制逻辑设计是反洗系统持续保持过滤效果、延长介质使用周期的保证，有助于降低维护量与运维成本，具备经济性及工程适用性。

3、智能控制与自动化监测系统的融合部署

污水处理厂提标改造不仅仅是技术的进步，也是推进污水处理厂信息化、自动化升级的契机。进水量、污泥含量、溶解氧、污泥含量等多个参数的实时检测均依托于高频在线传感器的检测。保障污水处理厂工艺过程实时响应，快速反应。在控制端，SCADA、PLC 作为智能运行的大脑控制，自动调节曝气量、污泥回流率、碳源投入量等工艺参数，多级逻辑控制，保障各模块高效运行，最大限度避免人为操作失误，同时，通过多传感器数据融合技术，实现参数检测的多维度精准校正。此外，AI 模型、机器学习算法等可以依托历史数据进行预测，提前对污水处理厂负荷进行预测，提前控制，提前预警。“智能化”在节能减耗、碳源等方面可以通过对系统运行逻辑的优化，优化决策路径，大幅降低单位处理量的能耗。运行过程大数据还可以用于云平台远程管控，为建设“无人值守”甚至是“少人值守”的智慧型污水处理厂提供基础，让管理运行更加高效，更加便捷，更加安全。

4、污泥处理与资源化利用技术的协同推进

污水处理过程中产生的污泥具有体积大、有机物和营养物含量高的特点，如果不进行合理有效地利用，不仅增加环境负担，而且造成二次污染。提标改造项目中污泥处理与利用技术是实现绿色低碳运行的有力保障。厌氧消化技术，通过对污泥有机物的降解，可有效地减少污泥的体积，可产生甲烷沼气，作为厂区的可再生能源，为污水处理提供一定的自供能，同时可以提升系统效率、为污水处理提供一定的经济保障。消化预处理技术利用消化预处理技术，将污泥结构破碎并转化，加快了厌氧消化速度。脱液干化，协同焚烧减少污泥体积，利用热能提升污泥利用程度。污泥生物炭化技术，可将污泥转化为稳定的生物炭，用于土地改良、建材混入等，丰富了污泥利用方式。从资源回收利用的角度来看，污水处理厂在设计之初就应当考虑到污泥处置系统，充分发挥好资源回收的最大功能，将能源回收以及物质循环相结合，变废为宝，提升污水处理厂发展的绿色化水平。

三、结语

城镇污水处理厂提标改造是水环境治理的支撑，是城市绿色基础设施的升级改造。关键技术的组合及应用，既提升了出水水质的安全与稳定，又找到了资源循环利用、能源节约的现实路径，水处理行业智能化、低碳化的持续推进，将使提标改造工程发挥出更大的综合价值和战略价值。技术引领、项目协同，是实现污水治理从“达标排放”迈向“生态文明”的必然选择。

参考文献：

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