隨著我國水污染問題日益突顯，城鎮(zhèn)污水處理排放標準的提高已是大勢所趨。近年來，各地污水處理廠的提標改造工作正在陸續(xù)進行。然而，在這一過程中，不能合理設置目標，以致剛建成就要改造，改造后出水水質(zhì)仍難以達到預期要求的案例屢見不鮮。

在前不久舉行的2014首屆珠三角（東莞）水處理創(chuàng)新交流會上，北京市市政工程設計研究院原副總工程師杭世珺表示，提標改造不能盲目進行，不要急于改造。應該在原有的污水處理廠的基礎上優(yōu)先考慮優(yōu)化運行管理，根據(jù)當?shù)匦枨蠛侠碓O定目標；盡量利用現(xiàn)有設施和設備。

提標改造確有必要

排放標準提高、水環(huán)境污染嚴重、水資源不足，都迫切需要對不達標的污水處理廠進行升級改造

除了國家層面提高排放標準帶來的“行政”壓力，水環(huán)境污染問題和水資源短缺，也讓各地污水處理廠提標改造工作更為迫切。

《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》規(guī)定，城鎮(zhèn)污水處理廠出水排入國家和省確定的重點流域及湖泊、水庫等封閉、半封閉水域時，執(zhí)行一級A標準。

而根據(jù)《重點流域水污染防治規(guī)劃（2011~2015）》，國家重點流域包括松花江、淮河、海河、遼河、黃河中上游、太湖、巢湖、滇池、三峽庫區(qū)及其上游、丹江口庫區(qū)及上游等10個流域。“2010年，重點流域總?cè)丝谡既珖?6.5%，面積占全國32.2%。在我國很多河流還是黑臭河流，湖泊整體水質(zhì)還是五類或者劣五類水體。在這種情況下，污水處理廠提標改造工程已經(jīng)非常必要。”杭世珺說。

環(huán)境保護部總量司水總量處副處長劉贊表示，污水處理廠在污染物減排上起著舉足輕重的作用。“十二五”期間，需要系統(tǒng)提升城鎮(zhèn)污水處理水平。他強調(diào)說：“當前要系統(tǒng)提升城鎮(zhèn)污水處理水平，加快推進污水處理廠總量減排工作。”

此外，水資源短缺的現(xiàn)狀也逼得污水處理廠升級改造。杭世珺表示，我國水資源人均占有量2240立方米，僅為世界平均水平的1/4；水資源地區(qū)分布也很不平衡，目前有16個?。▍^(qū)、市）人均水資源量低于嚴重缺水線。因此開發(fā)符合標準的再生水作為第二水源十分必要。

對污水處理廠的升級改造目標，劉贊表示，到2015年要實現(xiàn)我國污水處理廠的平均負荷率由70%提高到80%以上的目標，需要系統(tǒng)提升城鎮(zhèn)污水處理水平。“包括升級改造現(xiàn)有污水處理設施，強化脫氮除磷功能，大力推進再生水回用，實施節(jié)水工程等。”

上海市政工程設計研究總院總工程師張辰也曾公開表示，對于污水處理廠的提標改造，要有全達標理念，需統(tǒng)籌考慮水、泥、氣、聲，同步達標。污水處理廠提標改造需結合原有處理工藝進行系統(tǒng)分析統(tǒng)籌考慮，同時需關注低溫硝化效率低、脫氮除磷碳源不足、改造用地受限等問題。

標準不能一刀切

考慮污水排放標準、水環(huán)境污染現(xiàn)狀、水資源短缺的現(xiàn)狀，提標改造的標準不同；改造前應優(yōu)先考慮優(yōu)化運行管理

對于污水處理廠提標改造，杭世珺認為，前提是要明確需要。

首先，從污水排放標準的要求來說，污水處理廠出水需要達到一級A標準。第二，從水環(huán)境質(zhì)量改善的要求看，在很多城市，污水處理廠處理后的出水往往成為河流的水體，所以要求污水處理廠出水達到地表水準四類。

“比如北京市等地的地方標準都嚴于國家標準，對污水處理廠的出水標準要求嚴于一級A，需要達到地表水準四類標準。

需要說明的是，并非要求達到四類水體。”杭世珺說，“因為按照總氮的排放要求來說，北京市還達不到地表水四類水體的要求?，F(xiàn)在北京市污水處理廠出水的地方標準對出水總氮排放的要求為15mg/L。”。

同時，杭世珺表示，根據(jù)部分城市水資源短缺的現(xiàn)狀，一些地方污水處理廠提標改造的目標值估計應考慮達到再生水標準。

除了在目標設定上要具體問題具體分析，污水處理廠提標改造時也應遵循一些原則。杭世珺認為，在原有的污水處理廠的基礎上應優(yōu)先考慮優(yōu)化運行管理，而不要急于改造。盡量利用現(xiàn)有設施和設備以及控制新增能耗等。

她特別指出，污水處理廠提標改造的原則中最重要的是獲取足夠可靠的水質(zhì)數(shù)據(jù)。如果沒有最新、最可靠的數(shù)據(jù)，即使對污水處理廠進行提標改造，結果也不會理想。

改造不能簡單套用工藝

應針對去除污染物的不同需要進行技術選擇，除磷應以生物除磷為主，優(yōu)先開發(fā)內(nèi)部碳源，輔助使用外部碳源

住建部城鎮(zhèn)污水處理廠的實時管理系統(tǒng)顯示，截至今年8月，全國城鎮(zhèn)污水處理廠共3900座，日處理能力1.55億立方米。其中，一級A項目約860個，日處理能力2925萬立方米。珠三角地區(qū)污水處理廠共308座，日處理能力1835萬立方米。其中，一級A項目約46個，日處理能力415萬立方米。“這些出水達到一級A的項目都是進行過提標改造的項目，但并不是出水全部都能達到一級A。”杭世珺說。

據(jù)了解，有相關機構對全國46個污水處理廠的提標改造情況進行了統(tǒng)計研究，發(fā)現(xiàn)有些提標改造項目僅采用生化處理工藝，有的采用沉淀+生化工藝，還有的采用物理過濾或者沉淀+物理過濾的升級改造技術。

“對這些項目的升級改造經(jīng)驗可以總結為：以處理總氮或氨氮為目標時，主要以強化生物處理或深度段增加生化處理為主，多采用反硝化濾池或曝氣生物濾池；在生物處理強化脫氮功能后，可滿足TN（總氮）去除要求時，深化處理段以去除TP（總磷）和SS（懸浮物）為主，多采用過濾或沉淀+過濾處理的方式。”杭世珺說。

但是，污水處理廠升級改造并不能簡單套用工藝，而應針對去除污染物的不同需要進行技術選擇。“比如，原來很多污水處理廠采用厭氧好氧或者缺氧好氧的處理工藝，如果要出水達到一級A，就要采用厭氧缺氧好氧的污水處理技術。所以改造脫氮除磷工藝時，在原有好氧池有余量的情況下，需要通過在好氧池內(nèi)設置隔墻，將其改造為A2O、多級AO等工藝。”

“值得注意的是，在改造中一定要有足夠的缺氧池，這必須經(jīng)過對進出水的總氮的濃度進行測算后決定。一般情況下，缺氧池容積：好氧池容積=（0.5~1）:1左右。而在我國，很多污水處理廠的缺氧池是不足的。這就需要改變A2O各單元容積比。”杭世珺說。

在強化氨氮去除方面，杭世珺表示，當缺氧池和好氧池容積比一定時，好氧池往往不夠，這就需要在好氧池增加填料，通過固定、懸浮、包埋等形式增加微生物的投入量。

同時，還可以將部分好氧池改建為膜分離單元。增加SRT（污泥泥齡）濃度和增加MLSS（混合液懸浮固體濃度）。“當利用現(xiàn)有設施都不能滿足提標改造要求時，就需要增加新建設施?？刹捎闷貧馍餅V池等設施進行提標改造。”

同時，污水處理廠提標改造需要注意強化總磷去除，現(xiàn)在多以化學除磷，即加藥的方式進行。但是，由于藥量控制不準確，極易造成污水中新的污染。因此，化學除磷并不能完全解決除磷問題。杭世珺經(jīng)過研究以后認為，還是應該優(yōu)先進行生物除磷，余下部分再輔助以化學除磷。

在碳源問題上，張辰曾表示，由于我國城市污水碳源不足，當前為了達到脫氮效果還需向污水中加碳源，只有達到完全吻合，碳源才是最高效的，但由于污水處理廠的水質(zhì)波動，很難達到完全吻合。

對此，杭世珺表示，在污水處理中，碳源投加往往不足，尤其在珠三角等南方地區(qū)，這一問題更為突出。“碳氮比不足的情況下，應該優(yōu)先開發(fā)內(nèi)部碳源，輔助使用外部碳源。可以利用初沉池開發(fā)內(nèi)部碳源。通過初沉池發(fā)酵，增加VFA（揮發(fā)性脂肪酸）等快速降解COD。也可以設置超越管，根據(jù)需求直接進生物池或者減少初沉池數(shù)量，保留部分碳源。當內(nèi)部碳源仍不足時，需增加外部碳源（乙酸鈉、乙酸、甲醇等）。”

過程控制、水力條件優(yōu)化一個都不能少

可采用高效水泵和變頻設備，增設格柵、格網(wǎng)，增加一次儀表，增加或優(yōu)化控制回路；優(yōu)化運行管理

除了對污水處理工藝進行改進，污水處理廠的設備改造、過程控制、水力條件優(yōu)化也不容忽視。杭世珺表示，可以采用高效、無堵塞的水泵和變頻設備，提高設備的效率，降低能耗和運行費用，減少設備檢修率。

此外，可以優(yōu)化格柵配置，根據(jù)水質(zhì)情況合理配置粗、中、細格柵；同時，根據(jù)需要格柵可改造為格網(wǎng)。“尤其在南方部分地區(qū)，河流中有雞毛、鴨毛等細長形狀的物體，往往就需要格網(wǎng)解決這一問題。但由此也需要加強反沖洗。此外，在MBR或機械過濾前應設置超細格網(wǎng)。”

杭世珺表示，我國污水中泥砂量較大，有機物的濃度較低，且大部分污水處理廠未設初沉池；宜將沉砂池HRT（水力停留時間）提高至5~8分鐘，既可提高沉砂效率，又可替代初沉池部分功能，提高污水的有機物濃度。

此外，可以選用新型曝氣器，比如微孔曝氣板、直徑1mm超微氣泡、專用超微氣泡曝氣器，但同時需要解決堵塞新問題。還可以改造內(nèi)回流泵，通過增加內(nèi)回流比，提高脫氮效率。在鼓風機的選用上，盡量保留原有鼓風機，部分予以更換。輸出空氣量應有較大調(diào)節(jié)余地，以適應水量和水質(zhì)的變化。

在過程控制上，可以增加一次儀表。工藝過程控制應設ORP（氧化還原電位）、MLSS、DO（溶解氧）、空氣流量計、回流污泥及剩余污泥流量計、污泥液面計等儀表。此外，還需要增加或優(yōu)化控制回路。

改造中水力條件優(yōu)化也值得重視。過去我國在污水處理廠升級改造中往往比較忽略水利條件優(yōu)化，均勻布水?，F(xiàn)在，特別是大型污水處理廠提標改造中需要優(yōu)化水力流態(tài)。“在初沉池進水配水過程中，可以增設水下推動器，但是需要計算合理的推動力。”

“在優(yōu)化運行管理方面，應當提高MLSS濃度。此外，在不同季節(jié)采用不同運行模式，保證出水穩(wěn)定性，而不能全年用一個運行模式。”杭世珺說。

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設計20萬噸/日規(guī)模水質(zhì)將達一級A

本報綜合報道湖南省湘潭市河西污水處理廠20萬噸/日的提標改造項目工程預計今年10月底竣工，屆時污水處理廠的出水水質(zhì)可達《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》一級A標準。

河西污水處理廠現(xiàn)為湘潭最大的污水處理廠，日處理規(guī)模15萬噸，目前的污水排放標準為一級B標準。

據(jù)了解，這一提標改造工程將按照20萬噸/日的規(guī)模進行建設，主要建設項目包括濾布濾池、加氯消毒池等項目的新建，同時將對紫外線消毒池、氧化溝等進行改造、增加設備。這次提標改造項目占地約15畝，總投資1億多元，為2014年湖南省、市重點建設生態(tài)環(huán)保類項目。

據(jù)河西污水處理廠的相關負責人介紹，提標改造項目建成后，出水中所含的懸浮物、生化需氧量、總磷、總氮能得到大幅下降。

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