摘要：本文以湖北省某污水处理厂技术改造为例，介绍了污水处理厂的基本概况、运行现状及存在的问题，针对一期SBR脱氮能力不足、无法应对进水水质浓度提高带来的压力以及高效沉淀池液面负荷过大导致出水SS不稳定等问题提出了技改方案。旨在为相关类似污水处理厂改造提供借鉴。 关键字：技术改造；SBR；磁混凝沉淀池
Abstract: Taking the technical transformation of a sewage treatment plant in Hubei Province as an example, this paper introduces the basic situation, operation status and existing problems of the sewage treatment plant, and proposes technical transformation schemes for the problems such as insufficient nitrogen removal capacity of the first-stage SBR, inability to cope with the pressure caused by the increase of inlet water quality concentration, and the instability of effluent SS caused by excessive liquid level load of the high-efficiency sedimentation tank. It provides reference for similar sewage treatment plant renovation.
Keywords: Technological transformation; SBR; Magnetic coagulation sedimentation tank
目前国内许多城市的污水处理厂因设备老旧、处理水质达标不稳定等问题需进行技术改造，而且随着城镇的发展，污水收集率的提高以及城区雨水分流体制的改造，污水处理厂进水水质浓度将提高，污水处理生化处理单元面临巨大的压力。因此，为满足城市发展的需要，许多污水处理厂都将面临技术改造的困境，湖北省某污水处理厂建设规模为6.0万m³/d，目前污水厂平均处理水量达4.7万m³/d，出水水质基本达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB1819-2002）一级A排放标准。
一、工程项目概况
污水处理厂总规模6.0万m³/d；一期建成规模3万m³/d，采用SBR[1]生物池主体工艺，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B标准；2017年实施扩建提标改造工程，二期工程CAST生物池主体工艺，建成规模3万m³/d，同时在生物池之后增加“高效沉淀池+纤维转盘滤池”的深度处理工艺6.0万m³/d，将紫外消毒工艺改为氯消毒，新建了厂区的除臭系统，出水水质从一级B提高到一级A标准。目前厂区工程总体运行良好，出水水质基本能够达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一
级A标准。根据当地政府相关要求及水厂运行过程中存在的问题，拟对该污水处理厂进行技术改造，技术改造过程中要求不停水改造，不新增用地，改造后尾水水质能稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB1819-2002）一级A排放标准。
二、污水处理厂运行现状
随着雨污分流改造的逐步实施以及管网建设的日趋完善、污水量的增加，目前污水处理厂也面临着不少问题：（1）随着雨污分流改造的实施，污水处理厂的进水水质浓度提高，给污水厂生化处理单元造成了较大的压力。（2）污水处理厂的主要污染指标COD、BOD、总磷能稳定达标，但出水总氮、氨氮运行不稳定，偶有超标；特别是冬季温度低时，一期SBR生化池脱氮能力不足。（3）高效沉淀池上升流速较大，池体高度不足，斜管紧贴出水槽，无清水区，高效沉淀池的沉淀效果较差，高效沉淀池的缺陷限制了污水处理量，现实际日处理量约为4.7万m³/d，但当高效沉淀池处理水量达到4.5万m³/d时，部分污泥来不及沉淀而随水流出，无法满负荷6.0万m³/d运转。（4）污水处理厂布置紧凑，可用空地较少，改造过程不新增用地。（5）一期自控系统与二期自控系统差别较大，一期部分设备仪器仪表使用年限较长未能实现自控或使用期间导致设备故障无法自控。（6）该项目必须采用不停水施工改造方式（表1）。
表1 污水处理厂实际进出水水质监测结果（单位mg/L）
项目 | CODcr | BOD5 | SS | TN | TP | 氨氮 |
实际进水水质（mg/L） | 30-152 | 11.3-49.8 | 52-253 | 6.11-25.3 | 0.33-1.79 | 0.92-17.69 |
实际出水水质（mg/L） | 罗氏芬 4.4-32.8 | 0.5-7.1 | 1-8 | 3.68-12.96 | 0.12-0.50 | 0.02-7.61 达伦多夫 |
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三、污水处理厂技术改造方案
1.污水处理厂设计进出水水质
城镇污水水质与当地居民生活水平、用水习惯有关。根据进出水水质实际监测结果，污水处理厂实际进水水质可生化性较好。但随着城区雨污分流改造及截污管道工程的实施，污水处理厂进水浓度呈逐步提高趋势。因此考虑一定的污水浓度上升的设计富余，污水处理厂技术改造工程的设计进水水质见表2。
表2 污水处理厂设计进水、出水水质（单位：mg/L）
项目 | CODcr | BOD5 | SS | 同步相量测量装置 NH3－N | TN | TP | 粪大肠菌数(个/L) |
设计进水水质（mg/L） | 220 | 120 | 240 | 30 | 35 | 4 | - |
设计出水水质（mg/L） | ≦50 | ≦10 | ≦10 | ≦5(8) | ≦15 | ≦0.5 | 103 |
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陈道学
（说明：表中括号内数值为水温≤12°C时的控制指标）
2.技术改造方案
针对污水处理厂运行过程中存在的问题，提出以下改造方案：（1）SBR生化池的改造需考虑冬季低水温对去除碳源污染物、脱氮和除磷的影响，将SBR工艺改为改造为厌氧、缺氧、好氧三段功能明确、界线分明、脱氮效果较好、运行稳定、国内外使用较为广泛的A2O生化处理工艺，能更好更稳定的保证设计水质情况下的一级A出水标准。原SBR池改造后作为A2O工艺的好氧区及沉淀区及部分缺氧区；池体西侧增加部分用地作为厌氧区和缺氧区。风机利旧，好氧区底部微孔曝气系统根据实际情况考虑部分利旧；好氧区末端增加硝化液回流系统；二沉池后需新增污泥回流泵及剩余污泥泵，新建污泥泵房。改造期间2格轮流改造，一格改造时，其余一格正常运行。（2）针对高效沉淀池液面负荷大、上升流速大、沉淀效果较差，导致污水处理量受到限制，无法满负荷6万m³/d运转、厂区用地紧张的问题，考虑将高效沉淀池改成可以处理高液面负荷的磁混凝沉淀工艺[2]，同时针对现状高效沉淀池的不足之处（无混合区、斜管长度太短、清水区高度不足，加药点位置不对等）进行优化完善，在保证现有池体改动最小，又不新增用地的情况进行改造。同时改造
期间采用超磁工艺设备平行取代改造的一格高效澄清池处理来水。通过阀门进行切换，前端取水自前端中间升泵房，出水自流至出水泵房，进入后端的纤维转盘系统，以保证整个系统的达标达量。（3）在预处理系统后新建配水井，保证一二期处理系统的均匀配水。（4）增加中间提升泵站集水池容积，用于保证一二期生化工艺同时出水时中间提升泵房集水池不溢水。（5）对一期自控系统进行改造更新，保证其与二期系统进行融合。
图1 污水处理厂技术改造后工艺流程
四、污水处理厂技术改造工艺设计
规律性
污水处理厂技术改造工程改造的生产构筑物有一期SBR池、二期CAST池、高效沉淀池等。同时为保证一、二期配水流量更均匀，新增配水井一座；新增中间提升泵房集水池一座。
1.一期SBR生化池改造为AAO+方形二沉池
采用具有生物脱氮除磷功能的AAO生化池，其设计规模为3.0万m3/d，AAO池共设1座两格，单格设计规模1.5万m3/d。本工程考虑二沉池与生化池合建。AAO池污泥回流比R=60%-100%，混合液回流比r=200%。（1）AAO设计。单格设计规模1.5万m3/d，1座两格，设计水温10℃，污泥负荷为0.10kgBOD5/kgMLSS.d，容积负荷为0.035kgBOD5/m3.d，混合液污泥浓度为3500mg/L，污泥回流比60%-100%，总停留时间HRT为11.82h（其中厌氧区1.1h，缺氧区4.35h，好氧区6.46h），好氧区泥龄11.25d[4]。（2）二沉池设计。新增一座二沉池，主要用于对生化处理后的混合液进行固液分离，使污水得到澄清，以保证出水水质；排放的污泥一部分做为回流污泥回流缺氧区中，另一部分做为剩余污泥从系统中排出。本工程采用泵吸式平流式沉淀池，其设计规模为3.0万m3/d，共设2格，单格设计规模1.5万m3/d。最大流量时表面负荷为1.334m3/( m2.h)，平
均流量时表面负荷为0.981 m3/( m2.h)，平均时水力停留时间为3.0h。（3）污泥泵房。新增一座污泥泵房，与AAO+二沉池合建土建及设备规模均为3.0万m3/d。设置2台污泥回流泵，2用1冷备，均采用变频控制，将污泥回流至生物池，单台回流泵性能参数为Q=400m3/h，H=10m，N=30kw；泵房另设有2台剩余污泥泵，一用一备，将剩余污泥送至贮泥池，单台剩余污泥泵的性能参数为Q=25m3/h，H=10m，N=2.2kW。
