超全的污水厂提标改造攻略，看这里！值得收藏！

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本文导读目录：

1、上向流反硝化深床滤池在污水厂提标改造工程中的应用

2、超全的污水厂提标改造攻略，看这里！值得收藏！

3、高效沉淀池在污水处理厂提标的应用

　　摘要：广东省某水质净化厂一期工程原采用SBR+纤维转盘滤池为主体工艺，要求提标改造后主要出水指标达到《地表水环境质量标准》V类标准（TN≤15mg/L），实际出水TP偶尔超标，TN严重超标。提标改造工程在现有SBR工艺后端新增了上向流反硝化深床滤池模块化水处理装备，出水COD≤30 mg/L、BOD5≤6 mg/L、TN≤12 mg/L、TP≤0.3 mg/L和SS≤5 mg/L，达到了地表准Ⅳ类标准，表明上向流反硝化深床滤池脱氮除磷效果好，尤其是脱氮效率极高，最大去除量高达29.4 mg/L，相应的反硝化负荷达到了2.08 kgNO3-N/（m3·d）。 　　01 　　概述 　　广东省某水质净化厂一期工程，设计规模为10.00万m3/d，采用SBR生物处理作为主体工艺，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB/T18918-2002）一级B标准。2012年，为提高出水水质，在原有基础上新增了纤维转盘滤池，出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB/T18918-2002）一级A级标准（TN除外）。随着“水十条”的提出，深圳市政府对污水厂出水要求提高至《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）准V类标准（TN≤15mg/L）。根据污水厂实际运行水质数据可知，出水污染物因子COD、BOD、氨氮均能稳定达到地表V类，总磷偶尔超标，但总氮严重超标。因此，需要进行深度处理，即对SBR的出水TN、TP进行处理。由于污水处理厂可利用的占地有限，施工工期也比较紧张，采用传统的高效沉淀池+反硝化深床滤池不适合该工程，最终选择了上向流反硝化深床滤池模块化水处理装备于2019年进行提标改造。主要建设内容有：增加精细格栅、上向流反硝化深床滤池、碳源投加设施等。其中上向流反硝化深床滤池是此次提标改造工程的重点设施，该滤池需要承担大部分的TN去除功能，确保出水TN稳定低于15mg/L，同时需要进一步去除水中的悬浮物。 　　02 　　设计进出水水质 　　根据污水厂提供的水质数据进行分析，确定上向流反硝化深床滤池设计进、出水水质如下表1所示。 　　03 　　改造后工艺流程 　　根据原工艺流程实际运行来看，SBR工艺出水SS不稳定，容易造成纤维转盘滤池堵塞，清洗维护麻烦；同时，需要脱氮处磷。为此，在SBR池后新增精细格栅和上向流反硝化深床滤池，确保出水水质达标排放，改造后详细工艺流程如下图1： 　　新建的上向流反硝化深床滤池主要设计参数如下：上向流反硝化深床滤池装备呈两侧对称布置，每侧8格，每2格为1组，共计8组（16格），采用碳钢防腐结构；单格尺寸（L×B×H）为12.0 m×3.0 m×4.5m，单格有效过滤面积为36 m2；设计处理规模为10.00万 m3/d，最大流量为13.00万m3/d（Kz= 1.3）；平均滤速为7.2m/h，强制滤速为8.3m/h，最大滤速为9.4m/h；滤料采用石英砂，粒径为2-4mm，滤料层高2.5m，空床停留时间为20.8min。 　　04 　　运行效果分析 　　该水质净化厂（一期）提标改造项目从2018年12月底通水调试，运行至今已有2年，运行期间其出水水质稳定达到《地表水环境质量标准》（GB 3838-2002）准Ⅳ类标准，并达到设计产水规模。上向流反硝化深床滤池运行过程中采用含量25%乙酸钠溶液（NaAC）作为外加碳源，记录了2019年4月份至2019年12月份脱氮效果，结果如表所示： 　　表2 不同月份乙酸钠投加量脱氮效果 　　由上表2数据可知，经过上向流反硝化深床滤池的处理后，出水TN平均浓度能够低于10 mg/L，可以发现随着总氮去除量的增加相应的碳源投加量也会随之增加，其中在12月份碳源投加量达到了最大值，为178.31 mg/L，相对应的总氮去除量为13.69 mg/L。根据表2中乙酸钠投加浓度与TN去除量的数据，可以计算出4月～12月反硝化深床滤池去除单位硝态氮消耗的乙酸钠投加量（NaAC/△TN），结果可见图2。 　　图2 不同月份单位硝态氮消耗的乙酸钠投加量 　　从图2可以看出，广东省某水质净化厂（一期）提标改造工程采用的上向流反硝化深床滤池单位硝态氮消耗的乙酸钠投加量（NaAC/△TN）在2.47～3.83 kgNaAC/（kgNO3- N），其中最大值为3.83，其余均不超过理论投加量3.67，表明本工程的反硝化深床滤池碳源利用率较高，主要是因为上向流进水方式不存在配水跌落充氧的现象，从而有效避免进水溶解氧（DO）二次升高，可以节约这部分DO作为电子受体所消耗的碳源。根据相关报道，常规的下向流反硝化深床滤池会因进水渠道配水跌落引起DO 值平均上升2.19 mg/L，由此消耗了大量的碳源。在相同条件下，上向流反硝化深床滤池相比于下向流反硝化深床滤池的碳源投加量可节省30%以上。此外发现，上向流反硝化滤池水头损失达到3m左右时，滤池需要进行反冲洗，相对应的反洗周期为24h。 　　图3是该水质净化厂（一期）提标改造后上向流反硝化深床滤池4月份TN的处理效果，结果显示在进水TN为10～20mg/L之间，出水TN≤5mg/L，TN去除率为50%～80%。同时，可以发现深床滤池具有良好的抗冲击负荷能力，在进水TN波动较大的情况下也能够保证出水在10mg/L以下。 　　随着三部委印发《城镇污水处理提质增效三年行动方案(2019-2021年)》，2020年广东省某水质净化厂（一期）污水管网修复、雨污分流的逐步完善，污水厂进水水质浓度提高，提质增效后上向流反硝化滤池进水总氮较2019年明显升高，结果可见图4。 　　图5是上向流反硝化深床滤池11月份和12月份的TN处理效果，从运行的数据可以看出，进水TN为 22.7～38.2 mg/L之间，经深床滤池处理后出水能够稳定低于12 mg/L，去除率高达57.5%～80.6%。与此同时，还发现滤池最大的TN去除量高达29.4 mg/L，相应的反硝化负荷达到了2.08 kgNO3-N/（m3·d）。即使在进水TN超设计值90% 的情况下，出水TN依旧能稳定低于12mg/L，说明上向流反硝化滤池脱氮效率极高。因此，针对一些生化池TN处理效果不理想且具备改造条件的工程，上向流反硝化深床滤池是非常适合作为其深度处理工艺。同时，该深床滤池脱氮能力极强，能够为用户后续再次提标升级留有充分的空间。 　　此外，上向流反硝化深床滤池采用石英砂的固定滤床，具有较好的同步脱氮除磷功能，运行过程中在SBR池投加除磷剂，经上向流反硝化滤池截留过滤，TP去除率能够达到20%～40%，出水TP能够稳定低于0.3 mg/L。同时上向流反硝化滤池能够进一步确保出水达标排放，出水COD≤30 mg/L、BOD5≤6 mg/L 、SS≤5 mg/L。反硝化深床滤池进、出水COD、BOD5、SS和TP浓度见下表3所示。 　　表3 深床滤池进、出水COD、BOD5、SS及TP 　　05 　　技术经济分析 　　本提标改造工程新增精细格栅和上向流反硝化滤池模块化装备，新增占地面积仅1300 m2，新增装机功率600 kW，运行功率480 kW，新增吨水电耗费用约为0.05元；乙酸钠消耗量为4187.4 t，乙酸钠市场价按照1600元/t，新增吨水乙酸钠费用为0.177元，共计新增吨水直接运行费用为0.227元。 　　06 　　处理工艺及模块化装备特点 　　（1）具有同步脱氮除磷功能，脱氮效率高，出水TN可低至5mg/L 　　上向流反硝化深床滤池采用底部进水、上部出水的上向流过滤方式，利用管道封闭式进水，解决下向流滤池进水时跌水增加溶解氧浓度的问题，通过控制较低的溶解氧浓度，可有效提高脱氮效率。根据工程应用情况，上向流反硝化深床滤池可通过过滤作用，实现SS和TP的去除，经反硝化作用去除TN，其出水可稳定达到TN≤10mg/L，且通过工程试验验证，处理出水TN可低至5mg/L。 　　（2）进水不复氧，碳源投加量可节省30%以上 　　根据工程经验总结，反硝化滤池碳源投加量的计算公式为：碳源投加量=2.86×去除NO3-量+1.71×去除NO2-量+去除DO量。常规下向流反硝化深床滤池因进水跌落充氧，会造成碳源大量浪费，同时因DO浓度高而滤料繁殖大量异养菌；上向流反硝化深床滤池进水与空气隔绝，避免了复氧过程。实践发现，相较于下向流反硝化深床滤池，上向流反硝化深床滤池碳源投加量可节省30%以上。 　　（3）纳污量大，反洗周期长，可省去高效沉淀池 　　上向流过滤是基于“反粒度”理论，在过滤过程中，水流由下而上先通过粒径较粗的滤层而后通过较细的滤层，整个滤层截污均匀，大大提高了滤料层的纳污量，延长了反冲洗周期，根据一些工程项目，上向流反硝化滤池反洗周期通常为24～48h，相对应的水头损失达到3m左右。而下向流滤池大部分截污集中在表层50cm，没有发挥下部的截留作用。据试验数据表明，同等条件下，上向流滤池的纳污量为下向流的5倍以上。因此，上向流反硝化深床滤池在纳污量提高的基础上，延长了反冲洗周期，可以更好地发挥出同步除磷性能，在用地紧张的污水厂提标项目中，可省去高效沉淀池，大大节省投资成本。 　　（4）无需驱氮设施，且进一步保证微生物活性 　　在下向流反硝化深床脱氮过程中，点状氮气气泡会聚集在介质的表层，形成“气堵”现象，滤速低，必须借助外力进行驱氮，恢复水头。根据相关工程，下向流反硝化深床滤池通常每间隔2-5h开启反冲洗水泵2-3min驱氮一次，在驱氮过程中，悬浮微生物和部分附着型微生物会随着水流流失，会减弱其反硝化效果。而上向流反硝化深床滤池产生的氮气释放与水流同向，氮气能够得到及时排放，可有效避免气阻。因此，上向流反硝化深床滤池滤速可适当提高，无需进行驱氮，简化了设备与操作程序，避免了驱氮过程中对微生物冲击及微生物总量的影响，进一步保证了微生物活性，总氮去除效率更高。 　　（5）碳源投加的精准控制 　　上向流反硝化深床滤池碳源的投加采用“模糊控制”法，设置总进水流量计、进出水溶解氧浓度及进出水硝酸盐氮含量的反馈，通过建立数学模型，动态控制碳源加药量。在保证出水COD、BOD5达标的前提下，能精确的控制总氮的去除。 　　（6）独特的布水布气系统，反洗更均匀 　　反硝化深床滤池应用于深度处理，需要投加碳源及除磷剂，截留的固体杂质多，产泥相对增加，因此对反冲洗系统的技术要求较高。上向流反硝化滤池运用独特的布水布气技术，采用上向流多功能滤管实现过滤的布水、反洗布水及反洗布气，能确保布水布气更加均匀，反冲洗无死区，能有效防止滤料堵塞。 　　（7）采用模块化装备的建造模式 　　将上向流反硝化深床滤池工艺设计成标准化设备，统一尺寸，模块化装配，大大节省工期，安装便捷，易于搬迁，可循环利用，并可根据近期、远期处理规模大小，分期灵活配置，不受安装场地及施工周期限制。同时，采用模块化装备的建造模式，将其与园林绿化结合，打造成公园化嵌入式污水处理厂，整体景观效果可媲美地下式污水处理厂，可达到环境友好的目的，解决污水处理厂建设存在的邻避问题。 　　07 　　结语 　　①基于该提标改造工程，经上向流反硝化深床滤池深度处理后，污水处理厂出水能够稳定达到COD≤30 mg/L，BOD5≤6 mg/L，TN≤12 mg/L，SS≤5 mg/L，TP≤0.3 mg/L，且最大的TN去除量高达29.4 mg/L，相应的反硝化负荷达到了2.08 kgNO3-N/（m3·d）。同时，在进水TN为10～20mg/L之间，其出水总氮可低至5 mg/L以下。 　　②上向流反硝化深床滤池脱氮除磷效果好，纳污量大，无需设置高效沉淀池，可以用于污水处理厂提标扩容或新建项目，对于场地受限的污水处理厂特别适用。 　　③上向流反硝化深床滤池进水不存在跌落充氧的现象，可以有效避免进水DO二次提升，碳源的利用率高，再完美结合精准的碳源投加控制方式，比传统反硝化深床滤池的碳源投加量节省30%以上。　　随着城市水环境综合治理的需求，污水厂一级A标准全面推行，而提标改造工程合理的工艺选择设计将直接关系到工程投资和运行成本，并影响污水厂高效低耗、安全稳定运行。那么污水处理厂如何合理地进行提标改造工艺设计？ 　　本文总结发表《净水技术》“城镇供排水设计案例”专栏的污水厂一级A排放标准提标改造的案例，讨论了污水厂出水提标至一级A标准的技术手段，并对污水厂未来发展方向提出了建议。 　　某污水处理厂效果图 　　随着污水处理厂数量增加，污水处理能力不断增强，我国污水年处理量大幅提升。 　　根据住建部统计年鉴数据，截至2018年，我国城镇污水年排放总量和污水处理总量分别为620.55亿立方米和587亿立方米，污水处理率达到94.6%。其中污水年排放量及处理总量较2000年分别增长了0.65倍和4倍，污水处理率提升2倍。2018年城市污水处理厂2321座，县城污水处理厂1598座。 　　我国污水处理情况 　　城市污水处理厂发展 　　城市污水处理厂的发展主要经历了几个阶段。 　　第一阶段：以去除悬浮物、较大颗粒物为主的一级污水厂，处理工艺一般为沉砂池、初沉池，该类污水厂主要建于20世纪初期，对污水中BOD5、SS的去除率分别约为30%与50%，目前一级污水厂仅在特殊情况下采用或作为更高级污水厂分期建设的第一阶段。 　　第二阶段：以生物处理为主体二级污水厂，即一般在预处理的基础上新增曝气反应池和二沉池，该类污水厂在20世纪50年代以后得到快速发展，可去除水中可生物降解的有机物、悬浮固体以及部分营养物质（氮、磷）等，尤其是对污水中COD、BOD的去除率分别可达到80%与90%。 　　二级生物处理主要包括活性污泥法（AO工艺、AAO工艺、氧化沟OD工艺以及SBR工艺等）和生物膜法（生物滤池等），目前两者共同覆盖了我国城镇污水处理设施主体工艺的90%以上。 　　第三阶段：以“混凝-沉淀-过滤”深度处理工艺为代表的三级污水厂，该类污水厂在20世纪60年代末开始建设，至90年代逐渐得到重视，主要用来进一步去除污水中剩余的悬浮固体，氮、磷等营养物质以及其它微量有机物，三级污水厂出水大大降低了污染负荷，对于控制水体富营养化，改善水环境质量具有重要意义。城市污水处理厂工艺流程如图所示。 　　目前城镇污水处理厂正迈向下一阶段，实现以循环经济和可持续发展为核心的再生水利用、能源循环、资源回收的“新概念厂”。2021年1月11日，发改委等10部委联合发布《关于推进污水资源化利用的指导意见》（发改环资〔2021〕13号），要求2025年全国地级及以上缺水城市再生水利用率达到25%以上，再生水将成为城市的“第二水源”。北京槐房再生水厂就是一座全地下式再生水厂，地上为生态湿地。出水水质主要指标达国家地表环境IV标准，出水主要用于河湖补水、绿化、市政杂用、工业冷却用水等。 　　槐房污水处理厂 　　污水处理厂的提标改造 　　一级A 标准已逐步在城镇污水处理厂的设计和提标改造中全面实施。住建部2018统计资料显示，我国累计建成投运的城镇污水处理厂4332座，出水水质执行一级A标准比例达62.2%。随着水污染的防治力度的加大，北京、安徽、江苏等部分地区制定了严格的地方标准，将排入地表水体N、P等污染物的排放限值规定进一步接近或达到地表Ⅳ类水体水质。但结合我国实际发展情况，大部分地区还应以一级A标准为污水处理的主要目标，因地制宜地实施污水处理厂的升级改造。 　　我国城市生活污水有向低碳氮比形式演变的趋势，传统反硝化工艺因无法得到充足的碳源而难以达到深度脱氮的效果。同时，部分城市因为前期重视不足，在市政工程建设期间投入资金严重不足，或者缺乏科学性规划，导致给排水管道简单，使得城市污水处理厂每日进水中氮、磷来源复杂且含量不稳定。污水厂水质提标时，可能存在已建生物反应池脱氮除磷能力可不足，二级生物处理本身较难保证出水SS、TP及TN同时达到一级A标准等问题。需采取强化二级生物处理工艺或增加深度处理工艺的方法进行提标改造，确保污水厂出水水质达到一级A标准。例如TN，需要进行生物反应池改造强化生物脱氮，同时增加后置反硝化脱氮工艺和碳源补充措施等。在实际工程应用中，应结合不同地区污水处理厂运行的实际情况、污水厂实际进出水水质分析等，因地制宜，合理地进行工艺选择。 　　山峡库区某污水处理厂 　　高邮某污水处理厂一期工程规模为2.5万m³/d,出水执行一级B标准，主体工艺采用百乐克(BIOLAK)工艺，存在耐负荷冲击小和出水水质不稳定等缺点。扩建及提标改造工程则通过比选后采用更为稳定可靠且出水水质稳定的AAO 处理工艺,同时为了使TP、SS 和TN 稳定达到一级A标准,深度处理采用“高效沉淀池+深床反硝化滤池”处理工艺，预处理采用水解酸化池。 　　东莞市某小型生活污水处理厂处理规模为5万m³/d，出水执行一级B标准。污水排放标准需全面提升至一级A标准。原有工艺主体氧化沟，在有机物去除处理上有较好的作用，但在深度脱氮除磷方面没有明显的成效。实测数据表明，该污水处理厂提标重点在于强化反硝化脱氮。因此，采用新增“反硝化生物滤池+滤布滤池+紫外消毒池”改造工艺。 　　提标改造工艺选择 　　污水的各类处理工艺中，AAO类型工艺适用最为广泛，占比达到33%；其次是氧化沟和SBR工艺，分别占比29%和19%，MBR工艺占比3%。 　　数据来源：《城镇排水统计年鉴》（2017） 　　在传统的生物脱氮除磷工艺中，污水中氮的去除通过有机物氧化、氨化、硝化和反硝化过程实现，认为硝化与反硝化两个过程相对独立。但是，在实际工程应用中，同一反应池中生物脱氮与生物除磷过程易受各种因素影响（包括温度、pH、碳源、溶解氧、污泥龄、混合液或污泥回流比等），并相互制约，很难同时获得较高的生物脱氮、生物除磷效率。因此，在污水厂提标改造时，对现有二级生物处理工艺脱氮除磷效率进行分析，深入挖掘传统工艺脱氮除磷能力，减少后续工艺流程长度，是十分必要的。 　　不同工艺脱氮除磷效果 　　南方某氧化沟工艺污水厂通过增设内回流渠、改为底部曝气等措施优化DE氧化沟处理效果。在实际工程应用中，若要进行生物脱氮或生物除磷，一般要求进水BOD5/TKN＞4或BOD5/TP＞17，保证碳源充足；若要同步脱氮除磷，由于污水生物脱氮与生物除磷之间存在碳源竞争，所需C/N、C/P值更高。因此，碳源不足可能成为限制生物脱氮除磷效率提高的关键因素。随着厌氧氨氧化、短程硝化反硝化和反硝化除磷等新型生物脱氮除磷工艺研究的应用，污水处理过程中的碳源、能源消耗可大大减少，但上述工艺在国内实际工程应用的还较少。因此，现阶段我国污水处理厂提标改造工艺设计的一般原则仍然是优先生物脱氮，强化生物除磷、辅助化学除磷，同时宜考虑碳源补充措施。 　　浙江某污水处理厂根据项目进水水质特征对碳源投加、生物除磷强化、化学除磷药剂投加调整、活性污泥浓等工艺控制参数进行优化,挖掘系统内在潜力。 　　提标改造工艺设计与改造 　　已建处理单元改造（1）初沉池改造 　　污水厂中初沉池主要用来降低悬浮固体的含量，保证后续生物处理系统的正常运行，但另一方面，初沉池对碳源也有一定比例的去除（BOD的去除率为25%~40%），造成污水厂生物反应池进水碳源不足问题更加突出，影响生物脱氮除磷效率。目前，针对污水厂已建初沉池，结合具体工程条件，若需要进行改造，一是将初沉池改为厌氧区或（预）缺氧区，增加生物反应池水力停留时间；二是利用初沉池污泥发酵产生VFA（挥发性脂肪酸），充分利用内部碳源，提高系统脱氮除磷效果。研究表明，初沉发酵池宜在进水BOD5/TN偏低（BOD5/TN＜4）、SS/BOD5偏高（SS/BOD5＞1.2）时设置，可有效提高生物系统的污泥活性，减少外部碳源投加量。 　　厦门同安污水厂通过增设初沉池,通过一级高效沉淀池的初沉,在去除SS 的同时,去除约20%的有机污染物,降低后续生物处理的负荷。（2）生物反应池改造在提标改造工艺设计时，应结合现状水质分析，按设计进出水水质对已建生物反应池池容进行复核。通过技术改造，充分发挥二级生物处理功能，提高生物脱氮除磷效率。目前，已建生物反应池改造常用的方法有： 　　①调整功能分区，若已建生物反应池容积基本满足要求，可通过新增土建隔墙或结合初沉池改造的方式，将原池内各段分区进行调整，或改为倒置AAO工艺、五段Bardenpho工艺、UCT工艺等。 　　长三角地区某污水处理厂规划设计总规模为8. 0×104 m³ / d，采用AAO 生化池主体工艺，出水执行一级A标准。污水处理厂需要提标改造和扩建，出水水质需准Ⅳ类标准。将现状AAO生化池改造为五段Bardenpho工艺，在好氧区增加悬浮填料,形成移动床生物膜反应器(MBBR), 深度处理增加高效沉淀池以强化TP、SS 和COD 的去除效果。 　　②MBBR工艺改造：即一般在优先保证厌、缺氧区容积的条件下，通过好氧区投加悬浮填料富集微生物，实现活性污泥法与生物膜法联用，保证二级生物处理效果，该方法比较适用于用地限制、不增加反应池容积的老厂改造。 　　   沈阳市沈水湾污水处理厂处理工艺采用浮动填料生物膜法，在升级改造中采用MBBR(AAO 布置形式)+深床纤维滤池+紫外线消毒工艺，改造后出水满足一级A标准。  　　    　　③扩容减量改造，通过核减已建生物反应池处理规模，减小负荷、延长水力停留时间，同时另外新建生物反应池满足污水处理水量要求。 　　上海某海滨污水处理厂采取“减量扩容+深度处理”这一整体工艺路线,以保证在实施期短及原有生反池不断水要求下的提标改造效果。 娄江污水处理厂为满足苏州地区制定的苏州特别排放限值要求，特别是TN的要求，实施提标改造工程。考虑现状二级处理单元减量运行，同时，对现状生反池内设备进行更新改造和调整，调整回流比，改善曝气系统，优化工艺运行；新增7万m³/d的预处理+ Bardenpho工艺，强化脱氮。 　　增加深度处理工艺在二级生物处理出水之后增加深度处理工艺，是保证出水水质稳定达到一级A标准的重要一步。根据工程设计进出水水质分析及主要污染物控制目标，深度处理工艺设计一般可分为4类，如图所示。 　　如二级处理出水水质指标接近或可达到一级A标准，且达标率较高、污水厂进水水质也趋于稳定，可采用直接过滤（混凝-絮凝-过滤）或接触过滤（混凝-过滤）工艺。 　　如二级处理出水中NH3-N、TN较低，TP和SS指标相对较高，可采用混凝-絮凝-沉淀-过滤工艺，出水经消毒处理后，确保达到一级A标准。 　　如二级处理出水水质相对一级A标准差距较大，NH3-N和TN也较高，可采用曝气生物滤池强化脱氮，后续增加混凝-絮凝-沉淀-过滤-消毒工艺，确保出水水质稳定达标。 　　如二级处理出水仍需进行脱氮除磷，污水厂用地又十分紧张，出水标准也较高（或高于一级A标准），则可采用MBR工艺，出水经消毒处理后达标排放。污水厂提标改造方法还包括气浮、臭氧氧化、活性炭吸附等，由于污水厂实际情况各不相同，出水标准要求也不同，最终设计方案需通过技术经济综合比选后确定。但工艺设计时，宜优先考虑强化二级生物处理脱氮除磷效率，减少后续工艺流程长度，否则可能会造成工程投资增大、运行成本增加，也不符合污水厂节能减排的要求。 　　（1）高效沉淀池高效沉淀池一般包括快混区、絮凝区和沉淀区三部分，通过投加化学药剂，可有效去除COD、SS和TP，去除率分别可达60%、80%与90%。根据《城镇污水再生利用工程设计规范》（GB 50335—2016），高效沉淀池主要设计参数为：混合时间宜为0.5~1.0 min，絮凝时间宜为8~15 min，沉淀池表面负荷宜为10~20 m³·（m²·h）-1，污泥回流比宜为3%~6%。近年来，出现了磁粉或微砂等介质强化高效沉淀池，通过投加磁粉或微砂，可提高絮体密实度，缩短沉降时间，减少化学药剂的投加量，但工程应用时还需重点关注流失磁粉或微砂对后续污泥处理处置的影响。 　　（2）过滤工艺目前，工程上过滤工艺的可选方案包括纤维滤布滤池、V型滤池、微过滤器、反硝化深床滤池以及曝气生物滤池等，其中前三者一般仅有过滤功能，以去除SS为主；而反硝化深床滤池、曝气生物滤池兼有过滤和生物脱氮功能，尤其是曝气生物滤池，通过设计不同的池型，可对BOD5、SS、NH3-N、TN等具有较好的去除效果，工艺设计时宜将曝气生物滤池置于化学除磷之前，保证进水磷酸盐等营养充足；此外，硝化滤池还要特别注意控制进水氨氮浓度，保证冬季硝化细菌的正常生长。 　　曝气生物滤池 　　三峡库区某城镇污水处理厂设计处理规模为12万m³/d，原处理工艺为“预处理＋AAO＋二沉池＋液氯消毒”，出水满足一级B标准，除TP、SS，其余指标均能满足一级A标准，因此提标改造的重点是TP和SS。目前，常见的处理方式为“絮凝沉淀＋过滤”，通过化学除磷保证出水TP达标，过滤后进一步降低水中SS。结合实际情况，本项目采用“高效沉淀池＋滤布滤池”。上海某污水处理厂出水可稳定达到一级A 标准，但NH3-N及TP需达到Ⅳ类水的新标准。出水NH3-N达到新标准1.5 mg/L的合格率只有60%，出水TP 达到新标准0.3 mg/L合格率仅为50%,故深度处理单元重点考虑TP 去除,并确保后续SS 出水达标。考虑到近期污水厂进水水质偏淡,深度处理单元近期采用“磁混凝沉淀池+精密过滤器”,并预留远期反硝化深床滤池用地。远期随着污水厂进水水质提升及污水出水标准进一步提高,采用“磁混凝沉淀池+反硝化深床滤池”工艺。 污水厂提标改造需结合不同地区的现状差异，充分研究、因地制宜，确定合理的出水标准与技术方案，最大发挥污水厂的工程效益。 　　稿件来源：净水技术 设计案例　　摘要：本文介绍了高效沉淀池的工艺流程及技术特点，在常规混凝沉淀工艺中投加微砂、重介质等，增加混凝絮体结构重量，加快絮体的沉降速度，去除生化二沉池出水中含有的TP、SS。结合工程应用实例，表明该工艺运行稳定可靠，出水各项指标满足处理标准，运行成本较低，适合于城市污水厂提标改造推广应用。 　　关键词：高效沉淀池；提标改造；重介质；微砂；TP；SS 　　为进一步落实环境保护目标，提高人民生活环境质量，贯彻“绿水青山就是金山银山”的理念，各地城镇污水处理厂进一步提高出水水质标准，先后进行了污水处理厂深度处理等一系列提标改造工程，出水指标由《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）中的一级B提高到一级A的标准。浙江省在2018年正式了新的地方标准，要求市政污水处理厂出水提标至准Ⅳ类标准，并于2019年1月1日开始逐步实施。高效沉淀池工艺是污水处理厂提标改造工程中常用的深度处理工艺，以二沉池出水作为处理对象，通过投加混凝剂、絮凝剂使来水中的悬浮物形成大颗粒絮体，并可辅以投加重介质、微砂等，进而提高悬浮物沉淀速度，从而达到进一步降低出水SS及TP的目标。结合后续处理工艺，可确保污水处理厂出水稳定达标到一级A及类Ⅳ类标准。本文结合浙江省某污水处理厂提标改造工程应用实例，以该项目高效沉淀池系统为研究对象，考察该工艺处理效果及运行成本。 　　1工艺流程 　　高效沉淀池工艺流程见图1所示。高效沉淀池由进水混合区（回流区）、快速搅拌区、絮凝搅拌区、斜管沉淀区等4个区域组成。快速搅拌区域投加10%浓度的聚合氯化铝溶液，与二沉池出水中的磷酸盐进一步发生反应，同时与进水中悬浮物、胶体、斜管沉淀区回流污泥等进行充分的机械搅拌混合，产生碰撞，形成化学污泥絮体。在絮凝搅拌区内投加阴离子聚丙烯酰胺（PAM）助凝剂、大比重介质，使在混合区搅拌过程中形成的细小絮体与大比重介质接触碰撞，形成较大絮凝颗粒。絮体包裹重介质颗粒形成的胶核，通过布水区进入斜管沉淀池，自下而上通过斜管沉淀区，絮体受重力作用，在斜管内进一步反应，同时在重介质胶核的作用下，加速澄清，实现泥水分离。斜管上部澄清后的出水经过不锈钢集水槽溢流出水，而沉淀形成的污泥由中心传动刮泥机刮至底部集泥斗，由污泥回流泵抽出，排至泥水介质分离器，重介质及部分污泥回流至搅拌区，剩余污泥通过剩余污泥泵排出至污泥处理系统，与生化系统剩余污泥一并脱水处理后处置。 　　2工艺特点 　　高效沉淀池根据不同的工艺形式具有不同的技术特点，具体如下：（1）利用重介质及回流污泥作为进水中悬浮物载体，成本低、技术先进。（2）通过投加混凝剂、絮凝剂形成大颗粒絮凝污泥，加速沉淀，可有效去除水中磷酸盐、悬浮物等，对TP、SS去除效率高，出水指标稳定，并可以进一步去除COD。（3）水力负荷高，抗冲击能力强。常规高效沉淀池斜管沉淀区的水力负荷可达q=10-12m3/m2·h，添加磁粉或微砂等胶核重介质后沉淀池水力负荷甚至可达q=40-60m3/m2·h，当二沉池出水水质水量变化较大时，高效池可有效防止水质水量的冲击影响。（4）工艺实际占用土地少，单位处理能力大，节地节能环保。（5）运行成本相对较低，重介质回收率可达99%以上。基于工艺占地、投资成本、运行费用等方面的优势，高效沉淀池在当前的污水处理厂提标改造工程中，得到了大量实际应用，运行效果稳定。 　　3工艺应用实例 　　浙江省某城市污水处理厂设计总规模为32×104m3/d，分2组运行，单组规模16×104m3/d，改造前原有主体工艺采用AAO生物反应池+二次沉淀池，出水执行城镇污水处理厂污染物排放标准一级B标准，处理合格尾水排江。提标工程分为2组实施，单组规模16×104m3/d，提标处理采用高效沉淀池+滤布滤池工艺。原有二沉池出水通过提升至高效沉淀池、滤布滤池，辅以药剂投加进行深度处理，进一步去除TP、SS，出水达到污染物排放标准中的一级A标准。 　　3.1设计进、出水水质 　　高效沉淀池设计进出水水质情况详见表1。 　　3.2工艺设计参数 　　单组高效沉淀池（2套合建）工艺设计参数情况详见表2。 　　3.3主要工艺配套设备清单 　　单套高效沉淀池工艺配套设备情况详见表3。 　　3.4运行效果及处置成本 　　工艺系统经过单机调试、系统联动调试，投入正常生产运行，经现场监测，设备生产运行工况良好，出水水质指标稳定，连续监测期间出水水质指标均符合要求（SS＜5mg/L、TP＜0.3mg/L），详见表4和表5。高效沉淀池运行成本主要有药剂费、水电费、投加介质材料费等。10%浓度PAC溶液、阴离子PAM、微砂补充分别按照500元/t、25000元/t、600元/t计算，电费按照0.67元/(kW·h)计算，稀释用自来水按照4.2元/t计算，运行期间吨水直接处理成本经测算约为0.125元（不含投资费用）。本项目高效池PAM稀释用自来水在后期改造为厂内中水后，处置成本进一步得到了降低。 　　4结论 　　实际运行效果表明，高效沉淀池工艺运行稳定可靠，自动化运行程度高，出水水质优良，完全满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）中一级A的标准，运行经济、成本可控，具有较高的推广应用价值。本工艺结合投加微砂、重介质等，在保证有效去除总磷（TP）、悬浮物（SS）的前提下，能够减少混凝剂（PAC）的投加量，同时微砂、重介质等可回收利用，降低了直接处理成本，具有经济、高效、稳定、可靠的特点，在污水处理厂提标改造中具有着广阔的应用空间。 　　参考文献： 　　[1]DB33/2169—2018城镇污水处理厂主要水污染物排放标准[S].浙江省地方标准，2018. 　　[2]贾伯林，肖峰，杨志宏，等.重介质混凝沉淀工艺中的专利解决方案[J].广东化工，2019,46(1):110-111. 　　作者：陈勇华 单位：上海水业设计工程有限公司

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