【摘 要】本文结合工程实例对城镇污水处理工艺优化方案进行了阐述，以供同仁参考。
【关键词】污水处理工艺；优化方案；实例论证
0.前言
城镇污水处理工艺的优化，是环保工作者面临的首要问题。目前我国城市污水处理厂设计采用的工艺，基本涵盖世界各国的先进工艺，工艺技术水平与国外同类技术水平比较接近。总体上讲，我国城市污水处理仍以A/O、A2/O及其变形工艺、氧化沟、SBR及其变形工艺为主，其它工艺也正在不断发展和完善。本文结合工程实例对城镇污水处理工艺优化方案进行了阐述，以供同仁参考。
1.污水处理工艺方案选择原则
（1）论证方案的先进性和可行性。一方面应当重视工艺所具备的技术指标的先进性，另一方面必须充分考虑适合中国的国情和工程的性质。城市污水处理工程不同于一般点源治理项目，它作为城市基础设施工程，具有规模大、投资高的特点，且是百年大计，必须确保百分之百的成功，工艺的选择更注重成熟性和可靠性。因此，我们强调技术的合理，而不简单提倡技术先进，必须把技术的风险降到最小程度。
（2）合理确定处理标准，节省工程投资。选择简捷紧凑的处理工艺，尽可能地减少占地，力求降低地基处理和土建造价。同时，必须充分考虑节省电耗和药耗，把运行费用减至最低。对于我国现有的经济承受能力来说，这一点尤为重要。
（3）充分考虑到我国现有的运行管理水平。城市污水处理是我国的新兴行业，专业人才相对缺乏。在工艺选择过程中，必须充分考虑到我国现有的运行管理水平，尽可能做到设备简单，维护方便，适当采用可靠实用的自动化技术。应特别注重工艺本身对水质变化的适应性及处理出水的稳定性。
2.工程优化实例分析
2.1工程概况
某污水处理厂原有处理工艺为脱氮除磷效果较为稳定的水解酸化+倒A2/O-Galaxy工艺，总规模80000m3/d，预处理部分按40000m3/d建设，生化部分先按20000m3/d进行建设，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918―2002）的一级B标准。
2.2工艺流程图和进出水水质
2.3存在的问题
2.3.1可生化性差、快速生物降解有机物少
一般BOD/COD在0.3～0.5之间，表明污水的可生化性好，利于微生物生化降解。污水生物脱氮除磷系统中反硝化菌和聚磷菌所需要的碳源主要为快速生物降解有机物（VFA），去除lmg磷一般需要7～9mg的VFA，反硝化过程的需要量更多。该污水进水工业废水70%以上，生活污水仅占23%～30%，BOD/COD远远小于0.3，该污水中颗粒性有机物占有机物总量的70%以上，而可利用的快速生物降解碳源仅占有机物含量的10%～20%，不能满足脱氮除磷所需。
2.3.2 A2/O工艺难以同时得到氮、磷的高去除率
在A2/O工艺同一系统中硝化菌、反硝化菌、聚磷菌在有机负荷、泥龄以及碳源需求上存在着竞争性矛盾，难以同时获得氮、磷的高效去除。同时倒置缺氧池还存在碳源的争夺问题。原污水先进入缺氧池再进人厌氧池，污水中的易生物降解有机物将优先被反硝化菌利用，聚磷菌将得不到足够碳源，达不到除磷的目的。
2.3.3进水水质不稳定
该污水处理厂进水主要为工业废水，废水排放不规律，水质和水量直接冲击系统，导致运行不稳定。
2.4工艺优化方案
污水处理厂的优化工艺包括水力改造、设备改造和工艺升级改造等，其中污水处理工艺升级改造是提高出水水质的关键。与新建污水处理厂不同，污水处理厂升级改造的工艺选择问题相对复杂，通常情况下要考虑三个问题：①尽量利用原有构筑物，投资少；②工艺运行可靠，灵活性强；③处理效率高，能耗低。本优化工程就是在原有处理工艺的基础上，综合考虑本工程的建设规模、进水特性、处理要求、工程投资、运行费用和维护管理，以及充分利用原有设施等情况，结合原有工艺问题，参照国内外的研究成果和各种工艺的技术经济性能等指标，设计规模80O00m3/d，选用“强化生化系统+化学除磷+滤池过滤深度处理”工艺为本工程优化处理工艺，通过生物脱氮除磷、化学除磷和深度处理完全达到一级A标准。工程内容包括新建纤维转盘滤池、活性砂滤池、加药间等建构筑物及设备安装，并对原有絮凝沉淀池等设施按工艺设计要求进行了相应改造。该工艺主要特点为：
2.4.1对原有处理系统去碳、硝化反硝化功能的强化
根据目前设计与运行状况，可以通过提高污泥浓度、延长泥龄等措施，调整部分工艺参数，强化系统的去碳和硝化反硝化功能，使出水CODcr、BOD5、NH3-N和TN等指标达到新的排放标准。通过对原有设施的功能强化，在最大程度上节省了工程总投资。
2.4.2增加化学除磷工艺
根据本工程优化目标，出水总磷浓度要求不大于0.5mg/L，采用投加聚铝等化学药剂进行化学除磷措施，投加点为混合反应池末端，化学除磷药剂反应产生沉析，凝聚作用还可以去除部分悬浮物，减少悬浮物携带TP；化学除磷产生的污泥。可避免厌氧消化过程中磷的重新释放；出水总磷浓度降至0.5mg/L。
2.4.3增加深度过滤设施
过滤技术是污水深度处理的常用手段，是实现一级A出水标准的必需手段，也是本次升级改造的重点措施。经过对各种过滤技术方案论证，并结合污水处理厂建设用地特点、现有水力高程和建设工期要求。最终选择了占地面积小、过滤效率高、施工周期短的纤维转盘过滤工艺和活性砂过滤工艺两种技术。
①纤维转盘滤池优点。出水水质好，耐冲击负荷，占地面积小，设备闲置率低，总装机功率低，运行自动化程度高，维护简单、方便，滤前处理系统的事故对滤池的影响较小，并且恢复较快，设计周期和施工周期短。
②活性砂滤池优点：a）过滤连续运行，无需停机反冲洗，效率高，出水水质稳定.易于改扩建；b）不需要反冲洗水泵及其停机切换用电动、气动阀门，无需单设混凝、澄清池，无需混凝、澄清用机械设备；c）集混凝沉淀及过滤于一体。大大简化了工艺流程及占地空间，与常规砂过滤工艺相比，可节省30%～40%的化学药剂，可节省70%的设备空间，运行及维护费用低；d）对于高SS含量的废水不需预处理（进水SS可达150mg/L）；e）深层过滤，滤床深度2000mm，滤床压头损失小，只有0.5m；f）采用单一均质滤料，无须级配层，滤料被连续清洗，过滤效果好，无初滤液问题。 3.结语
目前，我国的污水处理工艺发展趋势是流程简洁，控制灵活，单元操作简单以及节约用地的一体化工艺流程。本工程改造由于采用的技术先进可靠，使得本工艺改造工程的总投资、运行成本较其他工艺都有大幅度的节省。 [科]
【参考文献】
[1]沈耀良，王宝贞.废水生物处理新技术―理论与应用（第2版）[M].北京：中国环境科学出版社，2006.
[2]张辰，李春光.浅谈城市污水处理厂的技术改造[J].中国给水排水，2004，20（4）：20～23.
【关键词】污水处理工艺；优化方案；实例论证
0.前言
城镇污水处理工艺的优化，是环保工作者面临的首要问题。目前我国城市污水处理厂设计采用的工艺，基本涵盖世界各国的先进工艺，工艺技术水平与国外同类技术水平比较接近。总体上讲，我国城市污水处理仍以A/O、A2/O及其变形工艺、氧化沟、SBR及其变形工艺为主，其它工艺也正在不断发展和完善。本文结合工程实例对城镇污水处理工艺优化方案进行了阐述，以供同仁参考。
1.污水处理工艺方案选择原则
（1）论证方案的先进性和可行性。一方面应当重视工艺所具备的技术指标的先进性，另一方面必须充分考虑适合中国的国情和工程的性质。城市污水处理工程不同于一般点源治理项目，它作为城市基础设施工程，具有规模大、投资高的特点，且是百年大计，必须确保百分之百的成功，工艺的选择更注重成熟性和可靠性。因此，我们强调技术的合理，而不简单提倡技术先进，必须把技术的风险降到最小程度。
（2）合理确定处理标准，节省工程投资。选择简捷紧凑的处理工艺，尽可能地减少占地，力求降低地基处理和土建造价。同时，必须充分考虑节省电耗和药耗，把运行费用减至最低。对于我国现有的经济承受能力来说，这一点尤为重要。
（3）充分考虑到我国现有的运行管理水平。城市污水处理是我国的新兴行业，专业人才相对缺乏。在工艺选择过程中，必须充分考虑到我国现有的运行管理水平，尽可能做到设备简单，维护方便，适当采用可靠实用的自动化技术。应特别注重工艺本身对水质变化的适应性及处理出水的稳定性。
2.工程优化实例分析
2.1工程概况
某污水处理厂原有处理工艺为脱氮除磷效果较为稳定的水解酸化+倒A2/O-Galaxy工艺，总规模80000m3/d，预处理部分按40000m3/d建设，生化部分先按20000m3/d进行建设，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918―2002）的一级B标准。
2.2工艺流程图和进出水水质
2.3存在的问题
2.3.1可生化性差、快速生物降解有机物少
一般BOD/COD在0.3～0.5之间，表明污水的可生化性好，利于微生物生化降解。污水生物脱氮除磷系统中反硝化菌和聚磷菌所需要的碳源主要为快速生物降解有机物（VFA），去除lmg磷一般需要7～9mg的VFA，反硝化过程的需要量更多。该污水进水工业废水70%以上，生活污水仅占23%～30%，BOD/COD远远小于0.3，该污水中颗粒性有机物占有机物总量的70%以上，而可利用的快速生物降解碳源仅占有机物含量的10%～20%，不能满足脱氮除磷所需。
2.3.2 A2/O工艺难以同时得到氮、磷的高去除率
在A2/O工艺同一系统中硝化菌、反硝化菌、聚磷菌在有机负荷、泥龄以及碳源需求上存在着竞争性矛盾，难以同时获得氮、磷的高效去除。同时倒置缺氧池还存在碳源的争夺问题。原污水先进入缺氧池再进人厌氧池，污水中的易生物降解有机物将优先被反硝化菌利用，聚磷菌将得不到足够碳源，达不到除磷的目的。
2.3.3进水水质不稳定
该污水处理厂进水主要为工业废水，废水排放不规律，水质和水量直接冲击系统，导致运行不稳定。
2.4工艺优化方案
污水处理厂的优化工艺包括水力改造、设备改造和工艺升级改造等，其中污水处理工艺升级改造是提高出水水质的关键。与新建污水处理厂不同，污水处理厂升级改造的工艺选择问题相对复杂，通常情况下要考虑三个问题：①尽量利用原有构筑物，投资少；②工艺运行可靠，灵活性强；③处理效率高，能耗低。本优化工程就是在原有处理工艺的基础上，综合考虑本工程的建设规模、进水特性、处理要求、工程投资、运行费用和维护管理，以及充分利用原有设施等情况，结合原有工艺问题，参照国内外的研究成果和各种工艺的技术经济性能等指标，设计规模80O00m3/d，选用“强化生化系统+化学除磷+滤池过滤深度处理”工艺为本工程优化处理工艺，通过生物脱氮除磷、化学除磷和深度处理完全达到一级A标准。工程内容包括新建纤维转盘滤池、活性砂滤池、加药间等建构筑物及设备安装，并对原有絮凝沉淀池等设施按工艺设计要求进行了相应改造。该工艺主要特点为：
2.4.1对原有处理系统去碳、硝化反硝化功能的强化
根据目前设计与运行状况，可以通过提高污泥浓度、延长泥龄等措施，调整部分工艺参数，强化系统的去碳和硝化反硝化功能，使出水CODcr、BOD5、NH3-N和TN等指标达到新的排放标准。通过对原有设施的功能强化，在最大程度上节省了工程总投资。
2.4.2增加化学除磷工艺
根据本工程优化目标，出水总磷浓度要求不大于0.5mg/L，采用投加聚铝等化学药剂进行化学除磷措施，投加点为混合反应池末端，化学除磷药剂反应产生沉析，凝聚作用还可以去除部分悬浮物，减少悬浮物携带TP；化学除磷产生的污泥。可避免厌氧消化过程中磷的重新释放；出水总磷浓度降至0.5mg/L。
2.4.3增加深度过滤设施
过滤技术是污水深度处理的常用手段，是实现一级A出水标准的必需手段，也是本次升级改造的重点措施。经过对各种过滤技术方案论证，并结合污水处理厂建设用地特点、现有水力高程和建设工期要求。最终选择了占地面积小、过滤效率高、施工周期短的纤维转盘过滤工艺和活性砂过滤工艺两种技术。
①纤维转盘滤池优点。出水水质好，耐冲击负荷，占地面积小，设备闲置率低，总装机功率低，运行自动化程度高，维护简单、方便，滤前处理系统的事故对滤池的影响较小，并且恢复较快，设计周期和施工周期短。
②活性砂滤池优点：a）过滤连续运行，无需停机反冲洗，效率高，出水水质稳定.易于改扩建；b）不需要反冲洗水泵及其停机切换用电动、气动阀门，无需单设混凝、澄清池，无需混凝、澄清用机械设备；c）集混凝沉淀及过滤于一体。大大简化了工艺流程及占地空间，与常规砂过滤工艺相比，可节省30%～40%的化学药剂，可节省70%的设备空间，运行及维护费用低；d）对于高SS含量的废水不需预处理（进水SS可达150mg/L）；e）深层过滤，滤床深度2000mm，滤床压头损失小，只有0.5m；f）采用单一均质滤料，无须级配层，滤料被连续清洗，过滤效果好，无初滤液问题。 3.结语
目前，我国的污水处理工艺发展趋势是流程简洁，控制灵活，单元操作简单以及节约用地的一体化工艺流程。本工程改造由于采用的技术先进可靠，使得本工艺改造工程的总投资、运行成本较其他工艺都有大幅度的节省。 [科]
【参考文献】
[1]沈耀良，王宝贞.废水生物处理新技术―理论与应用（第2版）[M].北京：中国环境科学出版社，2006.
[2]张辰，李春光.浅谈城市污水处理厂的技术改造[J].中国给水排水，2004，20（4）：20～23.