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摘要：国务院办公厅于2015年发布《水污染防治行动计划》（国发〔2015〕17号）提出“敏感区域（重点湖泊、重点水库、近岸海域汇水区域）城镇污水处理设施应于2017年底前全面达到一级A排放标准”。我国现有很多污水厂出水标准仍不满足排放水体的环境容量，城市污水治理任重而道远，需要对污水处理工艺进行升级改造。本文对城市污水厂排放标准提标改造工艺设计进行了深入的研究与分析，并提出了一些合理的意见，旨在进一步提高污水的处理水平和出水水质，提升片区水环境容量。
关键词：城市污水厂；污水排放；排放标准；提标改造；工艺设计
在我国城市化建设的背景下，城市人口与城市环境之间的矛盾问题日益突出，大量的工业废水、生活污水等流入江河湖海、城市地下水，对我国水体造成了很大的污染。城市污水厂作为城市污水的处理设施，近些年来随着国家政策形势及环保督察的加码，对城市污水厂提出了更高的标准，排放标准需要进一步提高，因此，对污水排放标准进行提标，从而更好地实现环境保护、可持续发展等战略，更好的保护我国城市环境。
1.城市污水厂排放标准提标改造的基本条件
近年来，随着生态文明建设的开展，国家陆续出台了一系列水污染治理及水环境保护的相关政策。针对政策要求，污水处理厂进行提标改造工作也需进行相应调整和升级。根据水防治行动十条规定，到2020年我国城市水环境质量必须要取得显著的改善成果，改善严重污染水体。因此，城市污水厂必须进行提标改造提高排放标准，发挥城市污水厂在处理城市污水方面的重要作用。城市污水厂在进行提标改造时，主要与以下几个方面的内容有着很大的关联：
1.1城市经济发展水平
不同城市之间的经济发展水平有较大差异，因此城市污水厂在投资建设资金方面也有着明显的区别，而城市的发达程度对城市污水的进水水质影响较大，如南方城市尤其是沿海城市，经济较为发达，城市人口密集，因此城市用水量较大，污水量多，但同时沿海城市的污水浓度相对较低；北方城市中许多重工业城市的工业废水排放较多，因此部分北方城市的污水浓度较高。排放标准提标改造标准与城市经济发展水平与产业结构有着很大的关联，目前我国大部分城市的污水排放标准都是一级A，而在经济较为发达的城市，如深圳的城市污水排放标准为地表准IV类。
1.2.受纳水体环境容量
污水厂尾水排放需根据受纳水体的水质现状，结合水功能区划的水质目标，再根据问题导向和目标导向，以建立相应的模型为基础，分析现状受纳水体的水环境容量，进而推出污水厂出水标准、处理目标和收集处理率，另一方面可采取有效措施提高水环境容量。在确定污水厂出水标准时，根据受纳水体的环境容量，以尽快恢复生态环境容量与经济效益相结合的原则，采取适合的污水厂出水标准保护生态水环境。
1.3工业废水水质问题
工业污水是城市污水中的重要内容，相比于生活污水，工业污水的浓度较高，且一般含有大量的有毒物质和污染元素，因此工业污水必须在厂内处理达到城镇下水道排放标准后排入市政管网，再经过污水厂的处理才可以排入受纳水体。但是因为当前我国许多城市特别是经济较不发达城市对工业污水排放缺乏有效的管理手段和管理制度，对于许多为了提高经济效益而不经过处理直接对工业污水进行排放的企业没有做到有效的监管，对城市水体环境造成了很大的影响。污水水质会影响到污水处理难度、污水处理效果等多个方面，从而对城市污水出水水质造成了较大的影响。
1.4其他污染源导致的污水
城市污水主要分为工业污水和生活污水两大类别，因此城市污水厂的工作重心也是对这两大类污水的处理，但也存在着许多其他的面源污染，如农业污水、垃圾渗水等，都会导致城市水体环境受到很大的污染，因此城市污水厂也要加强对其他污染源导致的污水进行处理，并进行排放标准提标改造工作，更好的应对多种性质的城市污水[2]。
2.城市污水厂排放标准提标改造工艺设计——以XS污水厂为例
2.1XS污水厂概况
XS污水厂是H市的大型污水处理厂，XS污水厂的处理量为100000m³/d，下表是XS污水厂原设计进出水水质表，目标是经过改造后达到国家一级A标准。
表1：XS污水厂原设计进出水水质
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2.2XS污水厂原污水处理工艺流程分析
在XS原污水处理工艺流程中，污水进入污水厂后首先会进入调节池进行水质调节，调节池尺寸在25.0m × 15.0m × 7.8m，在水质和水量调节完成后，通过提升泵的方式送至折板絮凝池，并加入氢氧化钠、硫酸铁等进行絮凝，在池中进行沉淀，出水流入两座水解酸化池后会再流入两座曝气池，使污水中的有机物进一步降解，降解完成后的污水从曝气池中流入平流式沉淀池，并加入消毒剂进行消毒，同时将沉淀池部分污泥回流至曝气池中，另一部分污泥经过浓缩脱水处理后运送到污泥处置单位进行污泥处置。
2.3XS污水处理厂中存在的主要问题分析
经过技术人员的分析与大量的实践经验分析，XS污水处理厂处理后出水的水质达不到最新的排放标准，需对其进行提标改造标准，主要包含以下几点问题：（1）进厂水质与设计水质不符。XS污水处理厂位于H市的重点工业区，进入XS污水处理厂的工业污水占比62.4，%，生活污水占比37.6%，并且近些年来随着H市工业的不断发展，工业污水的占比还在不断提高，导致进入XS污水处理厂的污水水质与提标改造设计方案的水质有着明显的不符情况。（2）XS污水处理厂污水处理工艺流程存在问题。XS污水处理厂工艺流程虽然在整体上没有明显的问题，但是在实际处理过程中，却出现了许多问题，例如化学需氧量值较高、色度较深、水质变化波动较大等问题，且根据近期对XS污水处理厂的污水处理情况调查了解发现，XS污水处理厂的污水处理效果越来越差，出水与排放标准相差甚远，尤其是在折板絮凝池的污水处理流程中，难以达到实际的标准规定，从而导致后续的污水处理工作难以展开，对污水处理整体效果造成了很大的影响。（3）构筑物处理能力不足的问题。XS污水处理厂的原设计污水处理能力是每天100000m³/d，但是污水在生化池中的停留时间较短。因为目前XS污水处理厂进水可生化性较差，出水水质还需要满足一定的脱氮、除磷等要求，当前XS污水处理厂的构筑物处理能力距离实现目标排放标准还有很大的差距，需要进行进一步的改造。
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图1：改造前该污水处理厂流程图
3.XS污水处理厂排放标准提标改造措施
XS污水处理厂针对当前污水处理中存在的主要问题，对厂区进行了全面的改造，下面是XS污水处理厂的排放标准提标改造措施。
3.1完善加药系统
XS污水处理厂首先对污水处理流程进行改造。首先，根据原水化学需氧量、溶解氧量的现状，XS污水处理厂采用了低负荷、长停留的实际参数，并且采用了化学辅助的方式保证污水处理系统出水能够稳定地达到相关标准。其次，经过技术人员的检测，XS污水处理厂原水中的氨氮浓度为25mg/L，无法满足微生物降解有机物的需要，本次改造增加加药装置，增加微生物所需要的养分含量，从而更有效的降解有机物。XS污水处理厂原水中的磷浓度4mg/L，需要辅助化学除磷。此外，针对原水色度较大的问题，本次改造增加了物化处理，使原水的色度进一步降低。
3.2提高曝气效率
为了解决生物量较低和生物停留时间较短的问题，XS污水处理厂在生化池中加入了一些密度与水类似，可以跟随水进行自由流动的添加剂，这样的处理方式能够保证当曝气充氧时，空气泡的上升浮力推动添加剂和周围的水体进行流动，气流穿越水流和添加剂的空隙时会被添加剂所阻挡，将其分割为多个小气泡，从而能够有效增加生物膜和氧气的接触，提高传氧效率，进而增加了生物量 [3]。
3.降产提高停留时间
为了更好地提高污水处理效果，达到污水排放处理提高改造设计方案的要求，在运行过程中降低处理能力至80000m3/d，能够更好地满足提标改造设计要求，且对水解池、生化池、厌氧池、好氧池、二沉池、折板絮凝池等多个污水处理池地污水处理参数进行全面的改造，增加了部分污水处理池的污水停留时间，且在部分污水处理池中加入了化学辅助处理措施和物化辅助处理措施，此外还将现有的辐流初沉池改造为辐流沉淀池，并且取得了很好的效果。
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图2：改造后污水处理工艺流程
3.4改造后效果分析
XS污水处理厂本次改造的投资成本为660万元，运行成为约为0.80元/m³，在改造后的污水系统稳定运行后能够达到一级A标准，出水化学需氧量为36.8—48.5mg/L，溶解氧量为3.0—7.5mg/L，氨氮含量为1.2—5.0mg/L，磷含量为0.05—0.5mg/L，固体悬浮物浓度为4.5—9.5mg/L，完全达到了污水排放一级A标准，污水排放提标改造效果较好。
4.结语
综上所述，本文以XS污水处理厂的污水处理提标改造方案为例，详细阐述了污水处理工艺改造流程，且取得了较好的改造效果。
参考文献：
[1]刘向荣，简德武，简爽. 高排放标准下城镇污水处理厂的提标改造探讨[J]. 中国给水排水，2019，v.35；No.496（20）：P.31-37.
[2]钱林，薛哲骅，王首都. 城市污水厂一级A排放标准提标改造工艺设计[J]. 净水技术，2020，039（004）：P.39-44.
[3]谭斯聪. 试论城镇污水处理厂提标改造相关要点[J]. 华东科技（综合），2019，02（003）：P.0421-0421.