1、太湖流域城鎮(zhèn)污水廠進(jìn)出水特性分析及提標(biāo)改造目標(biāo)任務(wù)
1.1 進(jìn)水水質(zhì)分析
江蘇省太湖流域?qū)儆谥袊?guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，對(duì)于大多數(shù)中心城市，以生活污水為主的城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)水成分相對(duì)簡(jiǎn)單，BOD5一般為100～200mg/L，COD一般為200～400 mg/L，NH3–N一般為30～40 mg/L，TN一般為40～50 mg/L，TP 一般為3～6mg/L。
部分城市工業(yè)廢水成分相對(duì)較高，城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)水成分較為復(fù)雜且波動(dòng)較大。BOD5
最低為29mg/L，最高為781 mg/L ；COD最低為130 mg/L，最高為2010 mg/L ；SS最低為76mg/L，最高為2876mg/L ；NH3–N最低為8mg/L，最高為153mg/L ；TN最低為 12mg/L，最高為160mg/L； TP 最低為0.08mg/L，最高為64.8mg/L。
根據(jù)以上分析，不難看出，部分城市污水B/N比值偏低(以蘆村污水處理廠為例，B/N平均值為4，最低值為1.5)。有些城市污水雖然B/N還可以，但SS/BOD5比值偏高(以蘆村污水處理廠為例，進(jìn)水SS/BOD5比值最大值為5.4，平均值為2)、水質(zhì)水量波動(dòng)較大等特點(diǎn)。 根據(jù)示范工程的科研成果，還發(fā)現(xiàn)，部分城市污水處理廠進(jìn)水TN中可氨化成分較低，進(jìn)水中碳源不足；部分城市污水處理廠雖然通過(guò)加強(qiáng)工業(yè)廢水的排放控制之后，各污水處理廠的進(jìn)水水質(zhì)有較大的改善，平均進(jìn)水濃度處于中等濃度水平，但日平均值變動(dòng)大，主要水質(zhì)指標(biāo)最大值與平均值的比值均在2倍以上；部分城市污水處理廠的B/C比值偏低，僅0.3，進(jìn)水SS的波動(dòng)最為明顯，為了達(dá)到尾水TN、COD、氨氮達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)A標(biāo)準(zhǔn)，有一定的難度。
1.2 出水水質(zhì)分析
提標(biāo)改造前，江蘇省太湖流域已建城鎮(zhèn)污水處理廠基本上尾水排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)B標(biāo)準(zhǔn)。部分污水處理廠由于設(shè)計(jì)富余、管理精確或者廠外收集系統(tǒng)不完善等多方面原因，部分指標(biāo)部分時(shí)段已經(jīng)達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)A標(biāo)準(zhǔn)；部分污水處理廠由于進(jìn)水水質(zhì)的較大波動(dòng)，部分指標(biāo)還不能穩(wěn)定達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)B標(biāo)準(zhǔn)，特別是NH3–N、TN等指標(biāo)。
1.3 提標(biāo)改造目標(biāo)任務(wù)
對(duì)于城鎮(zhèn)污水處理廠，工藝設(shè)計(jì)合理、運(yùn)行控制優(yōu)化和進(jìn)水水質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定時(shí)，部分時(shí)段的二級(jí)生物處理出水SS濃度可以接近10 mg/L的水平，直接達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)要求，但絕對(duì)多數(shù)城鎮(zhèn)污水處理廠的進(jìn)水水質(zhì)水量是波動(dòng)的，環(huán)境條件是變動(dòng)的（例如季節(jié)變換、溫差），實(shí)際運(yùn)行參數(shù)只能控制在一定的變化范圍內(nèi)，其多數(shù)時(shí)段的二級(jí)生物處理出水SS濃度是高于10 mg/L或者明顯波動(dòng)的，因此，提標(biāo)改造的第一個(gè)任務(wù)就是：增加處理措施，保證出水SS穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
城鎮(zhèn)污水生物除磷脫氮系統(tǒng)的出水中，多數(shù)時(shí)間TP濃度可以達(dá)到1mg/L，部分時(shí)間可以達(dá)到0.5 mg/L的排放標(biāo)準(zhǔn)，因此，提標(biāo)改造的第二個(gè)任務(wù)就是：增加處理措施，保證出水TP穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
對(duì)于江蘇省太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠，出水TN穩(wěn)定達(dá)標(biāo)是最大的難題，因此，提標(biāo)改造的第三個(gè)任務(wù)就是：采取強(qiáng)化處理措施或增加處理構(gòu)筑物，保證出水TN穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
提標(biāo)改造的第四、五個(gè)任務(wù)就是：采取強(qiáng)化處理措施，保證出水BOD5、COD穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。根據(jù)已有經(jīng)驗(yàn)和運(yùn)行數(shù)據(jù)，BOD5穩(wěn)定達(dá)標(biāo)基本沒(méi)有問(wèn)題。但部分時(shí)段要注意進(jìn)水水質(zhì)濃度的沖擊性波動(dòng)所造成的影響，以及污泥中毒問(wèn)題；一般情況下出水COD濃度可以達(dá)標(biāo)，超標(biāo)情況主要源自工業(yè)廢水的不利影響，應(yīng)通過(guò)監(jiān)控工業(yè)廢水中難生物降解有機(jī)物的排放來(lái)解決，較長(zhǎng)的泥齡一定程度上也有助于COD濃度的降低。
2、提標(biāo)改造技術(shù)路線
2.1 城鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)改造前，應(yīng)摸清現(xiàn)狀污水處理廠的運(yùn)行狀況
通過(guò)對(duì)太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠的實(shí)際運(yùn)行情況的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，部分污水處理廠沒(méi)有滿負(fù)荷運(yùn)行，有的甚至離設(shè)計(jì)負(fù)荷相差甚遠(yuǎn)。究其原因不外乎以下幾種：水量預(yù)測(cè)不準(zhǔn)確，造成設(shè)計(jì)規(guī)模偏大，污水處理廠長(zhǎng)期處于低負(fù)荷狀態(tài)運(yùn)行，出水水質(zhì)指標(biāo)很多已經(jīng)或接近一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)A標(biāo)準(zhǔn)；廠外收集系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)整，服務(wù)范圍縮小，或者因城市總體規(guī)劃調(diào)整，原服務(wù)范圍內(nèi)，用地性質(zhì)發(fā)生變化，造成用水量減少，污水處理廠實(shí)際處理水量達(dá)不到原設(shè)計(jì)規(guī)模。
部分污水處理廠雖然能滿負(fù)荷運(yùn)行，但出水水質(zhì)很多已經(jīng)或者接近一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)A標(biāo)準(zhǔn)。究其原因不外乎以下幾種：設(shè)計(jì)單位采用設(shè)計(jì)參數(shù)時(shí)留有余地（污泥負(fù)荷很低），且采用的污水處理工藝設(shè)計(jì)能夠做到靈活調(diào)整運(yùn)行模式或運(yùn)行參數(shù)；水質(zhì)預(yù)測(cè)不準(zhǔn)確，造成實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)濃度遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)濃度；因城市總體規(guī)劃調(diào)整，原服務(wù)范圍內(nèi)，用地性質(zhì)發(fā)生變化，造成污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)濃度發(fā)生變化，污水處理廠實(shí)際處理水質(zhì)濃度達(dá)不到原設(shè)計(jì)水質(zhì)濃度。
因此，當(dāng)已建城鎮(zhèn)污水處理廠的實(shí)際處理水量、水質(zhì)與設(shè)計(jì)水量、水質(zhì)偏差大時(shí)，應(yīng)在核實(shí)已建污水處理廠服務(wù)范圍內(nèi)的污水產(chǎn)生量、污水水質(zhì)、偏差原因和已建處理構(gòu)筑物的能力之后，再提出合理的提標(biāo)改造方案。
2.2 城鎮(zhèn)污水處理廠的設(shè)計(jì)或提標(biāo)改造方案的確定，必須在進(jìn)水水質(zhì)水量特性分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行
為了能夠科學(xué)合理提出提標(biāo)改造方案，應(yīng)該分析影響一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)A標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)的主要因素。
如果污水處理廠進(jìn)水碳氮比偏低，除了強(qiáng)化生物除磷脫氮系統(tǒng)對(duì)內(nèi)部碳源的利用效率和提高反硝化效率之外，應(yīng)考慮必要的外部碳源投加；
如果SS/BOD5比值偏高，應(yīng)設(shè)置初沉池，增加生物池污泥活性和反硝化速率；
如果污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)水量明顯波動(dòng)和冬季水溫低，采用的工藝及布置形式應(yīng)能夠靈活調(diào)整運(yùn)行模式或改變運(yùn)行參數(shù)；
如果工業(yè)企業(yè)廢水排放對(duì)進(jìn)水水質(zhì)有明顯的影響，存在進(jìn)水氨氮和TN的沖擊波動(dòng)，需要加強(qiáng)源頭控制。
2.3 城鎮(zhèn)污水處理廠生物處理段，必須解決有機(jī)物、氨氮、TN去除達(dá)標(biāo)問(wèn)題，并最大程度地兼顧磷的去除
強(qiáng)化生物處理段應(yīng)立足于最大程度地去除有機(jī)物、氨氮、TN，并最大程度地兼顧磷的去除，必要時(shí)增加化學(xué)除磷。
當(dāng)原有生物處理段采用強(qiáng)化措施后氨氮和TN仍然不能達(dá)標(biāo)時(shí)，應(yīng)在生物處理段后增加曝氣生物濾池、反硝化濾池等設(shè)施，并在設(shè)施前補(bǔ)充必要的外加碳源。
碳源不足時(shí)，應(yīng)優(yōu)先采用內(nèi)部碳源進(jìn)行補(bǔ)充（例如初沉污泥發(fā)酵），必要時(shí)補(bǔ)充外加碳源，強(qiáng)化生物反硝化效果。
2.4 城鎮(zhèn)污水處理廠應(yīng)該有應(yīng)對(duì)低溫不利影響的對(duì)策措施
溫度是外界環(huán)境中對(duì)生物處理系統(tǒng)穩(wěn)定性起重要作用的影響因素，也是一個(gè)重要的生態(tài)因素。溫度影響生物脫氮，是溫度影響參與生物脫氮硝化和反硝化兩個(gè)反應(yīng)的亞硝化菌、硝化菌和反硝化菌的生理特性等。
從宏觀角度來(lái)看，冬季寒冷的氣候條件致使污水處理系統(tǒng)中微生物數(shù)量減少，活性降低；從微觀角度來(lái)看，溫度的降低對(duì)微生物的生理特性有重要的影響，如微生物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的轉(zhuǎn)運(yùn)減慢，吸收減少，對(duì)蛋白質(zhì)合成速率降低，生命代謝獲得減緩等。
因此，冬季低溫到來(lái)之前，在秋季提前提高整個(gè)污水處理系統(tǒng)的活性污泥總量，增加實(shí)際運(yùn)行泥齡，累積硝化和反硝化總量，改善硝化和反硝化效果。
2.5 城鎮(zhèn)污水處理廠深度處理段，必須解決TP、SS達(dá)標(biāo)問(wèn)題
深度處理就是進(jìn)一步去除二級(jí)處理出水中污染物質(zhì)的凈化過(guò)程，過(guò)濾是達(dá)標(biāo)深度處理的重要組成部分，過(guò)濾處理可以在消毒之前去除固體物質(zhì)、TP和濁度，從而能提高后續(xù)消毒效果，使病原微生物失活或去除。
因此，深度處理應(yīng)以過(guò)濾為核心單元，混凝沉淀為強(qiáng)化手段，通過(guò)投加混凝劑同步完成化學(xué)除磷。
3、強(qiáng)化生物處理技術(shù)
3.1 生物池容增加的途徑
強(qiáng)化生物處理技術(shù)是指，在常規(guī)二級(jí)生物處理的基礎(chǔ)上，采取措施進(jìn)一步去除氮、磷和有機(jī)污染物，提高二級(jí)生物處理效果的處理工藝或技術(shù)方法。擴(kuò)大生物池池容是最簡(jiǎn)單且最穩(wěn)妥的辦法。
生物池容增加有三個(gè)途徑：
（1）當(dāng)提標(biāo)改造和擴(kuò)建工程同時(shí)進(jìn)行時(shí)，減少原有生物池的處理水量，降低原有生物池污泥負(fù)荷（提高設(shè)計(jì)與運(yùn)行泥齡），剩余水量由擴(kuò)建工程處理；
（2）當(dāng)通過(guò)收集系統(tǒng)可優(yōu)化其它污水處理廠配置水量時(shí)，通過(guò)適當(dāng)調(diào)整，減少進(jìn)廠水量，降低生物池污泥負(fù)荷，部分水量由其他污水處理廠處理；
（3）當(dāng)提標(biāo)改造單獨(dú)進(jìn)行，且原廠區(qū)內(nèi)仍有條件進(jìn)行構(gòu)筑物擴(kuò)建時(shí)，減少原有生物池處理水量，降低原有生物池污泥負(fù)荷，剩余水量由擴(kuò)建生物池處理。
3.2 運(yùn)行優(yōu)化（擴(kuò)容）技術(shù)
在已建污水處理廠生物池容積允許、設(shè)備能力和運(yùn)行參數(shù)有一定可供調(diào)控的空間（余量）時(shí)，可優(yōu)先利用現(xiàn)有設(shè)施（也可以通過(guò)增加進(jìn)水點(diǎn)或污泥回流點(diǎn)），通過(guò)優(yōu)化運(yùn)行方式，調(diào)整生物池功能，從而提高系統(tǒng)的處理能力。
對(duì)于A/A/O工藝，當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)碳源狀況較好時(shí)，采用A/O工藝或A/A/O工藝運(yùn)行；當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)碳源不足時(shí)，采用倒置A/A/O工藝或改良型A/A/O工藝運(yùn)行，確保反硝化效果，適度調(diào)整污泥回流比和混合液回流比，提高生物池的微生物濃度，提高除磷脫氮效果，從而使出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
對(duì)于SBR工藝，可以通過(guò)潷水器出水能力與運(yùn)行周期數(shù)量的調(diào)整，或通過(guò)動(dòng)態(tài)沉淀的方式調(diào)整系統(tǒng)的沉淀和潷水時(shí)間，提高系統(tǒng)池容利用率；通過(guò)在主反應(yīng)區(qū)增加攪拌設(shè)施，將由傳統(tǒng)的曝氣、沉淀、潷水和閑置四段工序調(diào)整為曝氣中帶有多次攪拌的多種運(yùn)行工序，或控制溶解氧在較低水平，可以實(shí)現(xiàn)同時(shí)硝化反硝化的過(guò)程，改善和提高系統(tǒng)TN的去除效率；通過(guò)對(duì)工藝環(huán)境參數(shù)的精確控制，提高系統(tǒng)的處理效果。
對(duì)于氧化溝工藝，可以控制溶解氧在適當(dāng)水平，在保障硝化穩(wěn)定性的情況下，促進(jìn)同時(shí)硝化反硝化條件的形成，提高活性污泥的反硝化能力，增強(qiáng)氧化溝的總體生物脫氮效果；在充氧能力和固液分離系統(tǒng)可行的情況下，控制較高污泥濃度，增加微生物的數(shù)量，可以提高系統(tǒng)的去除效率；氧化溝可以通過(guò)開(kāi)啟不同表曝設(shè)備的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)轉(zhuǎn)模式，適應(yīng)不同水質(zhì)水量的變化；序批式氧化溝可以調(diào)整運(yùn)轉(zhuǎn)工序，實(shí)現(xiàn)多種運(yùn)轉(zhuǎn)模式，強(qiáng)化氮、磷的去除。
3.3 填料投加技術(shù)
無(wú)論是小試、中試，還是示范性工程，均表明，好氧區(qū)投加填料的復(fù)合系統(tǒng)氨氮的去除率可提高20%以上；無(wú)論常溫還是低溫，附著生物膜單位活性微生物的硝化速率要高于活性污泥，常溫下前者是后者的2.1~3.2倍，低溫下前者是后者的4.6~5.7倍。投加填料的好氧池內(nèi)生物量巨大，穩(wěn)定運(yùn)行期活性污泥量在15~40mg/L，其抗沖擊負(fù)荷及脫氮效果較單一的活性污泥法更強(qiáng)。
因此，當(dāng)生物池容積受到限制，新增有困難時(shí)，可以考慮在生物池中投加必要的人工填料，將生物膜技術(shù)與活性污泥工藝結(jié)合，優(yōu)化系統(tǒng)內(nèi)微生物的組成和數(shù)量，提高系統(tǒng)的硝化穩(wěn)定性和反硝化能力。但要考慮增大曝氣量和回流污泥量，填料投加比例要隨水質(zhì)水量波動(dòng)而變化，一般控制在池容的20%～40%。
3.4 污泥曝氣再生技術(shù)
當(dāng)系統(tǒng)的硝化效果不夠穩(wěn)定時(shí)，具有獨(dú)立的二沉池、污泥回流系統(tǒng)和缺氧或厭氧池的提標(biāo)污水處理廠，在污泥曝氣不影響系統(tǒng)生物除磷及反硝化效果前提下，可以采用回流污泥曝氣再生技術(shù)。
污泥曝氣再生技術(shù)需要在污泥回流系統(tǒng)上增加一個(gè)曝氣再生池，曝氣再生池內(nèi)溶解氧濃度一般控制在0.3～0.4 mg/L，池型宜采用推流式。污泥曝氣再生系統(tǒng)一般設(shè)置鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)，曝氣系統(tǒng)宜采用可變微孔曝氣器，曝氣器的數(shù)量和布置同微孔曝氣好氧池。水力停留時(shí)間控制在0.5～1.0小時(shí)。
3.5 生物深度處理技術(shù)
當(dāng)原有生物處理段采用強(qiáng)化措施后氨氮和TN仍然不能達(dá)標(biāo)時(shí)，應(yīng)在生物處理段后增加曝氣生物濾池、反硝化濾池等生物深度處理設(shè)施，在設(shè)施前補(bǔ)充必要的外加碳源確保氨氮和TN穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
常用外加碳源有：甲醇、乙酸鹽等。其中乙酸鈉適應(yīng)性強(qiáng)、效果好；甲醇適應(yīng)期長(zhǎng)、價(jià)格低，但防火等級(jí)高。
當(dāng)城鎮(zhèn)污水處理廠當(dāng)?shù)鼗蚋浇锌衫玫牧畠r(jià)碳源（酒精廢水、工業(yè)葡萄糖廢水、工業(yè)農(nóng)業(yè)廢棄物等）時(shí)，應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后，因地制宜選擇合適的外加碳源。
（1）曝氣生物濾池
曝氣生物濾池是一種新型高負(fù)荷淹沒(méi)式三相反應(yīng)器，它兼有活性污泥法和生物膜法兩者優(yōu)點(diǎn)。生物濃度高，有機(jī)物負(fù)荷高，水力負(fù)荷高，水力停留時(shí)間短，占地面積小，有機(jī)物、懸浮物、氨氮去除效能高。目前市場(chǎng)上有三種形式的曝氣生物濾池，分別為法國(guó)OTV公司開(kāi)發(fā)的Biocarbone,法國(guó)得利滿公司開(kāi)發(fā)的Biofor和丹麥克魯格公司開(kāi)發(fā)的Biostyr。該技術(shù)在國(guó)內(nèi)尚未得到廣泛推廣，有待進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)利用。
填料作為曝氣生物濾池的核心組成部分，影響著該工藝的處理效果和運(yùn)行控制，選擇合適的填料對(duì)曝氣生物濾池的推廣和應(yīng)用意義非常大。填料選擇考慮的因素有：生物膜附著容易，表面必須粗糙及多孔，同時(shí)具有較大的比表面積；密度適中，既考慮反沖洗容易，又不至于跑料；形狀規(guī)則，尺寸均一，使之可以在濾料間形成均一的流速，最好以球形為佳；化學(xué)和生物穩(wěn)定性好，對(duì)微生物無(wú)害和抑制作用；濾料表面電性以帶正電和親水性為好；水流流態(tài)良好，有利于發(fā)揮傳質(zhì)效應(yīng)；空隙率大，阻力小，強(qiáng)度大，經(jīng)久耐用；貨源充足，價(jià)格較便宜。
鄭州污水處理廠深度處理針對(duì)曝氣生物濾池進(jìn)行了中試，在氨氮負(fù)荷為0.99kg/(m³.d)，氨氮去除率為96.1%。
（2）反硝化濾池
反硝化濾池是集生物脫氮及過(guò)濾功能合二為一的處理單元。采用特殊規(guī)格及形狀的石英砂作為掛膜介質(zhì)。一般采用石英砂填料，有效粒徑2～4mm，厚度1.5～2m。
反硝化反應(yīng)期間，氮?dú)庠诜磻?yīng)池內(nèi)聚集，污水被迫在介質(zhì)孔隙中的氣泡周圍繞行，縮小了介質(zhì)的表面尺寸，增強(qiáng)了微生物與污水的接觸，提高了處理效果。硝酸鹽氮負(fù)荷一般為0.8～1.2kg/(m3.d),空床接觸時(shí)間20～30分鐘。
氣泡的聚集會(huì)增加水頭損失，因此，在反沖洗進(jìn)行之前的系統(tǒng)運(yùn)行區(qū)間需定時(shí)驅(qū)散氣泡。水沖洗強(qiáng)度3～4L/（m2.s）,歷時(shí)10～20分鐘。
3.6 MBR工藝
目前也有采用MBR工藝，生物處理與膜濾結(jié)合為一體。除磷脫氮功能是工藝設(shè)計(jì)的核心部分，膜系統(tǒng)的合理設(shè)計(jì)是穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵�？偹νＡ魰r(shí)間一般為1.0～12.0小時(shí)，污泥負(fù)荷一般為0.06～0.12kgBOD5/(kgMLSS.d)，泥齡25～40d。
生物池前需設(shè)置超細(xì)格柵，系統(tǒng)中應(yīng)設(shè)置符合膜供應(yīng)商所要求的曝氣膜擦洗和化學(xué)清洗設(shè)施。而且此工藝工程投資很大，運(yùn)行費(fèi)用高，一般經(jīng)濟(jì)條件不好、沒(méi)有再生利用、用地沒(méi)有特別限制的地區(qū)不宜采用。
3.7 硅藻精土工藝
硅藻精土工藝是將硅藻精土與生化相結(jié)合，利用硅藻精土對(duì)污染物的吸附、絮凝、過(guò)濾去除作用，同時(shí)發(fā)揮硅藻精土與微生物的協(xié)同作用，提高生化處理效率，減少生化停留時(shí)間及構(gòu)筑物體積。
總水力停留時(shí)間一般為10.0～14.0小時(shí)，污泥負(fù)荷一般為0.08～0.12kgBOD5/(kgMLSS.d)，MLSS一般為3000～5000 mg/L，好氧區(qū)溶解氧濃度為2～3 mg/L，硅藻土投加量為20～40 mg/L。
當(dāng)土地受限、進(jìn)水水質(zhì)滿足B/N≥4，后續(xù)設(shè)置過(guò)濾設(shè)施、污水處理規(guī)模較�。�≤1萬(wàn)m3/d）時(shí)，提標(biāo)改造、新建、擴(kuò)建城鎮(zhèn)污水處理廠可采用此工藝。而且此工藝應(yīng)使用通過(guò)特殊選礦和改性處理得到的硅藻含量大于92%以上的硅藻精土。
3.8 粉末活性炭工藝
該工藝將活性炭吸附和生物處理技術(shù)有效結(jié)合，利用粉末活性炭的吸附和富集微生物的作用，對(duì)廢水中的污染物進(jìn)行有效的去除。微生物具有氧化分解和生物吸附雙重作用，使得粉末活性炭的吸附能力得到一定程度的恢復(fù)。難降解的有機(jī)物被活性炭吸附后，可以在生物池內(nèi)得以緩慢降解。生物池內(nèi)吸附飽和的活性炭仍可作為微生物特別是硝化細(xì)菌的載體，有效增加反應(yīng)器內(nèi)活性污泥量，降低有機(jī)負(fù)荷和氮負(fù)荷，提高有機(jī)污染物及氨氮的去除效果。通過(guò)加大混合液回流比，在缺氧區(qū)適當(dāng)補(bǔ)加碳源，合理排泥，提高生物系統(tǒng)對(duì)TN的去除率。
接納污水中印染廢水占50%～80%之間時(shí)，生物池水力停留時(shí)間為18～24小時(shí)，污泥負(fù)荷為0.2～0.5 kgCOD/(kgMLSS.d)，粉末活性炭投加量20～50 mg/L；接納污水中印染廢水占80%以上時(shí)，生物池水力停留時(shí)間為20～30小時(shí)，污泥負(fù)荷為0.2～0.4 kgCOD/(kgMLSS.d) ，粉末活性炭投加量50～80 mg/L。
接納污水中印染廢水所占比例大于50%，或進(jìn)水中非印染企業(yè)排放的不可生物降解、不易被吸附的COD組分影響出水達(dá)標(biāo)排放時(shí)，新建、擴(kuò)建或提標(biāo)污水處理廠設(shè)計(jì)或運(yùn)行中可以采用粉末活性炭工藝。
4、深度處理技術(shù)
深度處理是指，進(jìn)一步去除二級(jí)處理出水中污染物質(zhì)的凈化過(guò)程。
4.1化學(xué)藥劑的選擇
化學(xué)絮凝是在二級(jí)生物處理基礎(chǔ)上的深度處理技術(shù)，主要針對(duì)水中溶解性磷酸鹽，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)形成難溶性的沉淀，排出系統(tǒng)，達(dá)到除磷目的。同時(shí)伴隨絮凝體的吸附和沉降，部分懸浮物質(zhì)也凝聚成絮凝體，共同沉淀下來(lái)，因此對(duì)懸浮物質(zhì)也有一定的去除。
不同的混凝劑的除磷和除濁效果是不一樣的，最佳投加量也是不一樣的。常用化學(xué)藥劑有聚合氯化鋁、硫酸鋁、氯化鐵、硫酸亞鐵以及聚合氯化鋁鐵。
聚合氯化鋁和聚合氯化鋁鐵對(duì)非溶解性磷的去除效果要明顯好于硫酸鋁、氯化鐵。去除磷的最佳pH值范圍為6～6.5，當(dāng)原水pH值不在最佳去除范圍時(shí)，混凝劑投加量要增加。
4.2 深度處理工藝選擇
除了混凝+沉淀+過(guò)濾工藝以外，在某些特定的場(chǎng)合，比如進(jìn)水水質(zhì)相對(duì)較好，但是還不足以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，或者為了減少構(gòu)筑物的設(shè)置和占地，省去沉淀池，可以采用微絮凝過(guò)濾和直接過(guò)濾的處理工藝。
微絮凝過(guò)濾可以有兩種方式，原水加藥后直接進(jìn)入濾池，濾前不設(shè)任何絮凝設(shè)備；或者濾前設(shè)絮凝池，原水加藥混合后先經(jīng)微絮凝池，形成粒徑相近的微絮粒后，進(jìn)入濾池過(guò)濾。前者因投藥點(diǎn)和混合條件不同，要求形成的絮凝體尺寸較小，便于深入濾層深處以提高濾層含污能力；后者形成的絮凝體尺寸比前者大，以便于濾池內(nèi)沉淀。為了確保處理效果，要求二級(jí)出水的水質(zhì)變化較為穩(wěn)定，進(jìn)水濁度不宜過(guò)高。
濾池前不設(shè)沉淀池，絮凝體在濾池內(nèi)繼續(xù)絮凝和沉淀，為了截留大量的顆粒物質(zhì)和保證出水的SS要求，一般池內(nèi)需要設(shè)置雙層或者三層濾料，濾料的粒徑和厚度應(yīng)適當(dāng)增加。二級(jí)出水進(jìn)入濾池前，兩種過(guò)濾方式均不需要形成較大的絮凝體，以免很快堵塞濾層表面孔隙。所以混凝劑投加量不宜過(guò)大，為了提高絮體的強(qiáng)度和黏附力，有時(shí)需要投加有機(jī)高分子助凝劑，可通過(guò)燒杯試驗(yàn)確定最佳投加量。
直接過(guò)濾是指，二級(jí)出水不經(jīng)過(guò)任何預(yù)處理裝置，直接進(jìn)入濾池等過(guò)濾設(shè)施進(jìn)行過(guò)濾的方式。當(dāng)二級(jí)出水中TP含量很低，或者對(duì)出水中TP不作要求時(shí)，才可以采用直接過(guò)濾方式。不投加混凝劑的二級(jí)出水直接過(guò)濾，雖然工藝操作簡(jiǎn)單，但是由于SS的去除效率主要根據(jù)生物處理階段的生物絮體特性，一般過(guò)濾效率較低，在濾池和出水中會(huì)出現(xiàn)大量未去除的細(xì)小顆粒，對(duì)COD和TP的去除率也較低。
4.3 膜過(guò)濾技術(shù)
微濾膜在污水深度處理中需要進(jìn)行預(yù)處理。因?yàn)橥ǔＧ闆r下，二級(jí)出水的SS值一般在10~30 mg/L之間，形成SS的物質(zhì)大多為沉淀池沒(méi)有沉淀下來(lái)的微生物絮體及其代謝物質(zhì)，除微生物絮體外，還有溶解性的高分子有機(jī)物和膠體物質(zhì)，這些物質(zhì)的粒徑一般較小，直接進(jìn)行微濾膜過(guò)濾，去除效果不是很明顯，卻容易在膜表面形成粘性濾餅，難以清洗干凈，而且水中極少量的粒徑大于100微米的顆粒進(jìn)入膜裝置后，容易堵塞膜孔，造成膜頻繁清洗，縮短膜的使用壽命。
示范工程二級(jí)出水SS值較低，TP也較低，采用直接過(guò)濾方式進(jìn)行膜過(guò)濾�？紤]到二級(jí)出水中的有機(jī)物和微生物等粘性物質(zhì)會(huì)堵塞膜孔，每日在反沖洗的基礎(chǔ)上進(jìn)行強(qiáng)化清洗，投加次氯酸鈉浸泡20~30分鐘后再進(jìn)行正常過(guò)濾狀態(tài)。
運(yùn)行壓力即過(guò)膜壓力作為評(píng)價(jià)膜污染的最主要指標(biāo)。當(dāng)運(yùn)行壓力大于0.08MPa時(shí)建議進(jìn)行化學(xué)清洗。
4.4 濾布過(guò)濾、轉(zhuǎn)盤過(guò)濾技術(shù)
濾布過(guò)濾、轉(zhuǎn)盤濾池處理效果好、出水水量水質(zhì)穩(wěn)定，連續(xù)運(yùn)行，承受懸浮物負(fù)荷能力強(qiáng)，全自動(dòng)運(yùn)行，操作及保養(yǎng)簡(jiǎn)單，土建費(fèi)用低且占地小等。
濾布過(guò)濾、轉(zhuǎn)盤濾池是近十年中迅速發(fā)展起來(lái)的技術(shù)，在國(guó)外被廣泛應(yīng)用于城市污水深度處理，目前全世界已有幾百個(gè)成功運(yùn)行實(shí)例。國(guó)內(nèi)已投入使用的項(xiàng)目有：大連老虎灘污水處理廠、安陽(yáng)污水處理廠、安陽(yáng)鋼鐵廠和無(wú)錫城北污水處理廠和盧村污水處理廠。
4.5 硅藻土澄清技術(shù)
在污水處理應(yīng)用中，硅藻精土的表面改性是指在硅藻精土中加入適量的一種或幾種混凝劑復(fù)合而成，我們稱之為硅藻精土水處理劑。硅藻精土具有納米微孔特性。當(dāng)需要硅藻精土作為微生物載體提高硝化和反硝化效果時(shí)，可以采用硅藻精土澄清池，并通過(guò)內(nèi)回流至前端缺氧池。
將硅藻精土與生化系統(tǒng)中的微生物協(xié)調(diào)起來(lái)，將硅藻精土作為微生物的載體，有利于強(qiáng)化生化系統(tǒng)，富集屬于自養(yǎng)細(xì)菌的硝化細(xì)菌，增強(qiáng)系統(tǒng)硝化作用，硅藻精土投加后，生化系統(tǒng)內(nèi)硝化細(xì)菌硝化速率相比未添加時(shí)提高1.7倍。
示范工程試驗(yàn)表明，在硅藻精土澄清池中投加40 mg/L時(shí)，TP出水為0.47 mg/L，出水COD達(dá)到32 mg/L。若在硅藻精土澄清池中投加低濃度的聚丙烯酰胺，出水水質(zhì)會(huì)更好。
4.6 化學(xué)除磷技術(shù)
化學(xué)除磷有前置除磷、同步除磷和后置除磷之分。后置除磷效果較理想，且產(chǎn)生的化學(xué)污泥量也最少；同步除磷適用于進(jìn)水TP不是很高，生物除磷效果較好，且出水水質(zhì)接近于0.5mg/L，只是不穩(wěn)定，同步除磷一定要慎重選擇化學(xué)藥劑，要求藥劑不能制約生物除磷脫氮作用；當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)濃度和TP較高時(shí)，采用前置加藥，不僅有效去除部分TP，而且還能去除有機(jī)污染物，不過(guò)此時(shí)，為了使出水TP穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，還需要在二級(jí)處理后續(xù)部分繼續(xù)投加少量化學(xué)藥劑。
化學(xué)除磷產(chǎn)生的污泥量應(yīng)通過(guò)計(jì)算或試驗(yàn)確定。采用鋁鹽或鐵鹽作混凝劑時(shí)，前置投加，污泥量增加40～75%；后置投加，污泥量增加20～35%；同步投加，污泥量增加15～50%�；瘜W(xué)污泥宜與污水處理廠生物污泥一并處理。污泥處理方案應(yīng)符合當(dāng)?shù)匚勰嗑C合利用規(guī)劃要求。
5、提標(biāo)改造工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)
為使選擇的處理工藝符合要求，宜在建設(shè)前進(jìn)行試驗(yàn)，確定有關(guān)的工藝參數(shù)。在滿足提標(biāo)改造工藝技術(shù)要求的前提下，應(yīng)優(yōu)先采用優(yōu)質(zhì)、低耗、技術(shù)先進(jìn)、性能可靠的設(shè)備。
提標(biāo)改造工程的生產(chǎn)管理及自控水平，應(yīng)與已建污水處理廠現(xiàn)狀相協(xié)調(diào)�？刂葡到y(tǒng)應(yīng)在滿足提標(biāo)改造工程出水水質(zhì)、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、安全和適用的前提下，運(yùn)行可靠，便于維護(hù)和管理。提標(biāo)改造工程的建筑標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)與已建污水處理廠相一致。輔助生產(chǎn)用房和生產(chǎn)設(shè)施用房應(yīng)盡量利用現(xiàn)有設(shè)施，管理用房不再增加。
提標(biāo)改造工程的建設(shè)用地，必須堅(jiān)持科學(xué)合理、節(jié)約用地的原則，執(zhí)行國(guó)家土地管理的有關(guān)規(guī)定，提高土地利用率。土地征用應(yīng)以近期為主，預(yù)留遠(yuǎn)期發(fā)展用地。一般為0.15~0.5m2
/ (m³.d)，規(guī)模大的采用低值，規(guī)模小的采用高值。
提標(biāo)改造工程的投資一般控制在416~950元/（m³.d）。提標(biāo)改造工程的電耗指標(biāo)一般為0.05~0.25kW..h/m³。
提標(biāo)改造工程原則上不考慮新增勞動(dòng)定員。
6、人工濕地實(shí)際應(yīng)用情況
在江蘇省太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠提標(biāo)改造中只是將人工濕地作為達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)A標(biāo)準(zhǔn)的尾水進(jìn)一步穩(wěn)定處理出水水質(zhì)的補(bǔ)充措施，不作為深度處理主要措施。江蘇省太湖流域城鎮(zhèn)污水處理廠除磷脫氮提標(biāo)改造技術(shù)指導(dǎo)意見(jiàn)中明確要求，有條件的城鎮(zhèn)盡可能采用人工濕地作為尾水進(jìn)一步凈化措施。
無(wú)錫城北污水廠組合人工濕地工程運(yùn)行效果較為理想，但作為人工濕地在蘇南地區(qū)的應(yīng)用還有待進(jìn)一步工作實(shí)踐，并總結(jié)出一套適用技術(shù)。人工濕地參數(shù)的選擇應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)及示范工程總結(jié)經(jīng)驗(yàn)后確定。水力停留時(shí)間可采用2~4天。人工濕地處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)需要考慮蚊子爆發(fā)的可能性，在植物選擇時(shí)要兼顧對(duì)環(huán)境的影響。
7 結(jié)語(yǔ)
（1）因?yàn)楦鞯爻擎?zhèn)污水處理廠的進(jìn)水水質(zhì)水量的變化情況不同，采用的除磷脫氮提標(biāo)改造的技術(shù)方案應(yīng)有所區(qū)別。強(qiáng)化生物處理段，應(yīng)立足于最大程度地去除有機(jī)物、NH3–N、TN，并最大程度地兼顧磷的去除。若通過(guò)強(qiáng)化生物處理技術(shù)仍然不能使NH3–N、TN達(dá)標(biāo)時(shí)，應(yīng)在二級(jí)出水后增設(shè)曝氣生物濾池、反硝化濾池等設(shè)施，確保NH3–N、TN指標(biāo)達(dá)到規(guī)定要求。
（2）生物除磷通常只能使出水TP達(dá)到1.0mg/L左右，若要想使出水穩(wěn)定達(dá)到0.5mg/L以下，必須要增設(shè)化學(xué)除磷措施�；瘜W(xué)除磷的方法有多種，工程應(yīng)用中應(yīng)視現(xiàn)有工程狀況合理采用。有條件時(shí)盡量采用后置化學(xué)除磷法，節(jié)省化學(xué)藥劑，減少污泥處理費(fèi)用。
（3）深度處理部分采用哪些處理構(gòu)筑物組合形式，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)有二級(jí)處理出水情況合理確定，但所有組合當(dāng)中應(yīng)以過(guò)濾作為核心處理單元。
（4）提標(biāo)過(guò)程中有很多新技術(shù)、新設(shè)備涌現(xiàn)，但在廣范圍推廣使用之前，應(yīng)該很好試驗(yàn)，并在工程應(yīng)用中很好總結(jié)，成熟可靠后，方可廣范圍采用。
（5）人工濕地處理系統(tǒng)投資低，處理效果好，管理維護(hù)簡(jiǎn)單，基本不用能量消耗，運(yùn)行費(fèi)用少，而且可以構(gòu)建良好的生態(tài)環(huán)境，有條件的城鎮(zhèn)盡可能利用人工濕地作為污水處理廠尾水進(jìn)一步凈化措施。
