一、工程背景

　　乡宁县城区污水处置厂原建立范围为1.0万m3/d，污水处置工艺采用“AAO+机械絮凝反响+过滤”工艺，出水规范执行GB18918—2002城镇污水处置厂污染物排放规范中的一级规范A类规范请求，处置后一局部用于城市景观用水，一局部直接排入鄂河。

　　在城镇污水处置厂排放规范全面提升的政策背景下，依据山西省水污染防治2018年行动方案文件请求，污水处置厂出水COD、氨氮、总磷三项主要污染物排放指标稳定到达地表水Ⅴ类规范，为此，需对污水处理厂实施提标改造。

　　二、提标改造前污水处置厂概略

　　2.1 改造前水质、水量及实践运转状况

　　经过对水厂2017年1月~2018年3月进出水质、水量数据剖析，污水处置厂总进水量在4000m3/d~6000m3/d较多，2017年进水量时节性变化明显，冬季进水量较夏季少，2018年1月，2月进水量逐渐增大。

　　现状月均匀COD指标中有2个月份的指标在400mg/L左右，其他13个月的均匀值均在366mg/L以下，总氮指标月均匀值最大值88.6mg/L，其他14个月的均匀值均在75.3mg/L以下，氨氮指标月均匀值最大值65.4mg/L，其他14个月的均匀值均在53.0mg/L以下。

　　污水处置厂改造行进水水质大局部指标较原设计偏高，且进水量未到达满负荷，因而出水水质指标大局部能够到达一级A规范，但在水量高或进水水质浓度高时，不能保证。

　　2.2 改造前存在的问题及缘由剖析

　　1)县城排水体质为雨污合流制，雨季进水泥沙量大。冬季进水水温较低，最低温度在5℃左右，生物池处置效率低，出水COD、氨氮不能保证达标。

　　2)污水处置厂昼夜进水质变化大，预处置提升泵池调理容积小，提升泵启停频率高，检修维护频繁。

　　3)旋流沉砂池停留时间短，除砂效果差，加大后续构筑物担负。

　　4)初沉池出泥管路梗塞，沉淀池停用，造成二级生化段进水无机的悬浮物含量高。

　　5)现状进水COD、氨氮、总氮较原设计值偏大，依据校核计算，现有的AAO池池容小，停留时间仅12.6h，处置负荷高。

　　6)二沉池采用半桥式刮泥机重力排泥，排泥不畅，浮泥较多，出水中悬浮物较高，严重影响深度处置效果。

　　7)深度处置采用的混凝、过滤设备已停用。由于二沉池出水悬浮物较多，经混凝后构成大量的矾花，出水未设沉淀设备直接进入后端滤池，而滤池采用粒度较细的单层石英砂，最终形成滤池外表污泥结板，造成滤池不能运用。

　　三、提标改造工程设计思绪及工艺计划肯定

　　3.1 改造工程进出水水质肯定

　　本着“适度超前、预留空间”的准绳预测污水厂将来进水水质。乡宁县城区污水处置厂运转多年，其进水水质具有相当水平的牢靠性，本次设计调取水厂2017年1月~2018年3月的水质实施剖析，并综合生活污水水质特性最终肯定设计进水水质见表1。

　　乡宁县城区污水处置厂提标改造工程出水COD、氨氮、总磷执行GB3838—2002地表水环境质量规范Ⅴ类规范限值请求，其他指标仍执行GB18918—2002城镇污水处置厂污染物排放规范一级A规范限值，见表2。

　　3.2 改造总体思绪

　　依据进水水质特性剖析，提标改造工程以生物脱氮除磷为主要工艺选择。

　　1)预处置段：污水处置厂现状昼夜污水进水质变化大，现状集水池容积较小，停留时间仅满足最大一台10min流量，形成水泵启停频繁，且对生化池运转形成一定影响，因而粗格栅后增加调理池一座，对进水水量实施调理，配套污水提升泵，并与现状集水池联通。

　　由于进水含沙量较大，新增曝气沉砂池一座，增大停留时间，提升沉砂池稳定性、排砂率，并新增新式孔径2mm内进流网板式细格栅，降低生物池内浮渣量。

　　2)二级处置段：污水处置厂运转多年，进水水质较稳定，处置工艺采用生物脱氮除磷工艺契合本工程水质特性。降解污染物主要工序原设计是AAO工艺，契合指南请求，但目行进水水质较原设计增大，且出水规范请求严厉，因而须对原有工艺实施校核，作相应改造。

　　依据现有的生化段池容及提标改造建立范围，校核以为生化池总停留时间12.6h较短，处置负荷高，出水水质不能保证，因而须扩展生化池池容/提升污泥浓度，降低容积负荷，保证BOD5，COD，NH3￣N，TN在二级处置段稳定达控制目的。TP在二级处置段可经过生物除磷得到大局部去除，剩余局部在三级处置段经过化学反响去除。为保证冬季冰冷条件下生化池内的污水温度，确保污水中微生物的活性及主要水质去除的稳定性，对现状及新建外露生化段处置设备增加相应保温措施。

　　3)深度处置段：维修现有机械絮凝池，新增斜板沉淀池，改换现有的滤池滤料，组成混凝、沉淀、过滤单元，这一过程水中悬浮微粒集聚变大，或构成絮团，从而加快粒子的聚沉，到达固—液别离的目的，保证出水TP，SS达标。

　　4)增加应急处置设备：在冬季水温低，出水COD、氨氮经生化系统处置后仍不能稳定达标时，在深度处置段设置投药设备：a.增设投加活性炭粉末除设备，保证出水COD达标，b.增加次氯酸钠投加设备，保证出水氨氮达标。

　　3.3 改造工艺计划肯定

　　采用“预处置+多级AAO+混凝、沉淀、过滤”的计划。

　　撤除现有初沉池，新建多级AAO的厌氧缺氧池，改造现有的生物池为好氧池及Ⅱ段缺氧、好氧池，深度处置段新建斜板沉淀池，改造、维修原有混凝反响池、双层滤池。

　　在Ⅰ段好氧池内投加MBBR填料，提升硝化菌浓度，并对新建的厌氧、缺氧池实施保温加盖。

　　新建的多级AAO的厌氧缺氧池，在池体设计时，思索多点进水设置，充沛应用原水中的碳源。

　　改造后工艺流程见图1。

　　四、提标改造工艺设计

　　1)预处置阶段：保存并应用原有进水井、粗格栅间及配套设备，新建调理池、超细格栅、曝气沉砂池及其相应配套设备。

　　调理池上层作为应急加药间，并与调理池合建。应急加药间内设碳源加药设备及活性炭粉末加药设备。

　　2)二级处置阶段：

　　a、多级AAO池是本工程污水处置的中心构筑物，用于生物脱氮除磷。多级AAO池由厌氧区、Ⅰ段缺氧区、Ⅰ段好氧区及Ⅱ段缺氧区、Ⅱ段好氧区五局部组成。本次改造在原初沉池撤除的空地上新建厌氧区、Ⅰ段缺氧区，改造原AAO池为Ⅰ段好氧区及Ⅱ段缺氧区、Ⅱ段好氧区。

　　改造后生物池设计参数：总停留时间为26.4h，其中厌氧池为2.0h，Ⅰ段缺氧池为12h，Ⅰ段好氧池为8.0h，Ⅱ段缺氧池为3.3h，Ⅱ段好氧池为1.1h，混合液污泥浓度4000mg.MLSS/L，污泥龄15d，BOD污泥负荷0.111kgBOD/kgMLSS.d，气水比14∶1，混合液回流比300%~350%，污泥回流比100%。

　　由于本项目进水生物脱氮的碳源不充足，为保证反硝化过程的充沛实施，设置碳源投加系统，实践运转中依据水质状况实施碳源投加，碳源投加量按BOD5/TN提升至3.5∶1实施配置，在Ⅰ段，Ⅱ段缺氧池前段均设投加点。

　　乡宁县冬季气温较低，为保证生化池内污水温度，对新建的厌氧池、缺氧池实施加盖、保温，原有生物池曾经建有加盖设备，不变动。

　　b、污水厂现有2座?20m的中进周出的二沉池，采用半桥式刮泥机。二沉池最大流量时外表负荷1.05m3/(m2?h)，停留时间2.4h。原采用半桥式刮泥机为重力排泥，运转时间越长，造成管道梗塞，形成排泥不畅，浮泥较多，因而将2台刮泥设备改造为2台全桥式刮吸泥机，并依据二沉池现状内部结构，相应定制专用刮吸泥机。

　　3)深度处置阶段及出水：改造机械絮凝池、新建斜板沉淀池、改换滤池内部滤料、配套布水管路。保存并应用原有接触消毒池、巴氏计量槽、在线监测间。现状的二氧化氯发作器及配套药剂储罐已不能运用，本工程撤除二氧化氯发作器，改换为次氯酸钠加药设备。

　　五、技术经济指标剖析

　　提标改造工程总投资约3817.0万元。其中土建费用1447.4万元，设备费用1429.6万元，装置费用368.0万元，二类费用356.0万元，准备费216.0万元。工程单位建立投资为3817.0元/m3。

　　六、提标改造工程运转后出水水质

　　乡宁县城区污水处置厂提标改造工程已于2019年7月底装置调试竣工，8月份进入试运转阶段，依据8月~11月实践运转数据显现，9月上旬水厂进水量到达满负荷，改造后的工艺运转稳定，效果良好，出水水质稳定达标。

　　七、结论

　　1)增加调理池，处理了昼夜进水质变化大对后续系统的冲击。

　　2)采用多级A/O工艺，处理了原工艺外加碳源多、运转本钱高的问题。

　　3)冬季水温低，生化池内微生物活性降低，处置率降落，增加保温措施后，有助于维持生化池内微生物正常生存的环境，保证微生物的活性，确保工艺请求的处置效率。

　　4)保证出水TN指标到达排放请求。

　　5)新增加了应急处置设备，冬季气温低的状况下，保证出水COD、氨氮达标。此次改造工艺实在可行，为相似污水厂提标改造提供了自创。