山東某污水廠現(xiàn)狀處理規(guī)模為3萬m3/d，進水中印染、機械加工等工業(yè)廢水占比約30%，現(xiàn)狀出水標準為《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（gb 18918—2002）中一級a標準，尾水排至明堂河，屬于南水北調(diào)一般保護區(qū)域。根據(jù)當?shù)貐^(qū)域水環(huán)境總體要求，本污水廠出水中部分指標需滿足《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（gb 3838—2002）中iv類水體限值要求，即codcr≤30 mg/l，tn≤10（12）mg/l，tp≤0.3 mg/l，需進行原位提標改造。

本廠廠區(qū)用地緊張且附近無地可征用，進水中工業(yè)廢水占比較高，新出水標準要求較高，故需進行原位提標改造，深度挖潛生化處理等現(xiàn)狀設施功能，增設節(jié)地高效的深度處理工藝。經(jīng)過現(xiàn)場踏勘和方案對比分析，本工程選用改良aao+新增磁混凝沉淀（預留活性炭投加）+v型濾池的原位提標改造工藝，取得了良好的處理效果，可為國內(nèi)類似項目原位提標改造提供參考。

01 污水廠現(xiàn)狀分析

1.1 現(xiàn)狀概況

污水廠始建于2009年，現(xiàn)狀建設規(guī)模為3萬m3/d，實際日均污水處理量約為2.2萬m3/d，主要處理園區(qū)內(nèi)300多家企事業(yè)單位和近10萬人的生產(chǎn)生活污水。污水處理工藝采用aao+二沉池+二泵房+v型濾池，出水執(zhí)行一級a標準。污泥采用儲泥池+帶式濃縮脫水機處理，出泥含水率≤80%。消毒采用clo2，現(xiàn)狀廠區(qū)無除臭系統(tǒng)。

1.2 現(xiàn)狀進水水質(zhì)分析

污水廠進水中生活污水占比約70%，工業(yè)廢水占比約30%，其中工業(yè)廢水以印染、機械加工、綜合制藥、食品加工等為主。

對污水廠2019年1月—2020年9月的進水進行頻次分析，如表所示，廠區(qū)進水水質(zhì)與原設計進水水質(zhì)較為接近，原設計進水水質(zhì)取值較為合理，但codcr、ss、tp這3項指標偶爾會出現(xiàn)超標現(xiàn)象。進水中b/c約為0.38，可生化性一般；bod5/tp約為54.61；bod5/tn約為3.20。實際進水水質(zhì)碳源相對不足，為保證出水tn穩(wěn)定達標，需部分時段額外投加碳源。

1.3 現(xiàn)狀處理工藝

污水廠現(xiàn)采用aao工藝，工藝流程如圖所示。

1.4 現(xiàn)狀出水水質(zhì)

對污水廠2019年1月—2020年9月的出水進行頻次分析，如表所示。codcr、bod5、ss、氨氮、tn、tp一級a達標率均為100%，現(xiàn)狀工藝流程和設計參數(shù)可滿足一級a出水標準。若按準ⅳ類新標準考核，codcr達標率為85.14%，氨氮達標率為79.50%，tn達標率為74.47%，tp達標率為80.33%，達標率均較低，無法滿足新要求，現(xiàn)狀處理工藝亟需改造。

1.5 提標改造要求

本項目為原位提標改造工程，進水中含印染、機械加工等工業(yè)廢水，新標準要求較高，其中codcr≤30 mg/l，tn≤10（12）mg/l，tp≤0.3 mg/l，結合實際進出水水質(zhì)情況以及現(xiàn)狀池體和設備情況，本次提標改造工程需重點關注codcr、tn、tp這3項污染指標。另外，工藝改造時需充分利用現(xiàn)狀設施，深度挖潛生化處理能力，針對性增設節(jié)地高效的深度處理單元。

02 現(xiàn)狀改造重難點分析及應對措施

通過分析實際進出水水量水質(zhì)情況，復核現(xiàn)狀處理設施，同時結合廠區(qū)實際運營情況和新標準要求，本項目需重點關注以下問題。

2.1 進水水質(zhì)復雜

本廠進水中含印染紡織、機械加工、綜合制藥、食品加工、機械加工等工業(yè)廢水，占比約30%，印染紡織廢水中溶解性難生物降解性codcr較高，新標準要求出水codcr含量由50 mg/l降至30 mg/l，tn含量由15 mg/l降至10 mg/l，tp含量由0.5 mg/l降至0.3 mg/l，現(xiàn)狀工藝為aao+v型濾池，無法滿足提標要求。經(jīng)復核，現(xiàn)狀生化池總有效池容（23 625 m3）設置合理，但分區(qū)不合理，且無內(nèi)回調(diào)節(jié)設施、無固定碳源投加設施、進水點單一，另外深度處理工藝缺少混凝沉淀段，僅靠生化處理難以滿足c、n、p污染物提標要求。

2.2 廠區(qū)用地緊張

廠區(qū)現(xiàn)狀建構筑物布局較為緊湊，無提標改造預留用地。經(jīng)工藝論證，在充分改造利用現(xiàn)有處理設施的基礎上，需新增混凝沉淀單元、碳源除磷藥劑投加裝置、化驗間、除臭裝置等處理設施，需充分利用現(xiàn)狀零星地塊，選擇節(jié)地高效工藝，合理規(guī)劃施工順序。

2.3 部分設備老化

本廠建設使用已有十余年，細格柵、二沉池出水槽、中間提升泵、儲泥池攪拌器、生化池曝氣系統(tǒng)、生化池攪拌器等工藝設備和部分電氣自控設備老化嚴重，運行效果不佳，且維修頻繁，需對其重置。

03 提標改造工藝設計

3.1 提標改造設計水量水質(zhì)

本廠現(xiàn)狀建設規(guī)模為3萬m3/d，實際日均污水處理量約為2.2萬m3/d，提標改造工程設計規(guī)模維持現(xiàn)狀不變。

經(jīng)對比分析實際進水水質(zhì)情況和原設計進水水質(zhì)，本提標改造工程設計進水水質(zhì)延用原設計進水水質(zhì)，出水按照當?shù)匾髨?zhí)行地表ⅳ類水標準，具體如表3所示。

3.2 工藝設計

本提標改造工程污水處理工藝采用改良aao+二沉池+二次提升泵房+磁混凝沉淀池（預留活性炭投加）+v型濾池，污泥處理采用污泥均質(zhì)池+帶式濃縮脫水機，除臭采用生物濾池工藝，具體如圖所示。

1）預處理系統(tǒng)

現(xiàn)狀粗格柵及提升泵房設備完好、運行工況佳，維持現(xiàn)狀利用。

細格柵旋流沉砂池建設時間較長，細格柵老化嚴重，除渣效果較差，本工程對其重置。主要設計參數(shù)為：格柵形式為網(wǎng)板格柵，數(shù)量2套，柵條間隙為6 mm，柵渠寬度為1 300 mm，安裝角度為75°。

2）生物處理系統(tǒng)

現(xiàn)狀aao生化池設計規(guī)模為3萬m3/d，有效水深為5.8 m，總有效池容為23 625m3，其中，厭氧區(qū)水力停留時間（hrt）為2.13 h，缺氧區(qū)hrt為3.30 h，好氧區(qū)hrt為13.47 h，總計hrt為18.90 h。進水點僅設厭氧池1處，曝氣設施老化嚴重、曝氣不均勻，內(nèi)回流通過在缺氧、好氧池間設置連通渠、靠渠道閘門控制。經(jīng)復核，總池容可滿足要求，但各分區(qū)池容設計不合理，缺氧池池容嚴重偏小，需重新設計各分區(qū)池容，增設進水點，充分利用進水中碳源，增設設內(nèi)回流泵、靈活調(diào)節(jié)混合液回流量，并重置碳源投加設施、曝氣系統(tǒng)等，強化生物池去碳脫氮能力。

將現(xiàn)狀生化池改造為改良aao，維持總池容不變，增設缺氧、第一好氧池2處可調(diào)進水點，調(diào)整各分區(qū)池容，延長缺氧區(qū)hrt至5.51 h，縮短好氧區(qū)hrt至9.92 h，在好氧池末端設置1.00 h脫氣區(qū)，同時重置碳源投加設施、推流器、曝氣器等。主要工藝設計參數(shù)為：設計混合液懸浮濃度（mlss）為4 000 mg/l，混合液回流比為300%，污泥回流比為100%，氣水比為4.8:1。

現(xiàn)狀生化池曝氣采用離心風機.html'>風機，效率較低、噪聲大，且老化嚴重，將其更換為空氣懸浮風機，總計3臺，2用1備，均采用變頻控制，主要設計參數(shù)為：q=50 nm3/min，p=68.6 kpa，n=80.0 kw。

現(xiàn)狀二沉池為中進周出輻流式，數(shù)量2座，池徑為35 m，混凝土出水渠池壁破損嚴重，本工程對出水渠進行改造，采用內(nèi)嵌ss304不銹鋼板，厚度為1 mm。

現(xiàn)狀污泥泵房部分設備老化嚴重，本工程對其重置。污泥回流泵總計3臺：現(xiàn)狀利用2臺（其中1臺為變頻控制，q=738 m3/h，h=3 m，n=11 kw），重置1臺（變頻控制，q=625 m3/h，h=3 m，n=11 kw）。剩余污泥泵維持現(xiàn)狀，總計2臺，1用1備，q=50 m3/h，h=12.5 m，n=5.5 kw。

3）深度處理系統(tǒng)

現(xiàn)狀深度處理段僅設有v型濾池單元，化學除磷藥劑直接投加在生化池中，藥耗較大且效能較低。二沉池出水部分時段ss較高，直接進入v型濾池，導致濾料.html'>濾料堵塞板結，反洗頻次較高，增大了現(xiàn)場設施維護工作量。廠區(qū)僅有一片空地，現(xiàn)狀為太陽能板用地，平面尺寸為25 m×20 m。新出水標準要求較高，而磁混凝沉淀池具備負荷高、處理效果好、占地少、耐沖擊等特點。因此，本項目在v型濾池前拆除現(xiàn)狀太陽能板，利用此片空地增設磁混凝沉淀池，同時預留活性炭投加池，進一步強化n、p污染物去除能力。

新建磁混凝沉淀池1座，分2格，設計規(guī)模為3萬m3/d，變化系數(shù)為1.32，活性炭混合池hrt為10.52 min，混凝池hrt為2.31 min，磁混池hrt為2.31 min，絮凝池hrt為4.62 min，沉淀池平均負荷為10.66 m3/(m2·h)，污泥回流比為5%。活性炭采用濕式投加，污泥回流泵前設置截污剪碎格柵機。磁粉采用人工干式投加，同時每格池單設磁粉回收系統(tǒng)1套，處理量為40 m3/h。剩余污泥通過高剪機打散磁粉污泥混合絮體，再通過水力旋流器初步分離磁粉和污泥，最后經(jīng)過磁分離器將磁粉從污泥中分離出來返回混凝池，經(jīng)過磁粉回收后的剩余污泥進入污泥脫水系統(tǒng)進一步處理。

現(xiàn)狀v型濾池設計規(guī)模為3萬m3/d，1座，分5格，土建良好，運行狀況佳，維持現(xiàn)狀利用。相關參數(shù)為：單格平面尺寸為8.0 m×6.4 m，平均濾速為5.2 m/h。

現(xiàn)狀二泵房中間提升泵揚程不能滿足新要求，本工程對其重置，總計3臺，其中2臺采用變頻控制，主要設計參數(shù)為：q=825 m3/h，h=6.5 m，n=22 kw。

4）污泥處理系統(tǒng)改造

經(jīng)復核，本次提標改造污泥產(chǎn)量變化不大，現(xiàn)狀帶式濃縮脫水機運行狀況良好，維持現(xiàn)狀利用。貯泥池進中無攪拌設備，增加攪拌器1臺。

5）加藥間改造

本工程需重置碳源投加裝置、新增除磷藥劑投加裝置?，F(xiàn)狀加藥間平面尺寸為24.0 m×8.1 m，可滿足本工程藥劑投加裝置集中布設要求?，F(xiàn)狀有pam、spfs加藥設施，將其拆除并改造為葡萄糖、pam、spfs等加藥設施，主要設備有加藥緩沖罐、加藥泵、在線稀釋裝置等。

6）新增除臭系統(tǒng)

現(xiàn)狀廠區(qū)無除臭設施，本工程新增除臭系統(tǒng)1套，除臭范圍為粗格柵提升泵房、細格柵旋流沉砂池、厭氧池、貯泥池、脫水機房，除臭風量為9 000 m3/h，采用生物濾池工藝。

04 工程設計特點

1）原位提標改造，無需新征用地

廠區(qū)布局緊湊，現(xiàn)狀空地較少，深度處理工藝存在缺陷，而新標準要求高，且廠外無地可征，故需進行原位提標改造，采取了以下措施：充分利用現(xiàn)狀設施，深度挖潛生化系統(tǒng)處理能力，保留現(xiàn)狀v型濾池，增設節(jié)地高效的加碳磁混凝沉淀池，改造利用現(xiàn)狀加藥間集中布置碳源、除磷藥劑投加設施等。

2）選用“改良aao+加碳磁混凝沉淀池”，穩(wěn)定可靠，調(diào)控靈活

通過調(diào)整生化池各分區(qū)池容、增設多點可調(diào)進水、重置碳源投加應急裝置、增設混合液回流泵變頻控制、重置曝氣系統(tǒng)等，將現(xiàn)狀常規(guī)aao池型改造為改良aao池型，生化處理系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠且可靈活調(diào)控。深度處理段保留v型濾池，增設加炭磁混凝沉淀池，強化去碳除磷能力，活性炭投加量可根據(jù)實際運行狀況靈活調(diào)配，具有占地小、投資省、運行可靠的特點。

05 運行效果及經(jīng)濟指標分析

5.1 運行效果

本提標改造工程于2020年6月開工，2020年10月建成通水，2020年11月—2021年6月實際日出水水質(zhì)情況如圖所示，各項指標均可達到準ⅳ類標準要求。

5.2 經(jīng)濟指標分析

本提標改造工程總投資為2 567.53萬元，其中建安費為1 996.69萬元，提標改造后污水廠直接運行成本為0.76元/m3（含電費、藥劑費、水費及人工費等），總投資和運行成本均低于國內(nèi)同類項目。