淺談城市污水處理廠的改擴建技術(shù)

淺談城市污水處理廠的改擴建技術(shù)摘要：本文對污水處理廠改擴建必要性及改擴建項目的主要特點進行了簡分析，并總結(jié)了改擴建項目設(shè)計需考慮的主要內(nèi)容，為污水處理廠改擴建設(shè)計供了技術(shù)參考。關(guān)鍵詞：污水處理廠；改擴建；污水處理系統(tǒng)1我國城市污水處理廠現(xiàn)狀我國污水處理起步較早，自上世紀20年代我國建設(shè)了第一座污水處理廠以來，污水處理經(jīng)歷了百余年的發(fā)展，但整體發(fā)展過程比較緩慢。1949年以前，在上海建有污水收集系統(tǒng)和3座污水處理廠，1949年至改革開放前，對污水的理也沒有得到重視，全國僅建有37座城鎮(zhèn)污水處理廠，總處理規(guī)模僅60余萬方[1]。改革開放以來，隨著國家對城鎮(zhèn)基礎(chǔ)建設(shè)投資的不斷加大，污水處理也得了重視，通過增加國債、引進國外貸款資金等形式，建設(shè)了一大批污水處理廠并且引進了國外的先進處理工藝。進入本世紀，特別是十八大以來，“綠水青山就是金山銀山”的環(huán)保發(fā)展理念已深入人心，對污水處理的投入也越來越大。根據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《2021城鄉(xiāng)建設(shè)統(tǒng)計年鑒》，截止2021年，我國共建成城市污水處理廠2827座，處理規(guī)模約20767萬立方米/日；共建成縣城污水處理廠1765座，處理規(guī)模約萬立方/日[2]。我國污水處理廠的數(shù)量不斷增多，污水處理廠的工藝及運行管理也越來越進，但隨著接入污水廠的水量的不斷增多和環(huán)境保護力度的不斷加強，好多污處理廠已經(jīng)不能滿足現(xiàn)狀處理要求，需要對其進行改擴建。2污水處理廠改擴建的必要性隨著環(huán)保發(fā)展理念的深入及對水環(huán)境保護的更高要求，早期建設(shè)的一批污處理廠工藝已經(jīng)相對落后，特別是近年來全國污水處理廠排放要求普遍執(zhí)行一A標(biāo)準(zhǔn)以來，出水水質(zhì)已不能達到國家和地區(qū)的相關(guān)要求，必須對其進行提標(biāo)改造。同時隨著城市的發(fā)展，污水產(chǎn)生量越來越大，各城市現(xiàn)狀污水處理廠處理模已不能滿足現(xiàn)狀要求，這就要求必須新建污水處理設(shè)施或者對現(xiàn)狀污水處理進行擴建。根據(jù)國家發(fā)展改革委和建設(shè)部聯(lián)合印發(fā)的《“十四五”城鎮(zhèn)污水處理及資源化利用發(fā)展規(guī)劃》，要求在“十四五”期間，立足新發(fā)展階段，貫徹新發(fā)展理念，構(gòu)建新發(fā)展格局，堅持系統(tǒng)觀念，以改善水生態(tài)環(huán)境質(zhì)量為目標(biāo)，以提升城鎮(zhèn)污水收集處理效能為導(dǎo)向，加快城鎮(zhèn)污水收集處理及資源化利用。要求城市和縣城污水處理能力基本滿足經(jīng)濟社會發(fā)展需要，縣城污水處理率達到95%以上，水環(huán)境敏感地區(qū)污水處理基本達到一級A排放標(biāo)準(zhǔn)，要求“十四五”期間新建、改和擴建再生水生產(chǎn)能力不少于1500萬立方米/日。同時要求加強對污水處理廠泥的無害化處置，“十四五”期間新增污泥（含水率80%的濕污）無害化處置設(shè)施規(guī)模不少于2萬噸/日[3]。3污水處理廠改擴建工程的特點分析1.合理確定建設(shè)形式及內(nèi)容當(dāng)某一城市的污水處理廠不能滿足城市發(fā)展及環(huán)保要求時，需根據(jù)城市實情況進行具體分析，提出新建污水處理廠、對現(xiàn)狀污水處理廠進行改建或?qū)ΜF(xiàn)污水處理廠進行改擴建等不同建設(shè)方案，并對各方案進行技術(shù)經(jīng)濟比較后選用新建污水處理廠：此類建設(shè)形式是指對放棄現(xiàn)狀不能滿足使用要求的污水理廠，并建設(shè)一座新的污水處理廠，新建的污水廠對工藝及規(guī)模均按現(xiàn)狀要求計。此方案建設(shè)形式能實現(xiàn)水質(zhì)及規(guī)模的提升，但整體投資較大。僅對現(xiàn)狀污水廠進行改造：此類建設(shè)形式原污水廠在前期建設(shè)時標(biāo)準(zhǔn)較低不符合當(dāng)前技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及排放要求，因此需要對其進行提標(biāo)改造。此方案形式能現(xiàn)對原水廠技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及排放水質(zhì)的提升，但在實施時將對原廠區(qū)產(chǎn)生較大影響且面臨停產(chǎn)或減產(chǎn)等一系列問題。僅對現(xiàn)狀污水廠進行擴建：此種建設(shè)形式適合現(xiàn)狀污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)能足現(xiàn)狀要求，但整體處理規(guī)模不足，同時在現(xiàn)狀場地內(nèi)預(yù)留有擴建用地。此方形式能實現(xiàn)污水處理規(guī)模的擴大，同時基本對老廠影響較小，實施也較為容易對現(xiàn)狀污水處理廠同時進行改造及擴建：此類建設(shè)形式結(jié)合了以上兩種形的特點，對現(xiàn)狀污水處理廠在技術(shù)提標(biāo)改造的同時實現(xiàn)規(guī)模擴建，適合對排放準(zhǔn)及處理規(guī)模都不能滿足當(dāng)前要求的現(xiàn)狀污水廠進行改造，此方案建設(shè)形式能現(xiàn)水質(zhì)及規(guī)模的提升。但此類項目在實施時協(xié)調(diào)難度較大，一般為方便建設(shè)，先實施擴建，再完成對現(xiàn)有部分的改造。不論采取何種建設(shè)形式，建設(shè)項目均需根據(jù)各自不同特點提出設(shè)計方案，結(jié)合建設(shè)方需求，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后選擇。2.加強與現(xiàn)狀污水處理廠的結(jié)合在污水處理廠改擴建過程中，一般均在原水廠場地內(nèi)實現(xiàn)。由于原水廠總建設(shè)布局已經(jīng)確定，地下管線等已經(jīng)埋設(shè)完成，且大部分舊水廠已經(jīng)在城市建范圍內(nèi)，新增征地困難，致使用地非常緊張。即使有些水廠在前期已經(jīng)留有預(yù)用地，但受限于用地按舊標(biāo)準(zhǔn)預(yù)留，不能滿足新的工藝用地要求，因此在設(shè)計程中需要考慮節(jié)地型集約化布置的方案，有些用地特別困難項目甚至要考慮采地下式布置方案。另外，改擴建設(shè)計時需要考慮與原處理工藝的匹配性，盡量原工藝改造后和擴建部分工藝保持統(tǒng)一，簡化運營操作難度。4污水處理廠改擴建主要內(nèi)容1.排放標(biāo)準(zhǔn)的選擇與確認（1）污水排放標(biāo)準(zhǔn)污水排放標(biāo)準(zhǔn)是改擴建工藝選擇的前提。目前，我國絕大多數(shù)地區(qū)均要求水處理廠執(zhí)行國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級A排放標(biāo)準(zhǔn)，同時也有多地出臺了更嚴格的地方標(biāo)準(zhǔn)或者流域標(biāo)準(zhǔn)，普遍要求高國標(biāo)，這對污水處理工藝流程提出了更為苛刻的要求。因此，改擴建之前需先確需執(zhí)行的排放標(biāo)準(zhǔn)，這是污水處理工藝選擇的基礎(chǔ)。（2）污泥排放標(biāo)準(zhǔn)近年來，隨著對污泥無害化處置的愈加重視，特別是對越來越多的地方明要求污泥不得再進入生活垃圾填埋場處置后，對污泥的對污水處理廠污泥的處越來越重要，污泥處置的方式也越來越多樣。近幾年，國家先后發(fā)布了《城鎮(zhèn)水處理廠污泥泥質(zhì)》、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置分類》、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置混合填埋泥質(zhì)》、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置園林綠化用泥質(zhì)》、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置土地改良用泥質(zhì)》和《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置獨焚燒用泥質(zhì)》、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置農(nóng)用泥質(zhì)》、《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置水泥熟料生產(chǎn)用泥質(zhì)》及《城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置林地用泥質(zhì)》眾多污泥排放標(biāo)準(zhǔn)。在改擴建設(shè)計時，需根據(jù)不同處置類型選擇不同的排放標(biāo)準(zhǔn)。（3）臭氣控制標(biāo)準(zhǔn)在對污水處理廠進行改擴建過程中，必須重視對惡臭氣體的控制。《城鎮(zhèn)水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）對污水處理的大氣污染物排放規(guī)定，城鎮(zhèn)污水處理廠的廢氣排放根據(jù)污水處理廠所在地區(qū)的大氣環(huán)境質(zhì)量要求大氣污染物治理技術(shù)和設(shè)施條件，分三級執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)。對位于《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》一類區(qū)的所有（包括現(xiàn)有和新建、改建、擴建）城鎮(zhèn)污水處理廠，執(zhí)行一級標(biāo)準(zhǔn)，對位于《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》二類區(qū)和三類區(qū)的城鎮(zhèn)污水處理廠，分別執(zhí)行二級標(biāo)準(zhǔn)和三級標(biāo)準(zhǔn)。（4）噪聲控制標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中規(guī)定，城污水處理廠噪聲控制按《工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)》GB12348執(zhí)行。由此，水處理標(biāo)準(zhǔn)的不斷完善和城鎮(zhèn)污水處理廠其他各類標(biāo)準(zhǔn)的不斷出臺要求污水處理廠在改擴建是也要滿足各類排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。2.主要處理工藝系統(tǒng)的改造污水處理工藝系統(tǒng)是污水廠改擴建的核心，一般改造難度較大，在改造過中必須根據(jù)現(xiàn)狀情況及排放標(biāo)準(zhǔn)選擇合適的工藝。污水處理工藝改造是確保污處理廠運行性能、確保出水水質(zhì)、降低費用的關(guān)鍵，需要根據(jù)確定的污水處理質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)和一般原則，從整體優(yōu)化的觀念出發(fā)，結(jié)合設(shè)計規(guī)模、污水水質(zhì)特性以當(dāng)?shù)氐膶嶋H條件和要求，選擇切實可行的處理工藝方案。所要遵循的一般原則括：處理效果穩(wěn)定可靠、工藝控制調(diào)節(jié)靈活、工程實施切實可行、運行維護管方便、投資運行費用節(jié)省及整體工藝協(xié)調(diào)優(yōu)化。（1）脫氮處理工藝系統(tǒng)提高污水廠脫氮除磷效果是改擴建工藝改造的重點。雖然生物除磷脫氮工的類型和實施方式多種多樣、各具特點，但基本原理是一樣的。所有生物除磷氮工藝都包含厭氧、缺氧、好氧三個不同過程的交替循環(huán)。按照構(gòu)筑物的組成式、運行性能以及運行操作方式的不同，可將已有的生物除磷脫氮工藝分成A/O及A/A/O工藝、A/A/O-MBR工藝、MBBR生物處理技術(shù)等幾個系列，在工藝選擇需要根據(jù)其適用范圍和應(yīng)用的邊界條件，因地制宜的選用。（2）深度處理工藝系統(tǒng)要滿足一級A或者更高要求的排放標(biāo)準(zhǔn)，污水處理廠在在改擴建時必須采用深度處理工藝，用于進一步去除出水中的SS、總磷及少量的其它污染物。二級物處理出水中污染物質(zhì)為有機物和無機物的混合體，一般來說通過混凝沉淀等常規(guī)工藝可以去除懸浮物和膠體粒子，強化處理去除的重點膠體狀雜質(zhì)，并進行除磷以及消毒。常用的污水深度處理方法可歸納為直接過濾法、微絮凝+過濾、混凝沉淀（澄清）過濾法以及膜處理法，在設(shè)計時根據(jù)實際情況選用。3.土建及設(shè)備的改造在改建過程中，對于污水廠的已有土建設(shè)施，要可能的去利用，并對于某有些結(jié)構(gòu)性缺陷的單體進行加固和改造。對于預(yù)留遠期設(shè)備安裝空間的單體，改擴建是要充分利用預(yù)留的土建設(shè)施。設(shè)備改造一般是指設(shè)備的增加或更新。增加或更新的設(shè)備需要考慮與原土條件的符合性。5結(jié)束語污水處理廠的改擴建，需要根據(jù)現(xiàn)狀