随着城镇人口的急剧增长，产生的污水量呈现增加趋势;建立多个污水系统也很复杂，特别是生活污水中含有大量的氨氮等离子直接排放将对水质环境产生重大影响，进一步加深环境污染，加剧城市水供需矛盾;因此合理处理城市污水是解决城市供水与需求矛盾的主要途径，在这种情况下，有必要采用科学合理、标准达标的先进污水处理工艺技术和对城市污水进行深度处理；本文简单介绍了城镇污水处理厂提标改造的背景、必要性、重点难点以及应对措施；对提标改造中涉及的预处理、生化处理、深度处理工艺单元分别进行了探讨。

 

1、城市高级污水处理及有效利用的历史和现状分析：我国污水处理过程的历史追溯二十世纪五十年代，那时已将最先进的城市污水处理纳入国家科研项目之一，但受到相对较低的城市发展水平的影响，城市污水处理标准不符合要求，因此我国的污水处理技术长期处于维持现状的状态；到了九十年代，大多数城市的污水量逐渐增加，导致几个行业部门加强了污水处理和预防工作；其中最重要的是工业生产行业，推行治理政策，但实际完成率不到一成，达不到预期目标；随后，在第六个“五年计划”期间，用于污水循环利用的深入检查和单元开发技术成为当时工作的重点。为未来的污水处理垫定好的基础。此后在我国一些缺水城市大量进行了工业和私人污水处理试验，取得了良好的效果，还建立了几个示范基地；如今我国的污水处理进入了一个新时代，并朝着深度处理和回用的方向稳步发展。但是，我国水污染防治问题仍然十分严重，相关的政策和控制工作有待加强和完善。

2、城市污水深度处理的意义

1）促进社会生态文明建设：在过去的半个世纪中，人类社会增加了生活物资的产量，消耗了大量资源并促进了经济发展；但是当前物质生活达到了一定层次，我们正在遭受严重的水污染侵害，有很多地区的河流污染严重，不洁净的生活用水严重影响人们的生活质量；正是由于历史的教训，人们才决定建设生态文明城市，为了创建一个可持续发展的社会，循环利用，即实现社会和自然再生是必要的途径。在此基础上，特别需要加强城市污水处理的深度，以更有效地控制水污染；可以循环利用水资源，创造一个美丽的生态环境，可持续利用城市污水和水的高级处理资源有助于构建和发展和谐社会。

2）促进水资源的可持续利用：实现水资源的可持续发展主要在于实现水资源的循环利用，这主要体现在以下相关方面。

（1）首先实现了水环境的创建，确保了生态平衡，且城市可以提供足够水源。

（2）第二，工业生产的污水处理，在排放到江河、湖泊之前有效净化还有重金属元素的污水，然后洁净排放，形成良好的生态循环链；

（3）第三，在高度先进的城市可再生水生产和供应系统的背景下，提供城市河流水源的净化和再生，其主要目的是建立城市发展中的水循环系统，以便可持续利用水资源。

3）有助于维持良好的水循环：随着市政污水处理的不断深入，污水排放量将逐渐减少，相应的健康水循环应每天为人们提供水。环境保护部基于对操作的理解来决定城市污水处理计划，尽管它消耗了大量的人力和物力，但近年来，我国的环境保护部门仍在积极寻求治疗方案，这是一个漫长的过程，但实际上，最好的方法是深度处理城市污水，因为经过先进的污水处理后，它可以可靠地向城市供水并提供再生水，从而可以节省很多资金，这部分可以用来升级相应循环设备。该系统还可以实现健康的水循环并很好地运行先进的城市污水处理系统。

 

3、提标改造必要性分析

1）出水排放标准提高：随着地方标准的实施，以及河流河长制对河流水环境考核的要求，大量已建污水处理厂需要进行提标改造。

2）设备更新改造的需要：污水处理厂中的设备经长期运行，因设备维护不及时，管理不善而导致设备老化严重，须进行更新改造。

3）污水处理工艺难以适应新排放标准的要求：已经建成运营的污水处理厂都是按照满足当时的排放标准来建设运营的。由于设计建设的时代局限，预留技改的空间不足，难以达到当前的处理标准，提标改造迫在眉睫。

4、提标改造的重点难点及应对措施：城镇污水处理厂的进水以城镇下水道系统所收集的生活污水为主，还含有一定比例的工业废水、初期雨水、垃圾收集转运渗滤液、建筑工地排水、地表径流河地下水入渗水等。由于市政污水管网的不完善，导致污水处理进水水质波动较大，影响污水处理厂稳定运行。

1）进水碳氮比偏低：我国城镇污水处理厂水质水量变化大，碳氮比偏低，悬浮固体无机组分偏高。会导污泥活性偏低，脱氮除磷效果不稳定；通过建设雨污分流排水系统，能够显著降低污水总量，缓解污水处理的压力，在进水碳源不足时，还可有选择的排入部分碳源充足的有机废水，对初沉污泥和部分回流污泥进行水解酸化，产生的有机酸返回生化处理系统。

2）城镇污水混入工业废水：当进水中工业废水占比较大时，污水生化性较差，其中不可生物降解的CODCr含量较高，常规生化处理难以保证出水稳定达标，则可采用适当的预处理（如水解酸化等），提高污水的可生化性，同时建议对进水水质进行成分分析，以确定不可生物降解污染物的含量，若接近甚至高于出水限制值，则需要增设高级氧化处理单元。

3）总氮、总磷：地方标准要求出水总氮达到10mg/L，仅依靠二级生化处理将无法达到，须增加后续深度处理单元，如反硝化滤池等工艺单元。出水总磷通过强化二级生化除磷，仅能达到1mg/L。需要后续工艺单元增设化学除磷加以保证。

3、提标改造工艺选择

1）预处理单元：污水预处理一般包括粗格栅、进水泵房、细格栅、沉砂池、初沉池，为合理利用污水内容部碳源损耗，可将初沉池改造为初沉发酵池；采用MBR膜工艺时，应在预处理末端设置膜格栅，以防膜堵塞；当城镇污水混入工业废水时，应该根据实际情况设置均质调节池、气浮除油、化学沉淀、高级氧化、水解酸化等。

2）生化处理单元：生化处理承担着降解去除大部分污染物的作用，是污水处理系统能够达标运行的核心功能单元。对生化处理工艺选择、现状生化池利用等进行分析总结。

（1）生化工艺选择：近年来城镇污水处理厂总体呈现出进水BOD偏低，而进水N、P总体偏高，进水碳源不足，导致生物脱氮效果有限；生物脱氮和生物除磷在易降解有机物争夺、泥龄要求上存在固有矛盾，生物处理设计一般优先保证生物脱氮的效果，尽量兼顾生物除磷的效果；提标改造应充分挖掘二级处理的处理能力，将污染物在二级处理单元得到最大程度的去除。

（2）现有生化池利用

a.选用新型工艺(如MBR或MBBR)，提高生化池内污泥浓度，降低污泥负荷；

b.调整生化池各区容积，明确划分厌氧区、缺氧区和好氧区，合理分配容积，保证各区处理效能；

c.必要时在常规AAO后增设后缺氧区+后好氧区，强化脱氮除磷效果。

*推荐的提标改造生化处理单元AAA0AO流程见图1，由预缺氧区、厌氧区、缺氧区、好氧区、消氧区、后缺氧区、后好氧区、二沉池组成。改工艺各单元功能明确，各单元易控制和实现功能菌群适宜的环境条件，能充分发挥良好的污染物去除功能，运行稳定性强。

 

4、城市污水深度处理措施

1）凝结氧化结合先进处理技术：凝结沉淀法使用凝结剂作为电解质，通过向废水中添加凝结剂来形成胶束，从而电中和废水中的胶体物质以形成绒毛沉淀。臭氧氧化法是指污染物的氧化分解，芬顿氧化法是均相催化氧化法，其使用过氧化氢作为氧化剂并且使用铁盐作为催化剂；结合使用前者和后者，可以进行高级污水处理并获得满意的效果；使用芬顿氧化混凝工艺和混凝臭氧氧化工艺对颜色不同的污水处理厂排放的化学氧量、总磷和水质进行了深度处理。结果经过氧化混凝沉淀处理后，废水的生化需氧量去除率为95.5%，色度去除率为96.8%，总磷去除率为98.3%，废水效果达到A类排放标准，并且出水稳定；混凝沉淀和臭氧氧化法处理后的废水的氧量，饱和度和总磷去除率可以满足要求，但处理成本较高。在工程实践中，通常遵循凝结-氧化键合工艺，然后再采用其他处理工艺，例如生物方法来满足需求，其主要目的是达到排放标准并降低工程成本。

 

2）磁混凝沉淀工艺技术特点如下：

 

（1）采用磁种作为载体构造磁絮团，技术稳定成熟；

（2）对SS、TP去除效果好，同时还能去除非溶解性COD；

（3）耐冲击负荷能力强，磁混凝沉淀池表面负荷可取20～40m3/(m2．h)；

（4）工艺占地少，处理量大；

（5）运行成本低，设备的使用寿命长。磁混凝沉淀工艺是污水处理厂深度处理工艺的首选。

3）反硝化滤池工艺技术：反硝化滤池工艺具有生物脱氮及过滤功能，可根据脱氮需求灵活运用反硝化滤池，必要时可投加碳源进行深度脱氮。

4）高级氧化法工艺技术：如污水处理厂进水含有工业废水，其中会含有溶解性难生物降解COD，可考虑采用高级氧化法去除；臭氧催化氧化技术在国内已有较多工程案例，可以较好的处理难降解COD，同时去除水中的色度。

 

5）转盘(竖片)滤布滤池处理工艺：生化处理单元正常运行可以保证COD_Cr、BOD₅稳定达标，但是SS、TP和TN等特别是SS不能稳定达标，需要增加转盘(竖片)滤布滤池深度处理单元以确保稳定达标。

6)膜深度处理工艺技术:膜处理技术包括微滤、超滤、反渗透及纳滤等。主要原理是以压力差为驱动力的聚合物膜渗透物质的过程;当流体通过时，它可以去除细菌，病毒，寄生虫和氧化物等污染物;根据某些处理方法，例如需氧量等膜处理技术可以去除高达85%的硫氨氮等元素。膜处理方法可对石油化工过程中的污水，造纸过程中的污水，化纤废水，市政污水等进行深度处理;例如某直辖市开发区的污水处理厂使用微滤膜对二次废水进行深度处理，以满足城市和家庭其他用途，如环境美化，人行道冲洗和厕所冲水的需求,然而由于膜材料和生产工艺之间的差异，膜处理效果存在差异;如何制造具有高强度，长寿命，良好的耐污性和高流速的膜材料是关键的研究方向;另外膜处理技术受到膜组成，进水条件，水压保持时间，曝气量，溶解氧和温度的影响，如果当膜被污染时，废水处理效果将受到严重影响需要特别注意。

 

7)用于污水处理的高级除磷技术:化学沉淀团聚是除磷技术的一种较成熟的应用，一些钙基除磷剂、铁基除磷剂和铝基除磷剂是经常选用的除磷剂;当添加这些金属盐除磷剂时，人们还应考虑其后续影响，尤其是在沉淀剂溶液中含有酸的情况下，需要进行再次进行酸碱中和处理。另外如果共沉淀过程中包括硫酸铁，则还应考虑硝化反应的影响;当将金属化学品脱磷的污泥用于农业目的时，人们还必须考虑后续的污染和影响;使用某些吸附剂吸附磷也很常见(活性炭/生物电解质/金属氧化物或金属氢氧化物)，硅基中孔分子筛和粘土矿物都是除磷的有效吸附剂，大容量低能耗和低污染的使用，需要解决共存离子对活性炭的干扰作用以及pH变化对吸附剂的吸附能力的影响。

 

5、结论：随着社会的发展，特别是生态系统中洁净的水资源非常匮乏，对我们的生活和生产产生重大影响的相关资源正在逐渐枯竭。在现阶段，我国许多地区处于危机状态，如果城市发展中发生水污染，将影响水资源的供应；因此有必要合理选择工业废水厂处理技术和处理方法，增强公众的节水节能意识，增强中水回用资源，有效解决生态水资源循环利用问题。