引言某污水处理厂于2004年建成投入使用，生物处理段采用百乐克工艺，排放标准为国家二级标准；2009年根据需要对其进行了升级改造，将其排放标准提至《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）中一级B标准，处理规模6万m3/d。随着城市化进程发展，城镇人口和企业快速增长，污水量（特别是汛期）已严重超出污水厂处理能力，出水水质也已不满足当前要求，超标污水对下游河道造成重大污染隐患，因此需对其进行扩容和提标升级改造，改造后处理能力12万m3/d，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）中一级A排放标准。1某污水厂运行情况1.1处理工艺污水经粗格栅截留大体积固体杂质，再经污水泵提升后通过细格栅进入旋流沉砂池和初沉池，去除小体积悬浮物和泥沙，进入百乐克池进行生化处理，最后经絮凝反应池和斜管沉淀池处理后尾水排入下游河道。污水厂污水处理工艺流程如图1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.01.016.F001图1污水厂污水处理工艺流程1.2运行情况目前该污水厂已满负荷运行，雨季超负荷运行。因受汇水区域内农产品加工企业影响，进水水质波动较大，但出水水质均能达到国家一级B标准，COD、NH3-N基本可以达到一级A标准，因此原有工艺耐冲击能力较强。1.3主要问题（1）原设计风机采用罗茨风机，运行中噪音大、效率低。（2）厂外合流制管网中砂含量高，现有旋流沉砂池除砂效果一般，初沉池污泥中砂含量高，造成脱水机磨损严重。（3）无消毒设施。2扩容与提标改造工程设计2.1总体方案通过分析该污水处理厂进水水质情况及出水水质要求，确定设计进/出水水质如表1所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.01.016.T001表1设计进/出水水质项目进水水质出水标准COD50050BOD518010SS40010NH3-N355(8)TN4515TP50.5mg/L根据对现有处理工艺分析，扩容改造工作需特别加强氨氮、总氮、BOD5和总磷的去除效率，以实现出水一级A的要求。因进厂管道中泥沙含量较高，秋季蔬菜加工季节进水中的无机SS也非常高，因此本次设计保留初沉池，但采用较高的表面负荷，注重其短时沉淀效果，使其在满足去除无机质的同时尽量减少有机质的去除，保证反硝化脱氮效果。改造后工艺如图2所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.01.016.F002图2扩容提标改造后工艺流程改造部分将原6万m3/d改造为5万m3/d运行，并对百乐克池进行改造，增加缺氧区，将原有风机全部更换为空浮风机；扩容部分选用A/A/O工艺，规模7万m3/d；深度处理包括原絮凝、沉淀和新建高密度沉淀池一座，消毒采用紫外线工艺，处理能力12 万m3/d。2.2提标改造工程设计（1）提升泵房：土建部分利用现有建筑，尺寸为18.55 m×12.00 m，分为粗格栅井和提升泵房共两个部分。本次改造更换新格栅，新设5台污水泵，其中大泵3台，单台Q=1 670 m3/h，H=15 m，N=90 kW。小泵2台，单台Q＇=840 m3/h，H=15 m，N=45 kW。冷备1台大泵。（2）曝气沉砂池：保留原有细格栅及旋流沉砂池，新建细格栅井及曝气沉砂池1座分2格，采用W型断面，尺寸为33.8 m×7.9 m×（1.7 m~4.5 m），沉砂池内有效水深3.5 m。停留时间4 min，水平流速0.1 m/s。（3）初沉池：保留原有初沉池，并新建初沉池1座，直径35 m，表面负荷3.9 m3/h，池边水深4.5 m。（4）A/A/O池及二沉池：新建2座，单座处理能力3.5 万m3/d，尺寸为147.5 m×51 m×6.6 m，其中厌氧池有效容积2 188 m3，停留时间1.5 h；缺氧池有效容积5 834 m3，停留时间4.0 h；好氧池有效容积20 416 m3，停留时间14 h；污泥龄20 d，污泥负荷0.16 kgBOD5/（kgMLSS· d）；混合液回流比300%，污泥回流比100%。二沉池为平流式，表面负荷0.8 m3/（m2·h），水平流速5 mm/s，有效水深4 m。（5）高密度沉淀池：新建1座，分4格，每格分混合区、絮凝区和沉淀区。混合区尺寸4 m×4.375 m×5.175 m，停留时间4.9 min，内设机械搅拌器；絮凝区尺寸为5.2 m×5.2 m，有效水深5.5 m，停留时间8.2 min；沉淀区尺寸为13 m×13 m×7.55 m（含下部污泥浓缩区和装有斜板的澄清区），停留时间31.5 min，表面负荷为10.6 m3/（m2·h）。（6）原百乐克池改造：将单座百乐克池的处理量由3.0 万m3/d调整为2.5 万m3/d，将好氧区分为缺氧区和好氧区，增加内回流泵，改造后缺氧区停留时间4 h，好氧区停留时间14 h。（7）原絮凝、斜管沉淀池改造：将处理水量调整为2.5 万m3/d，改造后絮凝反应池停留时间为35 min；斜管沉淀池停留时间1 h，表面负荷1.95 m3/（m2·h）。（8）紫外消毒池：共1座，平面尺寸为11.8 m×8.8 m，分为4条渠道。（9）污泥系统：新建储泥池、二级储泥池各1座，污泥调理池4座，污泥脱水机房1座。3改造后运行效果本项目建成投运后，出水水质均稳定达到国家一级A出水标准。3.1COD去除情况投运后，对COD去除情况如图3所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.01.016.F003图3COD去除效果由图3可知，运行期间进水COD随季节变化幅度较大，每年雨季含量较低，系统平均去除率约90.5%，并呈逐年上升趋势。3.2BOD5去除情况投运后，对BOD5去除情况如图4所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.01.016.F004图4BOD5去除效果由图4可知，进水中BOD5含量随季节变化情况与COD情况基本一致，浓度65 mg/L~154 mg/L，去除率较COD高，约为94%。虽然进水浓度变化较大，出水仍可稳定达标，可以看出系统对有机负荷耐冲击能力较强。3.3SS的去除情况运行后，SS的去除情况如图5所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.01.016.F005图5SS去除效果由图5可知，SS进水浓度为241~379 mg/L，出水浓度5.9 mg/L~7.1 mg/L，去除率约98%，系统对SS的去除能力稳定、高效。3.4TP的去除情况系统投运后，TP的去除情况如图6所示。由图6可知，TP进水浓度为2.72 mg/L~4.28 mg/L，出水浓度0.17 mg/L~0.46 mg/L，去除率约91%，能够保证稳定达标排放。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.01.016.F006图6TP去除效果3.5NH3-N的去除情况系统投运后，NH3-N的去除情况如图7所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.01.016.F007图7NH3-N去除效果由图7可知，水厂进水中NH3-N随季节变化幅度大，受厂外排水系统雨季合流情况影响非常明显，浓度为11.73 mg/L~28.9 mg/L，出水浓度0.75 mg/L～2.75 mg/L，去除率约92%，能够保证稳定达标排放。3.6TN的去除情况系统投运后，TN的去除情况如图8所示。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.01.016.F008图8TN去除效果由图8可知，水厂进水中TN变化幅度大，浓度为19.68 mg/L~42.26 mg/L，出水浓度8.37 mg/L~12.67 mg/L，去除率约64%，能够保证稳定达标排放。4技术经济成本分析（1）工程建设成本。本次改扩建项目总投资为11 809.34万元，其中工程费用9 311.16万元，其他费用1 552.7万元，基本预备费869.11万元，建设投资合计11 732.97万元，铺底流动资金76.37万元。（2）项目运营成本。本项目建成后处理水量4 380万m3/d，运营成本如下：动力费1 950 万元/a，药剂费3 300万元/a，污泥处置费360万元/a，工资福利100万元/a，固定资产折旧费890万元/a，大修维护费560万元/a，其他费用720万元/a。总成本7 880万元/a，单位运营成本1.8元/m³。5结语（1）通过调整现有系统处理水量，对百乐克池改造增加缺氧处理区，新建系统采用AAO+高效沉淀池工艺，扩容改造后系统耐受能力强，运行稳定，出水能够稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）中一级A排放标准。（2）扩容改造后，系统对COD、BOD5、SS、NH3-N、TN、TP的平均去除率分别为90.5%、94%、98%、92%、64%、91%。（3）出水TN虽满足排放标准，但去除效率偏低，主要是进水碳源相对不足造成的，后期污水厂再提标改造时应充分考虑。