污水處理升級改造的5個關鍵問題分析（一）

我國污水處理領域在近幾年得到快速發展，日處理能力大幅提高，處于世界前列，已成為污水處理大國，但在技術選型、升級改造、能耗控制及運行管理方面，仍然距污水處理強國有較大的差距。

因此，現有污水處理廠的科學合理升級改造、優化運行已成為行業長期發展的目標，需不斷持續改進。

近日，江蘇（宜興）環保產業研究院總工陳珺做了題為“污水處理升級改造的5個關鍵問題”，陳總工從實際處理能力的評估、生物處理工藝選型、生化池優化設計、二沉池的優化以及污水處理廠水力優化五個方面，結合污水處理廠運行和管理經驗，對污水處理目前運營過程中存在的問題進行了剖析，并介紹了污水處理升級改造的具體措施，深入顯出，條理清晰，用數據說話更有說服力，這五個問題也可能是您非常關注的問題，因為污水處理的提標改造和運營優化到企業的生存及水環境的改善?；诖?，我們可以不斷擴展和創新，促進行業向前發展。

污水處理升級改造涉及的面非常廣，包括水量水質的變化、工藝選型、排放標準、設備更新、投資與運行成本、占地、能耗及控制等等，遠非一個報告所能覆蓋。這里僅和大家交流一下在污水處理升級改造的過程中涉及到五個主要方面的問題，這些問題包括：實際處理能力的評估、生物處理工藝選型、生化池優化設計、二沉池的優化以及污水處理廠水力優化的問題。

一、實際處理能力的評估

實際處理能力評估是污水處理升級改造過程中重要的事情。只有在清楚了解目前污水處理廠的實際處理能力才能有的放矢地進行下一步的升級改造。這個“實際處理能力”涉及到很多方面，包括污水水量水質特性、設備設施狀況、處理要求、工藝控制策略、運行維護等等，這些因素互相交織在一起，形成了實際處理能力，而非通常所指的設計規模。

實際處理能力不是一成不變的，它會隨著時間的推移而發生變化，比如由于人口的增加導致進水量的持續上升需要提高實際處理能力，簡單方法就是擴容；另外，不合理的運行維護會使污水處理廠隨著歲月的流逝而降低其處理能力。標準提高是污水處理廠發展過程中經常遇到的事情，為了達到新的標準，在既有的設施情況下其處理能力可能就會降低。同時，我們還可以看到另外一些情景，某些污水廠會在其歷史發展過程中不斷優化自身的情況，突破瓶頸的限制，以小投入實現處理能力的提高，實現污水處理的可持續發展。

因此，在進行污水處理升級改造之前的一個重要步驟是對實際處理能力的評估。我們對全國四千多座污水處理廠中的3300座污水處理廠的實際進水COD、TN濃度做了一些分析，可以看出絕大多數污水廠的COD濃度并不是很高，COD高于400mg/L的污水處理廠只占很小一部分，進水氮的濃度低的并不是很多。

我們做了一些實際污水廠的進水設計值與實際值的比較，可以看出從南到北很多污水處理廠的COD設計值與實際值有較大的差距，實際進水COD遠遠低于設計值，氮的值也會低一些，但低的并不是很多。所以，很多污水處理廠的池容是有冗余的，這種冗余的潛力在升級改造時就可能得到利用，當然這會涉及到其他單元的問題，比如沉淀池的問題、進水管線的問題等等，需要進行實際評估。

實際處理能力評估需要用到一些方法，這些方法一般包括開會討論分析、全廠實際測試、工藝模擬分析。開會討論分析通常是相關方坐在一起討論，這種方式是比較保守的，因為在沒有確切數據和依據的情況下，人都是保守的，只能憑經驗。另一種方法是實際測試，實際測試包括沉淀池負荷測試、氧轉移測試、示蹤劑測試以及在線監測等，實際測試的好處是因地制宜，找出關鍵參數，明確制約瓶頸。其中，負荷測試包括預處理、曝氣池、沉淀池、污泥脫水單元等方面的測試，需要明確各個單元的實際處理能力，當然測試期間不能影響出水水質。這里舉一個曝氣效率方面測試的例子，大家知道α值是混合液中氧轉移效率與清水中氧轉移效率之比，是曝氣計算過程的一個關鍵參數，國內設計規范是0.8-0.85，美國在80年代之前也是基本采用0.8，但實際運行中發現這個值差別較大，α值和泥齡、水質等參數有關系，低的能到0.3。實際上，可靠的方法是用尾氣法測試獲得實際的α值，這是我們在一個污水廠正在做的尾氣法測試的照片，美國已經有數百個污水廠采用了這種方法。通過這種方法獲得真實的參數為設備選型提供更加科學合理的依據。

其他測試方法還包括針對水質的反硝化速率測試、示蹤劑測試沉淀池效率等，限于時間關系不再一一贅述。

第三種實際處理能力的評估方法是工藝模擬，尤其是動態模擬，這個無論是對實際污水廠的升級改造還是優化運行都很有益。動態模擬可以根據進水動態負荷的變化而做出準確的模擬，確保在峰值負荷期間出水水質依然達標，同時以合理的工藝和參數實現節能降耗的目的，這種方法是傳統EXCEL設計計算所無法實現的。

下面這個圖可以是一個穩態模擬的反映，可以看出在曝氣池廊道的前端氨氮就已經很低了，曝氣池有一定的冗余能力，我們可以通過動態模擬來確定其可利用的池容潛力。

當然工藝模擬并非是一件簡單的事情，需要對水質特性、工藝參數有深入的了解，也并非是購買一套軟件就能解決的，污水處理工藝模擬背后反映的是污水處理龐大知識體系的積累，需要有對這方面深入了解的技術人員。