隨著城鎮(zhèn)經濟的不斷發(fā)展和環(huán)境保護標準的不斷提高，我國中小城鎮(zhèn)污水處理能力日益增強，根據我國住房與城鄉(xiāng)建設部的最新統(tǒng)計結果，截至2014年底，我國污水處理廠總數達5300余座，污水處理能力達1．63億m3/d，大多數污水處理廠由于建設時間較早，排放標準低，約50%以上的污水處理廠只能達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918－2002)中的一級B標準要求，甚至還有將近25%的污水處理廠執(zhí)行二級標準。由于我國城市河道補水的重要來源是城鎮(zhèn)污水廠出水，排入河道后，稀釋能力小，若不提高出水水質排放標準，將嚴重威脅城市生態(tài)環(huán)境。國家環(huán)保總局要求，對于污水處理廠出水作為城市景觀用水的此類污水處理廠，出水水質應達到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》(GB18918－2002)中的一級A標準，因此，對我國城鎮(zhèn)污水處理廠進行提標改造勢在必行。
1中小型污水處理廠提標改造的必要性
1．1中小型污水處理廠現狀
1．1．1設備老化程度高
由于資金投入力度不夠等原因，導致污水廠設備在長期運行過程中，缺乏足夠的維護和管理，導致設備出現不同程度的老化和損壞，更有甚者出現設備無法運轉，卻得不到及時維修的情況，嚴重影響了污水處理效率。
1．1．2處理能力和處理要求不匹配
隨著城鎮(zhèn)工業(yè)化進程的推進，排放污水中污染物種類愈加復雜，對排放標準的要求提高。很多污水處理廠在早期設計過程中并未考慮到城市發(fā)展情況，設施處理量沒有預留足夠的遠期處理量，不能滿足現有的處理要求。在現階段對水質要求提高的形勢下，中小污水處理廠應推進更新擴容改造。
1．1．3建廠初期調試不到位
工藝調試對于污水處理設備是否正常運行至關重要，關乎出水是否能夠達標排放。很多污水處理廠建成初期，忽略了工藝參數的調試，或者因為缺乏專業(yè)技術人員的種種原因，導致工藝調試不到位，致使污水處理廠設備運行不暢，處理不達標，增加處理成本。
1．2污水廠出水穩(wěn)定達標的難點及應對措施
1．2．1污水處理廠出水穩(wěn)定達標的難點
①低碳源問題2009年抽樣統(tǒng)計分析結果顯示，我國60%的污水處理廠碳氮比低于4，碳氮比偏低影響反硝化的完成。
②工業(yè)廢水接入導致污水處理廠出水COD穩(wěn)定達標困難。
③冬季低溫問題導致污水處理廠出水TN難以達標。低溫條件下，污水處理系統(tǒng)中微生物活性降低，數量減少。太湖流域污水處理相關研究成果表明，冬季水溫低于15℃時，對微生物活性、污泥硝化反硝化性能以及生物脫氮效果影響較大，導致出水TN不達標。
1．2．2應對措施針對污水處理廠難以穩(wěn)定達標的難點問題，現提出以下應對措施。
1．2．2．1提標改造技術方案中合理取舍預處理單元
當城鎮(zhèn)污水處理廠有工業(yè)廢水，由于工業(yè)廢水間歇排放，水質水量波動大，為保證處理單元穩(wěn)定運行，前設調節(jié)池很有必要。若是印染廢水或其他易引起pH值變化大的特殊廢水，還要特別注意pH值的調節(jié)，避免對水處理設備產生腐蝕。鄉(xiāng)鎮(zhèn)等小型污水處理廠規(guī)模小、水質水量變化大，通常在格柵后也常設調節(jié)池。對于進水可生化性偏低的廢水(B/C值＜0．3)，例如制藥廢水、印染廢水、高濃度有機廢水等，應考慮設置厭氧水解池。利用兼性水解產酸菌，將難以生物降解的大分子有機物轉化為易生物降解有機物，提高可生化性，從而提高后續(xù)生物處理效率。
1．2．2．2提標改造同時要注重源頭污染物的控制
加快雨污分流制排水體制的建設，新建城區(qū)嚴格采用雨污分流制排水系統(tǒng)，老城區(qū)采用合流制或截流式合流制作為過渡時期的排水體制;接入城鎮(zhèn)污水處理廠的污廢水需嚴格按照國家、行業(yè)有關標準，防止對污水廠污水、污泥處理系統(tǒng)分產生不良影響。對于進水碳源不足的污水處理廠，需重新考慮服務范圍內設置化糞池的合理性，適當放寬碳源充足的普通有機廢水(如糖業(yè)廢水、食品廢水等)排入污水廠的水質濃度。
1．2．2．3低溫強化硝化和反硝化措施
王阿華等人研究表明，水溫低于12℃時，污泥的反硝化速率和硝化速率比常溫下減少了一倍，只有0．5～1mg/h，0．6～0．8mg/h。一體化固定膜活性污泥IFAS、包埋硝化菌工藝是工程實際中常用的兩種低溫下提高脫氮效果的方法。IFAS工藝常采用向好氧池中投加填料的方法，該工藝附著生物的硝化活性是活性污泥的3倍以上;包埋硝化菌工藝受水溫影響更小，投加率12%的情況下，硝化活性就達到了普通活性污泥的3倍以上。
1．2．2．4合理使用化學除磷
針對碳源不足的情況，犧牲生物除磷，采用化學除磷，這種方法在北美已有非常成熟的案例。
2中小型污水處理廠提標難點分析及解決思路
2．1中小型污水處理廠提標難點剖析
多數小型城鎮(zhèn)污水處理廠受原水濃度、設備處理效率等因素影響，二級處理很難達到一級A標準，出水指標從一級B標準提高到一級A標準。針對表中SS，提標改造時，增加深度處理工藝即可達到要求，增加深度處理工藝的主要目的是去除二級出水中的SS，BOD5、COD也伴隨SS的去除得到進一步的去除，但TN、TP的無法通過簡單固液分離進行去除，因為TN、TP是以溶解態(tài)形式存于二級出水，因此，城鎮(zhèn)污水處理廠提標改造的重點和難點是TN、TP、SS的去除。
2．2中小型污水處理廠提標改造思路
①了解目前中小型污水處理廠提標改造技術的研究現狀以及主要提標改造技術。
②根據污水廠運行現狀分析提標難點。
③針對提標難點逐一分析探索并選擇適宜本廠要求的強化生化處理方法。
④結合實際情況，選擇合適的深度處理技術，進一步提升出水水質。
3中小型污水處理廠提標改造技術措施
對現有中小型污水處理廠提標改造主要從三個方面著手:一是改造現有污水處理廠的二級處理工藝，主要是強化生物處理單元;二是新建三級處理設施;三是新技術膜生物反應器(MBＲ)工藝的使用，新技術往往無需三級即可達標或者滿足回用水要求。
3．1生物處理工藝改造
對二級處理工藝進行改造，主要是為了提高脫氮除磷效果以及有機物的去除率，改造重點在生化池。對于生化池的技術改造主要有兩種:降低容積負荷和泥膜聯用。
3．1．1降低生化池的容積負荷
目前工程中常用的措施有進水分流量減荷和擴容減荷。前者適用于廠區(qū)平面布置允許的情況下，在廠區(qū)新建生化池，達到分流量的目的，最終實現生化池減荷的效果。此法生產改造同步進行，不影響現有工藝的正常運行。后者主要通過擴大容積來減小負荷、延長水力停留時間和污泥泥齡，進而提高生化處理效果，擴大容積的方式有兩種:一是在場地允許情況下，直接將原有生化池擴容;二是將原有初沉池改造為生化池，這種方法提高了進入生化池的碳氮比，有利于TN的去除，高程銜接無阻，此法充分利用了現有構筑物。
3．1．2泥法－膜法聯用
懸浮生物法(活性污泥法)和固定膜生物法是污水生物處理的兩種常見技術。其中活性污泥法在實際工程中應用較多，這是因為固定膜生物法需要設置填料，填料造價一般較高。生物膜法具有硝化功能強大、抗沖擊負荷、生物量大、污泥齡長等優(yōu)點，受溫度影響小，在低溫條件下，其脫氮效果要遠好于活性污泥法。因此在污水廠的提標改造中，可充分利用兩者優(yōu)點，在生化池中設置填料。
3．2新建三級處理設施經
技術經濟比較，目前適合我國中小型污水處理廠的三級處理工藝有以下三種:常規(guī)混凝－沉淀－過濾;微絮凝－過濾;直接過濾。三級處理的核心是過濾單元，目前工程實際中應用最為廣泛的是V型濾池，這是因為V型濾池的濾料采用均質深層砂濾料，截污能力強，反沖洗強度低、效果好，過濾周期長。此外還有翻板濾池、D型濾池、濾布濾池等。
3．3膜生物反應器(MBＲ)的應用
MBＲ是一種新型污水處理裝置，結合超微濾膜和污水處理中的生物反應器，通過超微濾膜截留細小微生物絮體，增加了生化池中的活性污泥濃度，極大的提高有機物的去除效率，同時，超微濾膜可取代二沉池，實現泥水分離。MBＲ適用于需同時脫氮除磷、對出水水質要求高、用地緊張或者回用要求的場合。
4中小型污水處理廠提標改造的綜合建議
(1)污水處理廠提標改造應充分考慮技術的合理性、經濟性、穩(wěn)定可靠性以及工程實施可行性，而不應該注重技術先進性和新型性，對于新技術、新設備，應在小范圍內工程應用，總結經驗，為大規(guī)模推廣提供參考。尤其是國內首次實用的新型技術，一定要進行中試和生產性試驗，參數穩(wěn)定后才可投入實際工程應用。
(2)只有在經濟條件許可、用地緊張、尾水需循環(huán)利用的情況下才考慮采用MBＲ工藝。
(3)若用地緊張，經濟條件不許可，過濾單元可考慮濾布濾池或轉盤濾池。
(4)生物除磷難以滿足出水TP一級A排放要求時，可考慮化學除磷。
