摘 要：总结太湖流域的湖州碧浪污水处理厂一级A升级改造工程实施经验。实践证明，采用前置反硝化生物滤池+曝气生物滤池的深度处理工艺，辅以化学除磷，可以在原有CASS工艺出水水质不能稳定达到GB18918-2002一级B标准的情况下，使最终出水水质达到GB18918-2002一级A标准的要求。
关键词：污水处理；升级改造；生物滤池
太湖蓝藻暴发导致供水危机，促使太湖流域的城镇污水处理厂在2010年前后完成了一级A的升级改造。通过两、三年的运行情况看，这些升级改造工程基本达到了预期的效果，为控制太湖水质恶化做出了贡献。目前，其它流域的污水处理厂也在积极推行类似的升级改造工程，新建项目则越来越多地选择一级A甚至更严的的排放标准。因此，有必要对一些比较典型的太湖流域污水处理厂升级改造工程进行分析和总结，以供其它项目借鉴。
碧浪污水厂总规模为2×104m3/d，分两期建设。一、二期分别于2003年5月和2008年6月建成，均采用CASS工艺按照GB18918-2002的一级B标准设计。
升级改造工程于2009年1月动工，11月投产，经过3个月的调试运行后，出水水质稳定达到GB18918-2002的一级A标准要求。
1 升级改造的条件
1.1 改造前运行状况分析
该厂升级改造前，一、二期工程分别接收来自不同方向的进厂污水，处理规模均为1×104m3/d。虽然都是CASS工艺，但是一期采用4组LIPU罐，由复叶推流式曝气机充氧，二期则为3座混凝土池，由罗茨鼓风机曝气。
从2006年至2008年的监测数据看，一期工程出水的COD、BOD5有时不能满足一级B标准的要求，SS和氨氮则长期超标；二期工程从2008年7月开始调试，至10月出水的COD、BOD5、氨氮基本小于一级B标准限值，SS则时有超标。该厂当时没有检测TN、TP的仪器，因此缺乏这方面的水质数据。
通过对原有工程运行状况的分析，认为一期工程所采用的复叶推流式曝气机因空气滤网堵塞，导致充氧效率下降，CASS池中曝气不均匀，硝化反应进行不完全。同时，一期CASS池中的污泥老化严重，部分因反硝化产气而漂浮进滗水器，致使出水SS长期超标。二期工程运行效果较好，出水SS时而超标可能是因为排泥不正常使部分死泥上翻、过量曝气致使污泥絮体较松散、沉淀时间不够充分等原因造成的。
1.2 建设条件
碧浪污水厂位于生活小区与申嘉湖水系之间的狭长地带，可供升级改造工程的用地很有限且不规整，地质较差，施工时必须考虑到临近小区住宅楼的安全因素。因此，建设条件比较苛刻。
2 工程内容
升级改造工程增加了集水池、前置反硝化滤池、曝气生物滤池、中间水池、消毒池和加药间。原有CASS池出水进入集水池，通过提升泵进入反硝化滤池进行生物脱氮，并截留部分SS。随后，污水进入曝气生物滤池强化氨氮和SS的去除效果，再经二氧化氯消毒后达标排放。加药间投加碳源、PAC、clO2三种药剂。当需要强化生物脱氮时，可将滤池出水回流至原有系统的沉砂池之后进行处理。TP的达标需要辅以化学除磷。
3 工程经验
升级改造的重点是分析原有工艺的运行状况，在保证出水达标的前提下，充分挖潜原有工程的处理能力，选用合适的深度处理工艺，使原有工程与升级改造工程配合运行。通过总结工程设计和三年的运行情况，积累了如下经验：
（1）考虑到一期CASS池运行效果较差，在充分挖潜现有系统能力的基础上，要求深度处理系统必须具备一定的脱氮除磷功能。本项目所设计的升级改造工程进水水质比一级B标准限值高，尤其是NH3-N、TN的取值分别为12mg/L和23mg/L，现在看来虽然稍保守，但是为后期调试和整个厂的灵活、经济运行奠定了基础。
（2）该厂可用空地很少且不规则，不能采取类似无锡地区部分污水厂将原有系统减产的措施[1]，因此选用生物滤池这种较高负荷的生物处理和物理过滤相结合的工艺，是很合适的。尤其是生物滤池可以模块化拼组，根据地形灵活布置，且不需较长池型的后浇带，缩短施工周期，更突显该工艺的优越性。
（3）应尽量避免悬浮在水中的塑料片、瓜子壳、头发丝等杂物进入生物滤池，须在滤池前设置平板格栅，并定期清理，同时要求CASS池保持良好的污泥沉降和滗水状态，防止漂泥流入滤池，造成堵塞。该工程生物滤池投产4年已经清理过2次廊腔中的污泥和杂质。
（4）为营造前置反硝化滤池良好的缺氧环境，应避免前段CASS池过量曝气，CASS出水的DO不宜超过3mg/L。该工程将CASS池曝气时间从3h减少到2.5h，沉淀时间从1h延长到1.5h，并且在CASS池曝气主管上设置了放空管，根据进水水质进行限制曝气，有效控制住CASS池原出水DO达到6mg/L的情况，使前置反硝化滤池充分发挥生物脱氮功能，同时也降低了整个厂的运行能耗。
（5）水力负荷对前置反硝化滤池脱氮性能影响较大，一方面是由于硝化细菌的世代周期长，水力负荷较大会加速生物膜更新，不利于硝化细菌的附着和增殖，而且形成的生物膜较薄，利于氧传递至生物膜内部，破坏其内部缺氧环境，不利于反硝化反应的进行；另一方面，水力负荷增加伴随着有机负荷的增大，相对抑制了自养性硝化细菌的增殖和活性。因此，该工程调整了一、二期7组CASS池的运行周期，使不同CASS池的排水尽量错开，同时利用升级改造工程的集水池调节容积，使水力负荷对生物脱氮环境的影响尽可能地小。
（6）该工程生物滤池采取气水联合反冲洗，先气洗5min，再气水联合洗4min，最后水漂洗6min。在反冲洗之前先从滤池底部放出一部分水，可以冲出廊腔中部分杂质，也降低了反冲洗风机的启动负荷，是保证滤池反冲洗效果的关键措施。前置反硝化滤池的反冲洗周期为48h，曝气生物滤池反冲洗周期为72h。
（7）为保证出水SS达标，曝气生物滤池的曝气量不宜过大，该工程原设计罗茨鼓风机与曝气生物滤池一一对应，后来根据水质情况调整成1台罗茨鼓风机向3座曝气生物滤池交替间歇曝气，取得良好效果。
（8）化学除磷药剂选用液体PAC，投加点位于沉砂池出水渠道，投加量为10～20mg/L，短时间内就能够保证出水TP达标。经过4年的运行实践，该工程采用的这种协同沉淀[2]去除TP的方式经济有效，而且对CASS池中污泥的生物活性影响较小。
（9）该工程设计了曝气生物滤池出水至沉砂池出水和CASS池出水两处地点的回流管，并且设有醋酸钠作为外加碳源的投加装置，是考虑在CASS池运行不正常或者碳源严重不足时，保证反硝化效果的措施。但是，在实际生产中均没有使用即实现TN达标排放。分析原因，主要是因为该厂进水水质较为稳定，且碱度合适，CASS池和反硝化滤池的生物脱氮功能都发挥得比较好。原设计的这些设施可以作为应急处理或者进厂污水水质发生较大变化时的应对措施。
4 结语
城镇污水处理厂一级A升级改造工程需要考虑多种影响因素。采用前置反硝化滤池+曝气生物滤池的两级生物滤池工艺，成功应用于湖州碧浪污水厂的升级改造工程。经过几年的运行，证明其处理效果稳定、可靠，该工程的诸多经验值得其它类似项目借鉴。
参考文献：
[1] 蔣岚岚，吴伟，沈晓玲，等. 无锡市城镇污水处理厂升级改造技术路线综述[J]. 中国给水排水， 2010， 26（12）： 33～35.
[2] 沈晓玲，张万里，梁汀，等. SBR类污水处理厂升级改造工艺选择及运行[J]. 给水排水，2010，36（7）： 38～41.
