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摘要:随着城市的不断发展，国家对环境问题越来越重视，废水处理的出水水质已不能满足国家新颁布的执行标准，因此城市废水处理都将面临一个升级改造的问题。本文结合笔者多年的工作实践经验，对城市废水处理工艺升级改造进行了分析探讨。
关键词:城市废水；升级改造；工程实例
一、前言
某企业有机废水处理系统采用传统A2/O工艺通过厌氧好氧交替运行，工艺流程简单，但因设备老化、运行成本较高及各项出水指标不稳定，不能达到《电池工业污染物排放标准》(GB30484-2013)，因此该企业决定对其有机废水处理系统进行改造，使其出水指标及运行成本等方面达到要求。
二、现有工程概况
2.1主要污染物
多晶硅太阳光伏电池生产产生的有机废水含有的主要污染物包括pH、聚乙二醇、乳酸、硅粉和碳化硅，其中聚乙二醇和乳酸是污水中的主要有机污染物，大量硅粉和碳化硅造成污水中悬浮物含量高。
2.2工艺处理流程
污水首先通过格栅，通过格栅隔出直径较大漂浮物后自流进入调节池，由于流速的下降硅粉和碳化硅等在调节池内形成沉淀。调节池内污水通过提升泵提升进入混凝反应池，向其中加入片碱、PAC药剂，调节废水PH值和加快废水内悬浮物的沉淀。沉淀后的出水通过提升泵提升进入换热装置，使污水升温后进入一级ABR池，通过厌氧细菌的厌氧消化作用将废水中的大分子有机物分解，提高污水的可生化性，一级厌氧池内设置液下搅拌装置和弹性填料。ABR池出水进入一级接触氧化池，有机物质通过好氧细菌的好氧消化作用，将有机物彻底分解，接触氧化池内设置组合填料和曝气装置。一级接触氧化出水进入二级ABR池，进一步水解未分解的有机物，二级ABR池内设置液下搅拌装置和弹性填料，同时二级ABR池污泥回流到一级ABR池。二级ABR池出水进入二级接触氧化池，污水内残存的有机物在好氧池内进一步分解为二氧化碳和水，二级接触氧化池出水进入二沉池，去除水中的悬浮物，二沉池出水排入外排管网，二沉池污泥部分回流到前端ABR池和接触氧化池，部分打到污泥浓缩池。污泥浓缩池污泥通过离心脱水后外运处理。
2.3运行的基本数据
处理水量为1200m3/d，pH值为3-6，进水COD为1000-6000mg/L，出水COD为200-500mg/L，超出《电池工业污染物排放标准》(GB30484-2013)中COD150mg/L的限值。
2.4存在的问题
主要存在以下几点问题：设备老化，故障率大；填料架及填料损坏；换热器堵塞频繁，换热效果不好；初沉池、二沉池溢流板损坏，出水不均匀；系统管道、阀门腐蚀或锈蚀程度较严重；调节池污泥沉积现象严重；接触氧化池采用阀门布水，接触氧化池内活性污泥少；二沉池表面负荷过高。
三、升级改造措施
3.1机械格栅池
格栅的主要作用为拦截污水中的大颗粒污染物，原有机械格栅损坏严重，格栅不锈钢耙齿出现倾斜和弯曲现象，格栅链条断裂，已不能正常运行，改造中进行更换，更换后能起到一定的拦截大颗粒物的作用，保护后续设备的正常运行。
整改措施：更换机械格栅。
3.2调节池
调节池的主要作用为调节污水的水质水量，防止水质、水量的不均与变化对后续处理阶段的冲击。现调节池内沉积现象严重，沉积物主要是有机废水中含有的硅及碳化硅固体颗粒物，有机废水进入调节池后流速降低，固体颗粒物沉积在池底，长时间堆积后造成调节池有效容积减少。
整改措施：
①操作人员根据水质情况定期清理池内沉积污泥，保证调节池的水质水量的调节作用。
②对管道阀门进行检修，更换已损坏的管道阀门。
3.3混凝反应池
污水在混凝反应池内与混凝剂和碱充分混合，加碱的作用是调节污水的PH值，加入混凝剂的作用是使污水中的悬浮物通过混凝形成易沉淀的胶团，通过控制混凝剂和碱的投加量来控制混凝沉淀效果。
整改措施：对管道阀门进行检修，更换已损坏的管道阀门。
3.4混凝沉淀池
污水跟混凝剂充分融合后进入混凝沉淀池，在混凝沉淀池内实现泥水分离，混凝沉淀池是去除悬浮物的主要单元，同时也能去除部分有机物质，减轻后续处理单元的负荷，现混凝沉淀池收水堰板损坏，出现出水不均，影响了沉淀效果。
整改措施：更换收水堰板、已损坏的管道阀门。
3.5ABR池
ABR全称为厌氧折流反应器，是厌氧处理工艺的一种形式，反应器具有良好的水力流态，因而具有高的反应器容积利用率，可获得较强的处理能力；具有良好的生物固体的截留能力，并使一个反应器内微生物在不同的区域内生长，与不同阶段的进水相接触，在一定程度上实现生物相的分离，从而可稳定和提高设施的处理效果。ABR还起到为后续EGSB反应塔预酸化的作用。水解酸化是一种介于好氧处理和厌氧处理之间的污水处理方法，与其它工艺组合可以降低污水处理成本，提高处理效率[1]。原ABR池填料支架出现了腐蚀坍塌，潜水搅拌机损坏不能使用。改造后在ABR池内增加盘管加热，保证厌氧在冬季的处理效果，由于原水中氨氮和磷的含量少，需在ABR池内加入营养成分，满足厌氧和好氧的处理需要。EGSB进水泵从ABR池后端吸水。
整改措施：更换弹性填料、潜水搅拌机、盘管换热器。
3.6EGSB池
EGSB处理阶段为新增污水处理段，EGSB全名为厌氧颗粒污泥膨胀床反应器，是一种处理污水的厌氧生物方法，污水自下而上通过EGSB。反应器底部有一个高浓度、高活性的污泥床，污水中的大分子难降解物质和起泡剂等在EGSB塔内降解为小分子物质，保证后续接触氧化池的处理效率。
3.7厌沉池（新增）
EGSB出水进入厌沉池，出水中的污泥在厌沉池内沉淀下来，上清液流入下一处理单元，厌沉池污泥根据运行情况，部分回流到EGSB塔，部分外排到污泥池。
3.8一级接触氧化池
生物接触氧化法也称淹没式生物滤池，其工艺过程是在反应器内设置填料，经过充氧的废水与长满生物膜的填料相接触，在生物膜的作用下废水得到净化。原接触氧化池填料支架出现了腐蚀坍塌，曝气器也有部分损坏，进水布水不均。
整改措施：①更换设备：曝气头及支架、曝气管网、组合填料填料支架
②对接触氧化池池体结构进行更改，改变原有并联运行方式，保证污水不出现短流和布水不均现象。
3.9二级接触氧化池
二级接触氧化池由二级ABR池改造，增加好氧段的停留时间，满足污水处理效果。
整改措施：更换和新增设备：曝气头及支架、曝气管网、组合填料、填料支架
3.10三级接触氧化池
三级接触氧化池即为原有的二级接触氧化池。原接触氧化池填料支架出现了腐蚀坍塌，曝气器也有部分损坏，进水布水不均。
整改措施：更换设备：①曝气头及支架、曝气管网、组合填料、填料支架
②对接触氧化池池体结构进行更改，改变原有并联运行方式，保证污水不出现短流和布水不均现象
3.11二沉池
接触氧化池出水进入二沉池，在二沉池内实现泥水分离，二沉池收水堰板损坏，出现出水不均，影响了沉淀效果。
整改措施：①更换设备：收水堰板②新增设备：斜板填料、污泥回流外排泵
四、运行效果分析
在长期的运行过程中，系统改造前出水COD浓度始终在250-450mg/L之间，改造后，污水由混凝沉淀池进入ABR池，相关资料显示，水解酸化池的最佳HRT为4h[2]，在新增盘管加热装置的作用下，将水温逐渐提升，试运行1个星期后升至35℃[3]，充分使得废水中难降解的有机物进行分解，保证后续单元更加彻底的对有机物进行去除。厌氧反应完成后，污水进入到后续的三级接触氧化池，可以很好的将厌氧单元中没有分解掉的有机物进行更深一步的降解，使系统出水稳定持续达标排放。
进水水量不变的情况下，系统改造后出水较改造前COD去除率明显提升，下图为改造前某月系统出水COD与改造后连续12日系统出水COD浓度比较。
五、产生效益分析
5.1环境效益
本工程改造完成后，出水达到排放标准，避免了污水排放对周围环境的污染，极大的减轻了对当地生态与环境的压力。
5.2社会效益
废水治理达标，是每个企业应负的责任。该项工程改造的完成，为其它企业提供了治理经验，为周边环境和社会做出了贡献，同时也为该公司树立良好的企业形象。
参考文献：
[1]台明青.杨旭奎.施建伟，等.水解酸化工艺在废水处理中的应用实践进展[J].中国资源综合利用，2006，24（6）：11-14.
[2]王绍文.高浓度有机废水处理技术与工程应用[M].北京：冶金工业出版社，2003.
[3]孙文章.厌氧反应器中温度启动研究[J].工业安全与环保，2006，32（3）：20-22.