上海市政研究院總工程師張辰詳解南方污水廠升級改造技術
升級改造工程采用的標準等級
在升級改造過程中，首先我們要確定一個標準，到底是一級A還是一級B，在這個標準中間，大家除了對數字要有很好的了解，很好的計算之外，對它的適應條件也應該進行研究，比如說一級A、一級B有一個適用性的條件。我個人覺得，從污染物的消減來說，應該從整個環境的角度來進行分析。如果我們從一級B到一級A增加一些處理設施，取得一些效果，是不是這個城市，這個流域馬上就要做的事。比如說我們要懸浮物SS從一級B到一級A，不要小看這個事，一般污水處理廠到一級B標準還是有可能的，也就是說我們控制在SS20毫克升是有可能的，如果到10毫克升肯定要加過濾設施。磷也是這樣的。
整個污水處理廠標準應該考慮地域和水域的特點，提出合理的污水處理標準。對一些重點流域、重點區域（比如太湖），就提出一個很高的標準，一定要達到這個標準。既然國家制定了這個標準，我們就應該嚴格執行這個標準。
升級改造工程
我們談的升級改造，從常規的活性污泥法二級標準提高到一級B或者一級A，首先要考慮到脫氮除磷，調整活性污泥工藝，增加厭氧、缺氧等處理工藝，提高氮、磷的去除率。第二種采用生物膜工藝。
提到升級改造大家覺得就是生物反應池，其實還有很多方法，如水力改造和設備改造。水力改造的作用是改善流量分配不均、短流、死水區、密度流、射流和污泥流失等問題。沉淀池的改造是很有潛力可挖的。從進水如何均勻的分配出去，在進水旁邊有一個倒流筒，如何合理分配流量，在出水區有幾塊擋板，不是每一個池子都要加這些擋板，現在我們設計幾乎沒有。
污泥處理也是這樣，污泥底部加幾塊擋板，使得污泥有上升的過程。從水的流態考慮，這幾塊擋板就是發揮沉淀池的作用。從水面流態來看，理論上計算，在實際上真正發揮每一個體積，每一個面積還有很大的潛力可挖，所以這些潛力也是我們升級改造的很重要的內容。
最近我們在一個污水處理廠做試驗，國外許多公司對擋板的設計有很大計算機模型，我們在上海也在做試驗研究，加幾塊擋板。在出水處，出水槽方底部或者斜面上加一塊擋板，對整個處理的改善都很有效。
另外，設備更新很快，污水廠的整個環境也很差，經過若干年存在效率低下的問題，所以要對一些設備進行改造。其中增加在線監測和控制設備，提高污水處理的運行水平，采用先進的控制方式，有效控制一定的溶氧水平，降低供氧量，降低能耗。
升級改造工程方案
關于升級改造的工程方案，我選擇了三個比較有特色的例子。
比如說，第一個就是上海曲陽污水處理廠雙污泥處理系統。由于脫氮和除磷需要的活性污泥的狀態，包括泥齡、供氧條件不同，如果在一個水池里面采用A2O的工藝，那么污泥負荷、污泥泥齡都要選擇一個合適的值。合適的不一定是高效的，雙污泥系統就是把這兩個系統分開，選擇高效的短泥齡來達到除磷效果。這個廠在原有的活性污泥法的情況下，沒有增加產地，同時還減少了一座初沉池，增加了用地面積，再加一些設備改造、除臭等措施。改造后出水標準達到了一級B，而且對周邊環境的影響也降到了最低，現在應該運行還是比較穩定的。
第二個是上海泗塘污水處理廠。我們在改造運行過程中碰到很多問題，就是臨時設施和停水。改造肯定對現有的運行有影響，環保部門就提出不應該停下來，如何把影響降低到最低的限度，我們采用了另外一種改造的方法。這個廠原來是生物反應池，我們又增加了一個生物反應池，原有的都不變，新建的采用缺氧-好氧工藝。改造完成后形成兩種形式，一半以除磷為主，一半以脫氮為主。整個標準算下來只能達到二級標準，因為上海有關領導也比較客觀，沒有地了，不可能再改造了，所以允許，但是比原有污水處理廠的效果有提高。
第三個就是唐山西郊污水處理廠。要達到回用水或者一級A，典型后面加了東西，比如說增加曝氣生物濾池來脫氮，增加化學除磷來除磷，然后通過纖維濾池過濾達到SS的去除。
升級改造工程的步驟
第一、開展污水處理廠的全面分析，包括運行參數收集、工藝水力計算、設施設備評價，確定改造內容；第二、編制污水處理廠改造方案，并進行技術經濟比較，確定推薦方案；第三、編制污水處理廠實施方案，如何一步一步來實施，對能不能成功改造一個污水處理廠很重要的環節，要提出工程改造分組分段改造的實施方案，將對正在運行的污水處理廠的影響降到最低程度。
最后，談幾點個人的想法，一是要充分研究確定合理的標準等級，取得最佳的投入效益比；二是要加強收集系統的建設和管理，提高污水有效收集率，提高污水廠污染物有效削減率；三是在全面分析的基礎上，提出合理改造方案和實施方案，兼顧污水處理廠的正常運行。
精彩問答
提問1：現在我國的污水處理廠的升級改造，市場的空間大概有多大，有多少污水處理廠需要改造，順便問一下，您最近接觸的改造項目，改造之后污水處理的成本提高了多少？還有投入的資金來源的情況？
張辰：污水處理廠升級改造的市場空間還是很大的，因為我們現在整個污水處理廠的建設還是嚴重滯后的。對污水處理廠升級改造而言，現在重點流域、重大城市的污水處理廠升級改造在不斷進行，接下來其它的一些中小型污水處理廠也存在升級改造的問題，這是目前的狀況。我相信，隨著我們對水環境認識的逐步提高，標準的進一步嚴格，升級改造將來還會逐步的深入，會提到更高的高度。我們對于城市污水處理廠人工的處理方式應該解決一些自然界不能解決的一些污染物，否則這些污染物會永遠在我們生態系統中間循環，到一定程度對人的身體健康都會有影響。另外，升級改造的工程量還是很大的，升級改造投資就有4000萬，接近800塊錢一平方，可能每噸水處理常規也就是1000塊錢左右，當然它的投入除了污水處理廠本身的升級改造之外，除臭、設備改造要同步跟上。升級改造后的運行費用一定會有增加，我們可以通過采用一些高效的設備，使運行費不會增加很多。如何選擇一個合理的標準、方案，兼顧投資和運行費用，是我們一些研究工作者或者設計工作者應該廣泛研究的內容。
提問2：現在很多污水處理廠面臨著碳源不足的問題。如果是改造成一級B，或者一級A，有的會碳源嚴重不足，對于這些碳源不足的污水處理廠，我們既要考慮脫氮，還要考慮除磷，作為您來說，是考慮外加碳源作為全部的生物脫氮除磷，還是考慮輔助的化學除磷？
張辰：這是一個很好的問題。最近我們在深圳一個污水處理廠做了一個合理有效分配碳源的多回流、多模式的工藝，主要是在渠道的布置上合理的分配，使得我們有限的碳源能夠得到綜合的利用。從目前的研究狀況來看，我個人認為，通過我們的合理分配碳源，穩定一定的COD還是能夠達到的。最近上海也在探討總氮能不能達到10毫克升，通過我們自身污水處理廠的有效分配比較難達到10毫克升。無非是兩個途徑，一個是充分利用自身的途徑，譬如說我們的污泥，污泥的上清液如何進一步處理來補充有效的碳源。另外一種，就是外加碳源。對于這兩種技術來說，如果達到10毫克升的話，通過污泥自身的一些處理補充碳源可能還會達到。如果總氮還要提高，提高到8，提高到5，肯定是要外加碳源，對于外加碳源我覺得中國肯定會做，但是并不會在目前這個階段做，因為我們中國中西部欠發達地區還很多，污水處理廠還是要先把污水收集起來，把大量污染物削減，使得一些主要指標達標，到了一定的程度我們再外加一些有機污染物、一些碳源。
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