一、项目背景及概况
惠州某污水处理厂设计污水处理能力2万m3/d，现状出水标准：《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）[1]一级B标准及广东省地方标准《水污染物排放限值》 (DB44/26-2001) [2]第二时段一级标准的最严值。具体指标详见下表：
惠州市某污水处理厂的设计进出水水质如下：
为全面贯彻落实《国务院关于印发水污染防治行动计划的通知》（国发﹝2015﹞17号，又称《水十条》），根据《惠州市2018年水污染防治攻坚战实施方案》要求，需要对污水厂进行提标改造，工程建设后处理出水水质标准需达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）[1]一级A和广东省地方标准《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）[2]第二时段一级标准的最严值。达标后各项水质指标如下：
提标改造前污水处理厂的工艺流程图如下：
图1 改造前污水处理厂的工艺流程图
提标改造前各水质指标月平均值变化如下：
图2 改造前污水处理厂的BOD5月平均值变化
图3 改造前污水处理厂的COD月平均值变化
图4 改造前污水处理厂的SS月平均值变化
图5 改造前污水处理厂的NH3-N月平均值变化
图6 改造前污水处理厂的TN月平均值变化
图7 改造前污水处理厂的TP月平均值变化
二、项目存在的问题分析
具体分析如下：
（1）BOD5
从污水处理厂提标改造前运行数据来看，出水水质情况基本小于10mg/L，远远低于国家一级B标准，稳定达到一级A标准。
（2）CODcr
从污水处理厂提标改造前运行数据来看，出水水质情况基本小于40mg/L，远远低于国家一级B标准，稳定达到一级A标准以及广东省地方标准《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）第二时段一级标准的最严值中的CODcr标准。
（3）SS
从污水处理厂提标改造前运行数据看，出水水质情况在4~20mg/L之间，可以达到现有排放标准，多个月份无法达到国家一级A标准，因此需要进行相应提标改造设计。
（4）TN
从污水处理厂提标改造前运行数据来看，出水水质情况在5～15mg/L以内，可以达到现有排放标准，但该数据为月平均，日出水经常有无法达到国家一级A标准的情况，因此需要进行相应提标改造设计。
（5）TP
从污水处理厂提标改造前运行数据来看，出水水质情况在0.1～1mg/L以内，可以达到现有排放标准，多个月份无法达到国家一级A标准，因此需要进行相应提标改造设计。
（6）NH3-N
从污水处理厂提标改造前运行数据来看，出水水质基本稳定在0.5mg/L以内，远低于达到国家一级B标准，稳定达到一级A标准。
三、项目改造方案
针对上述水质指标，提标改造的主要目标水质指标为SS、TN、TP。考虑提标改造前污水处理厂一是没有经过深度处理构筑物单元。二是由于为截污管网建设不尽完善，导致进水浓度较低、碳氮磷比例不合理，实际BOD5/N＜4:1，使得生化脱氮除磷效果不够理想；三是气候环境条件对水温等水质影响较大，影响水中微生物的存活比例，从而影响脱氮效果，鉴于上述原因分析，需对生化池进行改造以延长反硝化反应时间；为改善污水中营养物成分及比例，需另增加一定的碳源来强化脱氮除磷并调整运行控制参数。同时为保证出水水质，需增设深度处理构筑物单元。
通过上述分析，污水处理厂TN指标未达标进行提标改造时，主要采用在生化池投加填料的MBBR（活性污泥-悬浮填料复合工艺）[3,5]及增加前置反硝化滤池+硝化滤池组合工艺2种技术。因为考虑到提标改造的深度处理工程的建设用地有限，对该污水处理厂二级生物处理采用投加填料的MBBR工艺。MBBR工艺原理主要是在好氧条件下，曝气充氧时，空气泡的上升浮力推动填料和周围的水体流动起来，当气流穿过水流和填料的空隙时又被填料阻滞，并被分割成小气泡。在这样的过程中，填料被充分地搅拌并与水流混合，而空气流又被充分地分割成细小的气泡，增加了生物膜与氧气的接触和传氧效率。在厌氧条件下，水流和填料在潜水搅拌器的作用下充分流化起来，达到生物膜和被处理的污染物充分接触而降解的目的。同时，考虑到C:N比不足的问题，增设碳源来强化脱氮除磷的效果。
针对本项目去除SS及化学除磷，目前应用于市政污水深度处理的技术主要包括沉淀类型的平流式沉淀池、澄清池、高密度沉淀池，以及过滤类型的传统砂滤技术、膜分离技术、转盘过滤器（滤布滤池）、精密过滤器、活性砂过滤池等。
因为考虑到用地的局限，深度处理优先选用了近年来国外先行研制成功的一种新型一体化水处理设备连续式砂滤器——活性砂连续过滤器。活性砂连续过滤器是基于逆流原理，需处理的水通过位于设备上部的进水管进入过滤系统，经过布水器被均匀分布，向上逆流时经均质连续砂流动滤床，水中杂质被过滤，经过处理后的干净滤液由顶部的出水口流出。含有处理杂质的连续砂从设备的锥形底部通过空气提升泵被运送到顶部的清洗器，通过紊流作用使脏颗粒从连续砂中分离出来，在回落的过程中，又通过小股逆流清水对其进行冲洗，冲洗后的反冲洗水通过冲洗水出口排出，净砂利用自重返回砂床，开始下一个工作循环。具体详下图。
图8活性砂连续过滤器结构图
经过提标改造后，污水处理厂的工艺流程如下：
图9改造后污水处理厂的工艺流程图
四、结论
通过方案的实施，该污水处理厂进行了一个月的设备运行。运行后，各个指标的情况如下图。
图10 改造后污水处理厂某月的COD值变化
图11 改造后污水处理厂某月的NH3-N值变化
图12 改造后污水处理厂某月的TP值变化
图13 改造后污水处理厂某月的TN值变化
图14 改造后污水处理厂某月的SS值变化
从上图可知：1、通过MBBR+活性砂连续过滤器+碳源的投加，可使SS、TN、TP由水质标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B和广东省地方标准《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）第二时段一级标准的最严值，提标改造至《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A和广东省地方标准《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）第二时段一级标准的最严值。
2、在运行过程中发现，碳源的投加很大程度上促进了TN的去除。
3、本次提标改造可为同等规模类似水质的污水处理厂的提标改造提供参考。
参考文献：
[1]《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）
[2]广东省地方标准《水污染物排放限值》 (DB44/26-2001)
[3]张万里，蒋岚岚，陈秋萍，等.无锡市城镇污水处理厂提标改造措施及效果[J].给水排水，2010,26（2）：23-27
[4]郑兴灿，尚巍，孙永利，等.城镇污水处理厂一级A稳定达标的工艺流程分析与建议[J].给水排水，2009,35（5）:24-28
[5] 郑兴灿，李激，孙永利，等.无锡芦村污水处理厂一级A达标难度分析与对策措施探讨[J].给水排水，2009,35（6）:24-28
