针对山西省某污水处理厂现状出水达标率低、处理能力不足等问题，分析认为影响出水达标的因素除水量波动大之外，进水COD、BOD5、SS、NH3-N、TN和TP等主要污染物浓度远超设计水质是关键因素；为此，在不停水、不扩建用地等情况下进行了不停水应急达标工艺设计，并分析了改造后的实际处理效果，对类似污水处理厂的提标改造具有实际参考价值。

1、工程概况：山西某污水处理厂总规模12.0×104m3/d，分三期建设，一期工程于2005年建设，规模7.5×104m3/d，处理后尾水5.0×104m3/d回用，剩余2.5×104m3/d排入河道；一期提标工程于2009年建设，出水水质由《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）的一级B标准提升至一级A标准。二期扩建工程于2013年建设，建设规模4.5×104m3/d，处理后尾水排入河道。现状污水处理厂工艺流程如下：

① 一期工程。粗格栅及提升泵站→细格栅及旋流沉砂池→奥贝尔氧化沟→二沉池→BAF（反硝化+硝化）→紫外线消毒池→絮凝反应→翻板滤池→外排或回用。
② 二期工程。粗格栅及提升泵站→细格栅及旋流沉砂池→卡鲁塞尔氧化沟→二沉池→紫外线消毒池→絮凝反应→高效澄清→翻板滤池→外排或回用。
③ 污泥处理。剩余污泥+化学污泥→污泥储池→带式压滤机→污泥外运（80%含水率）。
自2018年至今，该厂污水处理量逐年增多，平均水量已超过10.0×104m3/d，峰值水量超过12.2×104m3/d，因此考虑扩建3.5×104m3/d。根据山西省《污水综合排放标准》（DB 14/1928—2019，以下简称三项Ⅴ类），该厂需进行扩容和提标改造，扩建后总处理规模达到15.5×104m3/d，处理后出水标准由一级A提升至三项Ⅴ类要求。

2、提标改造主要难点

1） 进水水质波动大，现状出水达标率低该污水处理厂进水主要为生活污水和少量工业废水。表1为2020年1月—2021年4月该厂实际进、出水水质情况。

表1 污水处理厂实际进、出水水质（mg·L-1）

      从表1可以看出，实际进水水质远超原设计值，尤其是COD、SS、NH3-N、TN和TP等指标。按照山西省地方三项Ⅴ类出水标准要求，实际出水对应新标准达标率较低，除COD外，SS、TN超标较为严重，NH3-N、TP、BOD5也有不同程度超标。

2 ）现状污水处理设施能力不足该污水处理厂实际运行中存在处理设施能力不足的问题。

① 一期、二期氧化沟处理能力不足一期采用厌氧池+奥贝尔氧化沟工艺，共3组，设计每组处理规模2.5×104m3/d。设计厌氧区停留时间1.10h、缺氧区停留时间6.07h、好氧区停留时间10.61h，生化反应区总停留时间为17.78h，水深4.0m。奥贝尔氧化沟曝气采用转碟曝气机，曝气效率较低，整体运行能耗较高。受表曝设备的限制，氧化沟内存在流速不均及污泥沉积等问题。同时转碟曝气设备轴承磨损严重，运行不正常；表2为实际采样分析的奥贝尔氧化沟中不同位置的溶解氧（DO）值，从实测DO值结果来看，缺氧区和好氧区分区不明显，说明从外沟到中沟存在短流现象，从而造成反硝化脱氮效率很低，出水总氮超标严重。二期卡鲁塞尔氧化沟停留时间约16.2h，水深6.0m，其中厌氧区2.0h、缺氧区3.0h、好氧区11.2h。实际进水总氮95%覆盖率时达到70mg/L，超过原设计值约40%，氧化沟缺氧区停留时间不足，出水总氮难以稳定达标。

表2 一期奥贝尔氧化沟DO测定值

④ 深度处理和污泥处理系统运行不正常絮凝沉淀池的混凝区投加药剂后混合反应较差，表面存在少量浮渣，絮凝反应池内搅拌器的机械密封磨损导致漏油，设备运行状况不良。另外，一期翻板滤池有一组停运，一期BAF滤池运行不正常，现已停运。污泥处理系统一台带压机损坏，加药系统运行不正常。

3） 现状处理设施不停水改造技术难度大该污水处理厂日均处理水量已超过10.0×104m3/d，在扩容提标改造施工期间，出水水质要达到三项Ⅴ类标准。厂内建设用地紧张，无扩地改造的条件，而污水处理厂已满负荷运行，也不存在分组停运改造的条件。同时，项目建设工期紧张，临时应急达标改造工期也包含在项目总工期内。因此，三项Ⅴ类改造需要在尽可能短的时间内完成不停水施工，实施难度很大。