四川省内江市某污水厂总处理规模为1.8x104m³/d,—期工程处理规模为0.9x104m³/d，原采用AAO-MBR为主体的污水处理工艺，出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)一级A标准。提标改造工程处理规模不变，出水水质要达到《四川省岷江、沱江流域水污染物排放标准》(DB51/2311—2016)中城镇污水处理厂排放标准;总氮下降至10mg/L是关键技术难点，为此采用AAOA-MBR强化脱氮工艺，主要通过改造AAO生物池扩大缺氧区容积、新增碳源投加系统、新增精确曝气系统等措施，实现了在不新增土地、不停产情况下总 氮的有效去除。工程建成投运以来，运行状况良好，出水水质稳定达到设计标准。内江市某污水处理厂总设计处理规模为1-8x10⁴m³/d,一期工程处理规模为0.9X10⁴m³/d,主体采用水解酸化+AAO生物池+MBR膜池+接触消毒工艺，出水水质执行《城镇污水处理厂污染物 排放标准》(GB18918—2002)一级A标准;2015年建成投产以来，污水厂处理出水基本达标，尾水经提升泵站尾水经 提升泵站提升至排水管渠排入沱江。

1、污水处理厂改造前运行概况：该污水处理厂一期工程2016年1月—2018年5月期间处理污水量大部分时间处于(0.3~0.6)x 10⁴m³/d,进水中含有约25%工业废水，主要为啤酒废水和汽配加工废水，该部分工业废水经预处理满足相关排放标准后进厂处理；污水厂出水水质基本达到一级A标准，原工艺流程见图1

2、工程改造方案

2.1、设计进、出水水质：污水处理厂2016年1月—2018年5月间的实际进水水质及提标改造工程设计进水水质见表1

表1污水处理厂实际进水水质及提标改造工程设计进水水质

    可见进水COD偏高，90%保证率为580.73 mg/L,已经超过《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/L31962—2015)中最高浓度500m//L,可能与工业园区废水不达标排放有关，可通过协调周边各排污企业合理调整污水排放浓度来解决。因此，本次提标改造工程以GB/L31962—2015中COD最高浓度500m//L作为基数，考虑各类污水平均后的稀 释效应，按照90%折算考虑，确定进厂COD设计标准为450m//L。其他设计进水指标,通常按85% -90%保证率确定；在兼顾工程造价的情况下，设计进水指标尽量按高保证率取值以利于稳定达标排放，污水处理厂2016年1月—2018年5月间的实 际出水水质及提标改造工程设计出水水质见表2；表2污水处理厂实际出水水质及提标改造工程设计出水水质，设计出水水质执行四川省地方标准《四川省岷江、沱江流域水污染物排放标准》（DB 51/2311—2016）中城镇污水处理厂排放标准。

2.2、改造重点难点分析：从设计进水水质来看，BOD₅/COD为0.51,可生化性较好;碳氮比为5.1,可采用生物脱氮;碳磷比为57.5，可采用生物除磷。实际进水水质中，月均值BOD₅/COD基本在0.4~0.5之间,可生化性较好，与设计值较吻合。但一天当中BOD₅与COD值变化较大，且从周边城市污水处理厂运行经验来看,各厂均不同程度有不同时间段存在BOD₅/COD比值低、碳源不足的情况，需要在工程设计中考虑较长的反应时间，并投加碳源；从现状出水水质来看,ss已经稳定达到准I类标准,COD、BOD5、NH₃-N通过调整运行工况（生物池充分曝气,进行完全硝化反应）可达到准I类标准,TN、TP则是提标改造工程的重点处理指标。TP的去除通过生物除磷和化学除磷以及MBR膜滤工艺低SS出水控制可实现，所以TP达标是重点，但不是难点。TN的去除主要依靠生物脱氮，本工程进水TN浓度偏高,进水碳源波动又大,某些时段会造成C/N值低,TN去除有一定难度，所以TN达标既是重点，又是难点,需要补充碳源，强化反硝化作用，提高脱氮效率。

2.3、改造方案：本工程除氮要求高,要求出水总氮≤10mg/C,需要生物除氮过程有充足碳源，且硝化及反硝化作 用尽可能完全。经核算，保持现有AAO生物池的厌 氧区、缺氧区不变，将好氧区原有的4个廊道减少至3个廊道，将最后1个廊道改造成后缺氧区，即将原有AAO（缺氧/厌氧/好氧）生物池+MBR膜池工艺改造成AAOA（缺氧/厌氧/好氧/缺氧）生物池+MBR膜池工艺,加强反硝化作用,提高TN去除率；同时新建碳源投加系统，向缺氧区进水端或后缺氧区补充碳源，保证碳源充足。增设精确曝气控制系统，自动调节气量分配，稳定控制反应区溶解氧浓度，促进生化处理工艺的稳定运行，确保出水达标排放。综合以上分析，并基于MBR工艺目前在国内外 较为成熟的应用及其具有占地省、出水水质好等特点，本次提标改造工程的具体工艺流程如图2所示。

3、提标改造工程设计

3.1、改造水解酸化池：水解酸化池排泥阀目前为手动操作，工作量较大，响应较慢，本次改造为自动化运行。设置24个 DN150的电动闸阀，自控设置相应仪表控制开关。

3.2、改造AAO生物池：原缺氧区、厌氧区容积和功能保持不变;将原好 氧区末端第4个廊道改造为后缺氧区，扩大缺氧区容积，增加后缺氧区水下搅拌器，增强系统脱氮能力;新建污泥回流泵井1座，平面尺寸3.0mx3.0m,利用好氧区原有污泥回流泵，将改造后的好氧区末端污泥回流至缺氧区；  设计总停留时间为13.26h（缺氧区2.77h、厌氧区0.89h、好氧区7.2h、后缺氧区2.4h）；混合液悬浮固体浓度分别为厌氧区5.12，缺氧区5.12，好氧区6.4，膜池至好氧区回流比为400%，好氧区至缺氧区回流比为400%；供气量为38.0m³/min,设后缺氧区搅拌器3台（N=7.5 kW）。

3.3、改造膜池及设备间：现有膜池及设备间1座，土建已按1.8X10⁴m³/d规模一次建成，设备分期安装，平面尺寸为41.6mx24.35m。内含4格膜池，一期工程使用2格膜池不做改动保留；但部分膜组件有所损坏，故需进行更换,本次改造共更换10套同规格膜组件,每套膜组件共80片膜片，膜面积为20m²/片,膜通量为0.0145m³/(m²-h)；同时为减小化学清洗对膜池产水量的影响，新建1座离线化学清洗池，平面尺寸为5.1mx2.4m。

设清洗液排空泵1台,(G=80m³/h,H=80kPa,N=4kW),混合液回流泵1台(Q=720m³/h，H =125kPa,N=37kW,备用)。

3.4、改造生物池鼓风机:生物池鼓风机目前风量较大，且无法调节风量, 导致好氧区中活性污泥溶解氧过高，从而影响反硝 化脱氮效果,故对生物池鼓风机进行改造:拆除原有风机，新设鼓风机2台(Q=38 m³/min,H=70kPa,N=56.14kW,电机N=74.6kW,变频调速，1用1备)。

3.5、新增膜池风管调节阀：考虑到膜池鼓风机风量无法调节，本次改造在膜池进风管上增设1个电动空气调节阀，便于控制。

3.6、新增碳源投加间：1座,土建按1.8X10⁴m³/d规模一次建成，设备分期安装，车间尺寸为9.7mx8.2mx(地下3.3m+地上3.8m),地下碳源存储池容积为89m³，投加药剂为复合碳源，外观为白色或淡黄色乳浊液，主要成分为葡萄糖、果糖、阿拉伯糖、木糖、蔗糖、D -葡聚糖和醋酸钠。

采用原液投加，投加量为5~10L/10³m³，投加点共2处，分别位于缺氧区进水和后缺氧区进水端。设计量泵3台(Q=160L/h,H=400 kPa,N =0.75kW,2用1备),潜水排污泵1台(Q=7m3/h,H=100kPa,N=0.75 kW),电动葫芦1台。

3.7新增精确曝气控制系统：精确曝气系统1套，主要包括精确曝气系统控制软件及控制柜1套;生物池曝气支管6台电动空气调节蝶阀,3台热式气体流量计和3台压力变送器;生物池好氧区前端、后端设6台DO仪和6台污泥浓度计;生物池鼓风机出口及总风管设3台压力变送器等;整个系统通过网络接收进水流量、COD、氨氮等 前馈信号,以及从现场每个受控曝气单元采集到的DO、水温、MLSS、液位等反馈信号，经数据处理，计算出各个溶解氧控制区的需气量及总需气量。将总 气量信号发送至鼓风机房控制站PLC,通过控制鼓风机的启停、导叶的开度或变频器的频率，调节鼓风机的输出气量;同时通过电动阀门的调节,将气量分配至各个溶解氧控制区，从而实现按需供气。

4、提标改造后运行效果：该污水处理厂于2019年7月完成提标改造竣工验收，正式运行以来出水水质稳定，达标率为100%。实际出水水质见表3

表3提标改造后出水水质

5、技术经济分析：污水处理厂改造前生物池气水比约为7:1,改造后约为6:1；改造前除磷药剂投加量约为50kg/10³m³，改造后约为100kg/10³m³;改造前无碳源投加，改造后新增碳源投加量约为6.7L/10³ m³;工程建设总投资约1200万元，污水厂改造前运行成本约2.9元/m³,改造后运行成本约3.3元/m³,提高约13.8%。

6、结语与讨论：内江某污水厂提标改造工程采用AAOA-MBR强化脱氮工艺，通过改造现状生物池扩大缺氧区容积及增加搅拌机、新建碳源投加系统、设置精确曝气系统等，实现了在不新增土地、不停产情况下TN的有效去除，解决了污水厂达标运行难点;另外,精确曝气系统可监测生物池鼓风机(如管道压力、电机电流、温度等)数据，对风机设备起到了较好的保护作用，降低了维修率;但与周边设有精确曝气系统的污水厂相比，本工程实际运行中精确曝气系统的作用并不明显，这可能与本工程保留原有曝气管路、未更换原有曝气盘有关,建议在资金充裕的情况下，新建项目或者生物池彻底改造的改建项目可考虑设置精确曝气系统。