在污水处理市场逼近饱和的现状下，提质增效成为水处理行业高质量发展的一大方向。山东、江苏等地先后发布污水厂提标相关文件，如今年5月，山东发布的《山东省2023年水环境质量巩固提升行动方案》明确对山东省既有城市污水处理厂提标至地表水准IV类，提标改造率不低于40%。
在此背景下，10月19日，2023(第十五届)上海水业热点论坛上，江苏金博亚环保设备有限公司（以下简称：金博亚环保）技术部部长陈科鹏作了题为“一体化污水深度处理装备在提标改造中的应用”的演讲。
陈科鹏
金博亚环保是一家集产品研发设计与生产制造、设备系统集成、设备维修服务为一体的企业。有20多年非标设备生产历史，全国各地共计有2000多个工程实例。金博亚环保主打两大类设备产品。
第一大类设备， 污水处理厂单体非标设备。包括格栅除污机及配套设备、除砂设备、刮吸泥机、除臭系统、曝气系统、转盘过滤器、闸门、加药设备。
第二大类设备， 一体化污水处理设备。包括常规工艺，A2+O一体化污水处理装置、MBR一体化污水处理装置、MBBR一体化污水处理装置；深度处理工艺，一体化高效沉淀池、一体化磁混凝沉淀池、一体化曝气生物滤池、一体化反硝化滤池、一体化滤布滤池。
一体化深度处理装备主要运用于污水处理厂的新建或提标改造项目，提标改造就是在污水厂不进行大规模改扩建的前提下，通过改进原有工艺或增建污水处理设施，从而增加污水处理能力和效率。主要思路包括对原工艺进行改造，即强化生物处理和增加深度处理两个方面，从而满足我国城市污水排放的新标准。
金博亚环保针对该现状提出了五大类一体化污水深度处理装备，以解决优化目前国内大部分污水处理厂面临的提标改造问题。具体为以去除悬浮物、总磷为主的一体化高效沉淀池和一体化磁混凝沉淀池；以去除氨氮为主的一体化曝气生物滤池；以去除总氮为主的一体化反硝化滤池；以去除悬浮物为主的一体化滤布滤池。陈科鹏对此进行了详细介绍。
一体化高效沉淀装置是集反应、澄清、浓缩及污泥回流为一体的高效处理装置，分为混凝区、絮凝区、预沉淀区和斜板沉淀池四个部分，可以高效去除地表水和污水中的有机物、悬浮物、总磷、重金属、胶体等。
其工作原理是将原水先投加混凝剂，通过搅拌器的搅拌作用，使混凝剂与原水快速混合。进入絮凝池，再投加絮凝剂，在池内的搅拌机搅拌下，对水中悬浮固体进行剪切，重新形成更大的易于沉降的絮凝体。进入沉淀池，沉淀池分为预沉区及斜管沉淀区，在预沉区中，易于沉淀的絮体快速沉降，未来得及沉淀以及不易沉淀的微小絮体被斜管捕获，最终高质量的出水通过池顶集水槽收集排出。
该系统具有表面负荷高、占地面积小、分离效率高、排泥含水量低、出水浊度低、出水稳定的特点，主要应用于污水的初级沉淀与深度除磷，地表水的澄清或软化，以及雨水收集回用等场景。
陈科鹏介绍，一体化高效沉淀装置一般安装在生化沉淀段的后段。
一体化磁混凝沉淀装置是污水经初步分离后，进入处理装置的混凝反应池，同时向混凝反应池投加混凝剂PAC，二者充分混合后进入磁粉反应池，在此与回收的磁粉和回流污泥混合絮凝，然后进入絮凝反应池，与在此加入的助凝剂PAM进行反应，生成较大的絮体颗粒，最后进入沉淀池快速沉降，出水进入下一道处理工序。
一体化磁混凝沉淀装置具有更强的混凝、絮凝效果，絮体密度更大、更结实，更短的停留时间，更小的占地面积等特点，主要应用于污水提标改造、黑臭水体治理以及地表水治理等领域。
陈科鹏介绍，一体化高效沉淀池和一体化磁混凝沉淀池都可按照客户需求，制作成长方形或圆形。一体化高效沉淀池和一体化磁混凝沉淀池虽都是以去除悬浮物、总磷为主要目的的一体化设备，但在运行成本及表面负荷等方面有所区别。一体化高效沉淀池不加磁粉，运行成本低，表面负荷为5-15m3/（㎡·h），占地多，适用于常规工艺设计；一体化磁混凝沉淀池加磁粉，运行成本高，表面负荷为20-45m3/（㎡·h），占地少，适用于土地条件有限制的场合。
一体化曝气生物滤池是一种膜法工艺，其原理是在滤池中装填一定量粒径较小的颗粒状滤料，滤料表面附着生长生物膜，滤池内部曝气。污水流经时，污染物、溶解氧及物质首先经过液相扩散到生物膜表面及内部，利用滤料上高浓度生物膜的强氧化降解能力对污水进行快速净化，此为生物氧化降解过程；同时，因污水流经时，滤料呈压实状态，利用滤料粒径较小的特点及生物膜的生物絮凝作用，截留污水中的大量悬浮物，且保证脱落的生物膜不会随水漂出，此为截留作用；运行一定时间后，因水头损失的增加，需对滤池进行反冲洗，以释放截留的悬浮物并更新生物膜，此为反冲洗过程。
一体化曝气生物滤池具有硝化、去除氨氮、去除悬浮物以及去除有害物质的作用，具备有机负荷高、占地面积小、投资少、氧传输效率高、出水水质好等特点，主要应用于城镇污水、工业废水、农村污水、提标改造及应急排放等领域。
反冲洗是保证一体化曝气生物滤池装置正常运行的关键，其目的是在较短的反冲洗时间内，使滤料得到适当的清洗，恢复其截污功能。采用气水联合反冲洗的顺序通常为：先单独用气反冲洗，再用气水联合反冲洗，最后用清水反冲洗。在反冲洗过程中必须掌握好冲洗强度和冲洗时间。
一体化滤布滤池是由钢制池体、中心出水转鼓、过滤转盘、驱动装置、反吸装置和配套全自动控制电气系统等组成的。转盘固定在中心转鼓周围，并与中心转鼓具有连接通孔。污水从进水口通过进水堰板稳流槽进入处理池内接触转盘，转盘两侧装有纤维滤布，过滤孔径小于10um。原水经过高效过滤后，从中空出水轴头排出。
一体化滤布滤池主要作用是降低市政污水或工业废水等出水中的悬浮物；去除二沉池出水中的絮体物质，相对降低水中COD/BOD 5 含量；分离从市政污水或工业废水等出水中的毛发纤维物质和悬浮物质等作用。具备占地面积少、水头损失小、反冲洗效率高、耗水率低以及易于施工安装与管理的优点，主要应用于污水处理厂的新建、升级改造出水提标，循环水旁滤，冲洗水制备，工业用水制备等场景。
陈科鹏介绍，一体化转盘过滤池一般安装在沉淀池的后段，当在沉淀池阶段出水SS浓度降至约为20-30mg/L，通过一体化滤布滤池，将出水SS降至10mg/L以下，达到一级A排放标准。
