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以北京高碑店再生水厂污水区升级改造为例，分析大型污水处理厂升级改造方案及运行优化效果。为强化二级处理生物脱氮除磷效果，控制二沉出水TN浓度在20 mg/L以下，该升级改造工程主要包括：改造部分初沉池为预缺氧池与厌氧池、增设生物池内回流设施、转换好氧池末端为消氧区、增设多点碳源投加等。此外，还探讨分析了该升级改造工艺的运行优化措施，完善了升级改造工艺及其相关影响的系统性，最大程度发挥该升级改造工艺的潜力和效果，为其在大型污水处理厂升级改造中进行推广复制提供实际案例支撑。 1 水区升级改造概况 1.1 升级改造背景 高碑店再生水厂是北京处理规模最大的城市污水处理厂，一期和二期工程分别于1993年和1999年正式运行，设计处理规模为100万m3/d，占地68 hm2，流域面积约100 km2。 2010年高碑店再生水厂的再生水利用工程开工建设，目前高碑店厂再生水深度处理过程主要采用反硝化生物滤池-超滤膜过滤-臭氧脱色-紫外线消毒工艺，并于2016年9月陆续投产运行。在生产中水质监测结果表明，污水区二级出水TN仍较高，再生水处理单元的反硝化滤池脱氮压力较大。2016年高碑店再生水厂二沉池出水水质为：TN 26.11 mg/L、NH3-N 1.14 mg/L、TP 0.33 mg/L。 为保障再生水水质稳定达标，同时降低再生水处理单元反硝化滤池的碳源消耗量，使出水达到北京市地方排放标准《城镇污水处理厂水污染物排放标准》（DB 11/890-2012）B标准，有必要采取改进措施降低二沉池出水TN。本项目通过对污水区二级处理单元功能提升改造，增强生物池的脱氮除磷效果，使二沉池出水TN控制在20 mg/L以下，从而提高再生水出水水质保障度 1.2 升级改造内容 1.2.1 升级改造概况 为强化生物池的脱氮除磷效果，根据《北京市高碑店再生水厂及再生水利用工程-再生水处理厂工程初步设计说明》设计，高碑店厂二级处理改造工艺原设计采用MBBR填料工艺，但该方案施工复杂、建设周期长、投资大，且施工过程中需整个系列停运。最终结合前期《高碑店污水处理厂改造及再生利用工程方案比选》结果，筛选出具有生物脱氮除磷功能的改良型AAO工艺作为最终方案。 高碑店再生水厂污水区升级改造为改良型AAO工艺，工艺流程如图1所示。主体改造工程为：①改造2组初沉池，分别作为生物池的预缺氧池及厌氧池，增设旁通侧流，其中10%原水经旁通侧流进入预缺氧池，去除污泥回流液中的硝酸盐氮，而另外90%原水则经由初沉池进入厌氧池，强化生物除磷；②改造生物池内部构造，新增内回流设施，内回流比在150%~300%范围可调；③改造好氧段末端5 m区域为消氧区，降低高DO内回流液对缺氧段反硝化脱氮的影响；④修建配套的升级改造供配电、控制设施，将老旧设备设施更新换代;⑤增设多点碳源投加：旁通侧流（预缺氧池碳源）、乙酸钠（外加碳源）及原初沉出水（缺氧池碳源）等。高碑店再生水厂污水区升级改造具体施工示意如图2所示。
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