美国加州San Jose污水处理厂改造案例
3.1污水处理厂介绍
3.2污水处理厂改造
San Jose污水处理厂处理规模为541 000 m3/d，采用常规二级活性污泥处理工艺，处理加州旧金山南海湾硅谷等地区的生活污水和工业废水。污水处理的季节变化很大，原因在于季节性的水果和蔬菜罐装工业的生产，每年8月下旬至9月，污水处理厂的有机负荷要比平时增加一倍，冬天的雨季高峰流量也是影响因素。夏季罐装加工对污水处理厂的负荷和操作运行带来的影响尤为明显。
污水处理厂的出水水质标准要求月平均出水BODs和TSS均低于10 mg/L，消毒后出水达到加利福尼亚州第22条文的规定，即浊度小于2 NTU，细菌总数小于2.3个/100 mL，氨氮低于5 mg/L.
由于夏季罐头加工产生的冲击负荷，活性污泥系统发生丝状菌引起的污泥膨胀，导致进入硝化反应池的污泥超过其负荷，出水ss浓度太高，直接影响了过滤阶段的处理效果，使出水水质远远超过排放标准。为防止污泥膨胀的再次发生，需要对污水处理厂进行改造。
3.2.1污水处理厂分析
经调查后发现，导致污泥膨胀的首要原因是有机负荷的突然增加，使普通曝气池的供氧量不足，在Do浓度较低的条件下，丝状菌生长引起污泥膨胀。
对污水处理厂的运行分析发现，氮源不足和由于进水管道中的厌氧条件产生二氧化硫也是导致污泥膨胀的因素；同时，活性污泥系统的有机负荷相对偏高，特别是在水力高峰负荷下，常规活性污泥系统和硝化处理系统间的水力条件受限；另外，污泥储存后没有考虑最终处置，影响生物系统的排泥。因此，为了控制污泥膨胀，完善污水处理厂的水力条件，保证处理工艺、设备和电气系统的可靠运行，污水处理厂须进行一系列的改造。改造工程一次规划分期实施，分为近期、中期和远期三阶段进行。
3.2.2近期改造措施
近期改造的目标是控制污泥膨胀，稳定运行以达到排放标准。主要措施是采用能快速安装快速使用的一些设备，虽然这些设备的运行成本较高，但运行稳定。近期改造的主要内容有：
（1）提高供氧能力。增设了一套纯氧供氧系统，包括液态氧储存池、蒸发器、微孔曝气器、风量计和自控设备等，这些设备只在在高峰季节原有设备供氧不足时使用。运行后由于运行费用较高，增设鼓风机以增加供氧量。
（2）投加氮源。安装了一套氨水系统，补充污水中缺乏的氮源，有利于曝气池中微生物的生长。在实际运行中，氮源并不需要连续投加，只在夏季罐头加工季节时投加。罐装工厂每天工作16 h，产生的废水由于有机物含量高，需要补充额外的氮源，而在停产的8 h内废水的营养物浓度足够维持微生物的正常生长。
（3）初沉池投加化学药剂。通过投加三氯化铁降低后续活性污泥系统的有机物负荷和需氧量，同时铁离子能与污水中的硫化物发生沉淀反应，降低后续活性污泥系统的硫化氢负荷。
（4）污泥加氯处理。在回流污泥前进行加氯处理，可有效地抑制丝状菌的生长，防止污泥膨胀。氯的投加剂量和投加点对丝状菌的去除效果和活性污泥絮体的影响差别较大，根据试验分析，确定在回流污泥泵进水口处加氯能获得较好的混合效果，加药量根据每日的微生物镜检情况确定。
（5）滤池改造。首先对滤池的进水部分进行改造，减少反冲洗过程中滤料的流失，其次，增加滤池反冲洗水处理系统，包括调节池、化学混凝和沉淀，处理后的出水排至滤池进水端或直接排放。
3.2.3中远期改造措施
中期改造将逐步更换近期改造中一些运行成本高的设施，并保持541 000 1113/d的污水处理量和达标排放；远期的改造目标是淘汰高能耗、低效率的设备，包括运行不稳定、耐用性较差的污泥处理设备，并扩建污水处理厂规模至632 000 m3/d.中期和远期改造所需增加的主要设施有：
（I）常规二级处理系统改造。普通曝气池后增加新的二沉池，新增鼓风机设备，替代原有备用的纯氧供气系统，更换空气扩散系统设备。
（2）深度处理系统改造。增建二级处理后续的硝化系统，包括硝化曝气池和沉淀池。
（3）水力改造。将原有的一个污泥储泥池改造为初沉池出水调节池，并新建初级处理出水提升泵房，这样初沉出水可超越至深度处理的硝化池，在二级处理的有机负荷过高时，工艺运行更具灵活性和稳定性；改造厂内其他泵房，增加新泵和相应的电气仪表设备。
（4）二级处理进水方式改为多点进水。该模式下污水处理厂的运行工艺更具灵活性，抗冲击负荷能力大大增强。
（5）改造和更换厂内的机械和电气设备，使系统的运行更加安全稳定。
（6）扩建污泥厌氧消化系统。
（7）污泥最终处置。储泥池内的污泥在夏天进行干化处理，干化后运至填埋场。
各项改造工程在10年内陆续完成，改造后的污水处理厂运行更可靠，处理能力和出水水质得到改善。通过改造，污水处理厂的处理能力提高到632 000 m3/d，并且出水水质一直达标。