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随着城市化的迅速发展，城市污水排放量持续增长，使得水资源污染日趋严重，同时也造成水质性缺水的危机。解决这个问题最直接的办法就是对城市污水处理厂进行升级改造，提高污水厂的处理效果，使污水成为第二水资源。 由于新泰污水处理厂的处理出水最终流入了南水北调工程起调蓄作用的东平湖，所以国家和省市要求污水处理厂出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级标准中的A标准，因此，对于污水处理厂出水中的氮磷含量有了更严格的要求。 为了满足新的排放标准的要求，本文对山东省新泰污水处理厂的工艺现状进行了分析，确定了升级改造后的新的工艺流程：在DE氧化沟前增设厌氧释磷池，在二级出水后增设混凝沉淀池、V滤池以及接触消毒池和加氯加药间等深度处理单元。对原有构筑物的处理能力进行校核，并对增加的处理构筑物进行了设计；评价了稳定运行后，污水处理厂所取得的环境效益和运行效果；并从运行电费和投资费用的角度对污水处理厂升级改造进行了技术经济分析。 从改造后的工艺运行情况看，当污水处理厂进、出水COD浓度为161.87mg/L、38.74 mg/L时，COD有73.75％的去除率；当进、出水SS浓度为61.66 mg/L、7.46 mg/L时，SS有87.36%的去除率；从2008年5～8月稳定运行的数据可以看出，当NH4+-N进、出水浓度为15.07mg/L、2.19mg/L时，NH4+-N有85.47%的去除率，各项指标均达到一级A排放标准。远期进水浓度提高时，各类污染物的去除率相应还会提高。对获得的环境效益进行了定量的计算，远期满负荷每天处理3万吨污水时，每年减少向环境排放COD2956.5吨、SS1861.5吨、NH4+-N219吨、TP38.3吨。 本文还从运行电费和吨水投资单价的角度对污水处理厂改造工程的技术经济进行了分析。稳定运行的2009年平均吨水电费比2007年仅仅增加了0.082元；改造工程吨水投资单价为433.33元。所得出的分析结果对污水处理厂的日常运行管理和投资建设有指导意义。 本文研究了城市污水处理厂升级改造方案以及升级改造前后的运行效果，丰富了污水处理厂升级改造的理论数据和实践经验，进一步把理论和实际结合起来，为今后同类污水厂的改造提供了可借鉴的经验。