随着国家对污水处理厂出水水质要求的提高,出水水质不达标的污水处理厂急需进行提标改造升级,尤其是以承载工业污水为主的工业污水处理厂。本研究以某化工园区污水处理厂为研究对象,以比较分析法为主要研究方法,以出水水质满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准规定,特别是COD≤40mg/L,NH₃-N≤2mg/L为研究目标进行研究分析。通过对污水处理厂2014年的进出水量、水质数据分析和实地现场调研,了解其现行的污水处理工艺方案、污泥处理工艺方案,梳理汇总其现存的各专业问题,得知其原工艺方案存在漏洞、进水水质波动异常、出水水质不稳定。原污水处理工艺方案采用强化一级絮凝+多级A/O和A²/O生化+后絮凝沉淀为主的组合工艺,处理后达到一级B排放标准。通过对比、分析、论证,本次改造拟采用“预处理+水解酸化+生化处理+高级氧化+斜板沉淀+竖向纤维滤布滤池”工艺的处理方案,其中水解酸化利用现有调节池改造,高级氧化池利用现有吸附池改造,新建细格栅、曝气沉砂池、竖向纤维滤布滤池、接触消毒池、高级氧化加药间、污泥调理池和板框污泥脱水机房,其余构（建）筑物利用现有改造使用。原污泥处理工艺方案采用“污泥浓缩池+带式压滤机脱水”后外运堆肥。本次改造拟选用板框式脱水机,可保证其含水率≤60%,既满足《特许经营协议》污泥含水率应≤80%的规定,又满足《城镇污水处理厂污泥处置-混合填埋泥质》污泥含水率≤60%的规定。由于污泥中可能含有重金属或有害物质,所以污泥脱水后必须经有关部门检测后,符合做肥料的标准才用可于制肥。通过对投资估算、新增成本计算、效益等方面的分析,得知本项目在财务上可行,清偿能力和抗风险能力较好,具备较强的抗风险能力。项目完成后,污水处理厂出水水质得到了改善。通过对2018年出水水质数据的分析,出水水质基本达到COD≤40mg/L,NH₃-N≤2mg/L的研究任务目标。本研究可为其它需要提标改造的污水处理厂提供技术、经验支撑,成为一个可供借鉴、参考的案例。