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近年来，人们对环境质量的要求越来越高，原有污水处理厂排放的处理后污水对环境仍然产生不利影响，因此越来越多的城镇污水处理厂开展了提标改造工作。本文以大连市凌水河污水处理厂提标改造工程为例，开展了如下研究工作：
首先，通过对凌水河污水处理厂近年来的运行水量进行调查分析，发现污水处理厂在2017年平均日处理水量为64033m3/d，最高日处理水量达到75090m3/d，污水处理厂的实际进水水量已超过原设计水量，亟需扩大污水厂的处理规模。为了确定污水处理厂扩建的规模究竟应该为多少，本文采用人均综合生活用水量指标法、城市单位建设用地综合用水量指标法及用地性质用水量指标法三种方法分别进行预测计算，得出污水处理厂提标改造后新的处理规模应为8.0万吨/天。
其次，通过对污水处理厂进出水的COD、BOD、SS、TN、NH4+-N、TP、C/N等水质指标进行分析，出水TN及TP均不能满足一级A标准。同时结合水量、抗水质冲击能力分析及活性污泥评价，得出需要对现有CAST工艺进行改造来强化脱氮除磷性能的结论。在目前广泛使用的脱氮除磷工艺中，选择了CAST、AAO、FCR及MBBR四种工艺进行定性、定量及技术经济分析，确定了适合本污水处理厂提标改造的生化工艺。评选结果表明，AAO工艺的池容44168m3，污泥龄14.88d，电耗0.361度/m3，处理成本1.49元/吨，且具备较好的TN去除能力，是最适合本次提标改造的工艺。实施AAO工艺的改造，主要强化了污水处理厂对于TN去除的能力。而对于TP处理能力的提升，需进一步增加混凝等深度处理单元解决。
最后，对改造施工方案的确定及改造后的污水处理工艺实际运行性能进行了研究。污水处理厂在改造过程中，采用了不停水施工，可最大程度的降低对于环境的污染。在生物池及深度处理单元的改造过程中，每个单体在改造完成后，便与原污水厂处理系统相连，立刻投入使用。在生物池及深度处理单元全部改造完成后，出水水质稳定在COD12.5mg/L、BOD4.36mg/L、SS2.20mg/L、TN18.20mg/L、NH4+-N1.85mg/L、TP0.32mg/L。对于没有立刻达标的出水TN，在调试阶段通过正交试验，确定了影响出水TN的因素的排序是内回流比＞碳源投加量＞溶解氧＞外回流比。最终通过调试试验使出水TN达到13.24mg/L，顺利达标排放。同时，通过优化生物除磷的调试试验，得出影响生物除磷的因素排序是单组生物池处理量＞外回流比＞厌氧池进水配比，对污水处理厂实际运行中药剂投加量的优化，具有一定参考价值。
首先，通过对凌水河污水处理厂近年来的运行水量进行调查分析，发现污水处理厂在2017年平均日处理水量为64033m3/d，最高日处理水量达到75090m3/d，污水处理厂的实际进水水量已超过原设计水量，亟需扩大污水厂的处理规模。为了确定污水处理厂扩建的规模究竟应该为多少，本文采用人均综合生活用水量指标法、城市单位建设用地综合用水量指标法及用地性质用水量指标法三种方法分别进行预测计算，得出污水处理厂提标改造后新的处理规模应为8.0万吨/天。
其次，通过对污水处理厂进出水的COD、BOD、SS、TN、NH4+-N、TP、C/N等水质指标进行分析，出水TN及TP均不能满足一级A标准。同时结合水量、抗水质冲击能力分析及活性污泥评价，得出需要对现有CAST工艺进行改造来强化脱氮除磷性能的结论。在目前广泛使用的脱氮除磷工艺中，选择了CAST、AAO、FCR及MBBR四种工艺进行定性、定量及技术经济分析，确定了适合本污水处理厂提标改造的生化工艺。评选结果表明，AAO工艺的池容44168m3，污泥龄14.88d，电耗0.361度/m3，处理成本1.49元/吨，且具备较好的TN去除能力，是最适合本次提标改造的工艺。实施AAO工艺的改造，主要强化了污水处理厂对于TN去除的能力。而对于TP处理能力的提升，需进一步增加混凝等深度处理单元解决。
最后，对改造施工方案的确定及改造后的污水处理工艺实际运行性能进行了研究。污水处理厂在改造过程中，采用了不停水施工，可最大程度的降低对于环境的污染。在生物池及深度处理单元的改造过程中，每个单体在改造完成后，便与原污水厂处理系统相连，立刻投入使用。在生物池及深度处理单元全部改造完成后，出水水质稳定在COD12.5mg/L、BOD4.36mg/L、SS2.20mg/L、TN18.20mg/L、NH4+-N1.85mg/L、TP0.32mg/L。对于没有立刻达标的出水TN，在调试阶段通过正交试验，确定了影响出水TN的因素的排序是内回流比＞碳源投加量＞溶解氧＞外回流比。最终通过调试试验使出水TN达到13.24mg/L，顺利达标排放。同时，通过优化生物除磷的调试试验，得出影响生物除磷的因素排序是单组生物池处理量＞外回流比＞厌氧池进水配比，对污水处理厂实际运行中药剂投加量的优化，具有一定参考价值。