通过对现有污水处理工艺分析，找出污水处理场出水水质不能达标原因，通过对高密度沉淀池改造，使污水处理场出水可以稳定达到排放标准，同时降低运行费用。
水资源是人类生存和社会发展所不可或缺的物质。随着国家的经济和工业发展，排放的工业废水量逐年上升，水环境的污染成为制约工业发展的重要因素。因此，对工业废水处理与回用越来越重要。
1 污水处理场改造前概况
1.1 改造前设计水量水质
污水处理场设计水量为200m3/h，工程实际水量为300m3/h，远超设计负荷。本项目处理后的净水需符合《污水综合排放标准》（GB8978-1996）中的一级标准和《煤炭工业给排水设计规范》（MT/T5014-96）中的选煤用水水质标准及业主要求，本项目排水水质要求按各标准及业主要求的最高指标执行，污水处理场进出水主要指标参数见表1。
1.2 改造前处理工艺
污水从矿井提升后进入初沉池，经初沉池沉淀处理后进入调节池，然后通过提升泵提升后进入高密度沉淀池，在高密度沉淀池经过絮凝沉淀处理后进入砂滤和碳滤罐组，经砂滤过滤和碳滤吸附后排入消毒池，消毒后排入回用水池。
改造前处理工艺
1.3 改造前运行情况
由于矿井规模改变，导致实际运行时水量达到300m3/h，一直处于超负荷运行，出水水质无法达到设计出水水质要求。主要超标指标为SS，出水SS浓度长期维持在10mg/L以上。
1.4 污水处理场改造前主要问题
该污水处理场改造前存在的主要问题：混凝剂为聚氯化铝，投加量为200mg/L，絮凝剂为聚丙烯酰胺，投加量为10mg/L，投加量均过大;砂滤和碳滤反冲洗频繁;污泥脱水性能差。
2 升级改造方案
2.1 污水处理场主要问题分析
对于污水处理场改造前存在的主要问题进行分析：①混凝剂和絮凝剂的投加位置为同一位置，混凝剂没有经过与废水剧烈搅拌，导致混凝剂水解、聚合及颗粒脱稳反应不充分。②高密度沉淀池中只有一个搅拌浆，位于导流筒上端，搅拌器功率为0.75kW，搅拌器功率偏小。③实际运行污水量增加，导致高密度沉淀池超负荷运行，同时现场条件限制，无法增加污水处理设施。④由于高密度沉淀池运行效果不佳，导致砂滤和碳滤反冲洗频繁，同时由于混凝剂和絮凝剂投加量过高，导致污泥的脱水性能差。
2.2 高密度沉淀池改造
本项目高密度沉淀池共设两组，设计尺寸：8.5×5.1×5.0m（L×B×H）×2座。导流筒：1.0m×3.0m，反应室：V=39.8m3。
根据改造前运行情况，主要改造内容如下：①更换搅拌机电机，由原来的0.75kW改为4kW，搅拌机转速由原来转速30rpm改成68rpm;②将原有的一层搅拌桨改为两层;③在絮凝反应室中加折流板。
2.3 改造后主要参数
高密度沉淀池由快速混合池、絮凝反应池、沉淀池组成[3]。其中沉淀池部分未做改动，这里主要介绍混合池和絮凝反应池：
①混合池：通过在混合池内的搅拌机，使混凝剂在污水中快速分散，与污水混合均匀，以形成小的絮体。
由于原设计没有专门的混合池，此次改造将导流筒改成混合反应区，混合反应时间设为56s，搅拌速度梯度G值为990s-1，符合混合池停留时和速度梯度间要求。
②絮凝反应池：在导流筒内混凝的污水流至絮凝反应池内，由上至下通过折板絮凝反应，使细小的絮体形成为较大的絮体，污水流入沉淀池，絮体经过沉淀被去除[4]。
改造后的絮凝池絮凝反应时间为16min，满足一般污水处理对絮凝池反应时间的要求。
3 改造后处理效果及效益分析
3.1 改造后处理效果
通过改造后，混凝剂为聚氯化铝，投加量为80mg/L，相比改造前，混凝剂投加量减少了120mg/L;絮凝剂为聚丙烯酰胺，投加量为3mg/L，相比改造前絮凝剂投加量减少7mg/L。通过高密度沉淀池改造，混凝剂和絮凝剂投加量均有较大幅度的降低，处理效果反而更好，处理后的出水可以稳定达标排放。由于混凝剂和絮凝剂投加量减少，污泥的脱水性能有所提高，同时，由于高密度沉淀池处理效果变好，减少砂滤和碳滤反冲洗频率。
改造后，该污水处理场2010年10月～2010年11月期间出水SS浓度分布见图3。
从图3可以看出，该污水处理场经升级改造后，其出水SS浓度可达到排放标准。
3.2 效益分析
高密度沉淀池改造前每天耗电总量包括搅拌机和刮泥机（2.2kW）的耗电，为141.6kWh/d，电费按0.65元/kWh计，则每天耗电费用为92元;混凝剂投加量约200mg/L，单价1.5元/kg，每吨废水处理费用为0.30元，每天的费用为2160元;絮凝剂投加量约10mg/L，单价16元/kg，每吨废水处理费用为0.16元，每天的费用为1152元;每天合计费用3404元。
高密度沉淀池改造后每天耗电量为297.6kWh/d，电费按0.65元/kWh计，则每天耗电费用为193.4元;混凝剂投加量约80mg/L，单价1.5元/kg，每吨废水处理费用为0.12元，每天的费用为864元;絮凝剂投加量约3mg/L，单价16元/kg，每吨废水处理费用为0.048元，每天的费用为345.6元;每天合计费用1403元。
综上，通过对高密度沉淀池进行改造后，高密度沉淀池运行费用有较大的降低。
4 结论
本项目在不增加构筑物的情况下，通过对高密度沉淀池进行改造，使其出水能稳定达标排放。通过对其改造前后的出水水质、能耗、吨水处理费用等进行比较分析，出水水质较改造前有了明显提升，能耗有所增加，药剂费明显降低，总运行费用较改造之前有了较大幅度的降低。
