寧河區蘆臺橋北污水處理廠一期提標工程

王 舜 和

(天津市市政工程設計研究院，天津 300051)

1 工程概況

寧河區位于天津市東北部，地處京津唐城市群中間地帶。區下轄11個鎮，其中蘆臺鎮是寧河區人民政府所在地，是寧河區政治、經濟、文化中心，也是天津市重點規劃的十一座新城之一。蘆臺鎮目前已建成兩座污水處理廠，分別為寧河區城市污水處理廠和寧河區橋北污水處理廠。寧河區橋北污水處理廠主要服務寧河新城，一期工程規模為1.2萬t/d，于2009年建成投產。一期工程采用多模式AAO+微絮凝纖維轉盤濾池工藝，設計出水水質為一級A標準。橋北污水廠自建成至今穩定運行，為當地經濟發展和水環境治理發揮了重要作用。

天津市最新頒布的DB 12/599—2015城鎮污水處理廠污染物排放標準將在2018年1月1日起正式實施。其中規模大于1萬t/d的污水處理廠出水需按照A類出水標準執行，因此必須對污水廠進行提標改造，其出水標準由國標一級A提升到天津市地標A標準。根據廠內運行情況及建設條件，本工程計劃采用新增反硝化深床濾池+臭氧催化氧化工藝的方式實現整體提標。

2 工程設計方案

2.1 設計水質

本工程設計進出水主要指標如表1所示。

表1 進出水設計指標

2.2 工藝流程

2.2.1現狀工藝流程

寧河區蘆臺橋北污水處理廠一期工程處理工藝采用了可多模式運行的改進A2/O生物脫氮除磷工藝，適用于不同的環境和工況。主體工藝流程包括粗格柵、進水泵房、細格柵、旋流沉砂池、多模式A2/O生物池、周進周出輻流式二沉池，深度處理采用微絮凝+纖維轉盤濾池工藝，出水經接觸消毒后部分進入廠內中水廠進行回用，部分排入河道。具體工藝流程如圖1所示。

2.2.2提標后工藝流程

綜合分析現狀工藝所存在的問題，主要在于深度處理采用微絮凝過濾工藝，出水SS指標難以保證，且工藝對TN的處理效率不高，存在不達標的風險，另外COD雖然可穩定達到50 mg/L以內，但個別情況會超過30 mg/L。

根據提標改造工程經驗，結合本廠原有處理構筑物的水力流程，確定本次提標改造工程的工藝順序為：(二沉池出水)深床反硝化濾池+提升泵房+臭氧催化高級氧化池+原廠微絮凝過濾+原廠接觸消毒。其中臭氧催化氧化池可超越，原微絮凝過濾可作為SS穩定達標的保證措施。

具體改造流程為：對一期生物反應池進行簡單改造，處理水經原有工藝二沉池后，進入反硝化濾池進行脫氮除磷，同時去除SS，方便后續臭氧接觸氧化池進行更為有效地催化氧化。然后反硝化濾池出水經過潛污泵提升進入臭氧催化高級氧化池進行氧化處理,CODCr達標后，出水進入已建設的深度處理系統，對深度處理中的纖維轉盤進行必要的清洗維護，最后進入現狀接觸消毒池，經消毒后排入受納水體，見圖2。

2.3 主要構筑物及設計參數

2.3.1反硝化深床濾池

為滿足地方A標準要求，提升SS和TN的處理效果，本工程新建反硝化濾池深度處理系統，濾池設計進水水質為：SS≤15 mg/L,TN≤20 mg/L,BOD≤6 mg/L，設計出水水質為：SS≤5 mg/L,TN≤10 mg/L,BOD≤6 mg/L。

濾池設計為3格，尺寸為L×B=25.6 m×16.6 m。系統內設置廢水池和清水池以及提升泵房。清水泵自清水池取水反洗，用于濾池反沖洗和驅除氮氣。反沖洗系統包括反沖洗水泵、反沖洗風機和反沖洗廢水排放泵等，設計氣沖強度為92 m3/(m2·h)，水沖強度為14.6 m3/(m2·h)。提升泵房通過產水管收集濾后水并依靠潛污泵將濾池出水提升進入后續處理構筑物，濾池全部水頭損失約3.15 m。反硝化濾池濾床深度約1.8 m，峰值濾速7.3 m/h，平均濾速為4.6 m/h。

2.3.2高級氧化工藝方案

對于溶解性難降解COD的去除，本工程采用臭氧氧化工藝。該工藝對難降解COD有較好的處理效果，并可以同步去除出水色度。

根據設計經驗在無催化劑的情況下，去除1 mg/L COD所需臭氧為2 mg/L～4 mg/L，即去除比例為1∶2～4。根據其他污水處理廠的實踐經驗，在有催化劑的條件下，該比例可下降至1∶1.2～1.5。因此本工程選擇了帶催化劑的臭氧氧化工藝。

臭氧催化氧化單元設計進水水質為：SS≤5 mg/L,COD≤40 mg/L，設計出水水質為：SS≤5 mg/L,COD≤30 mg/L。

新建臭氧催化氧化池尺寸約L×B=15.3 m×14 m，深度約8 m，分為2個系列，每個系列含連續3格臭氧氧化池。設計總停留時間60 min，臭氧投加總量為16 mg/L，其中第一段臭氧投加量投加8 mg/L，氧化時間20 min；第二段投加5 mg/L，氧化時間20 min；第三段投加3 mg/L，氧化時間20 min。臭氧催化氧化池設有催化劑及高效臭氧溶氣裝置。采用3臺4 kg/h臭氧發生器，產氣濃度120 mg/L，設備為2用1備，平均臭氧投加量約16 mg/L，最大臭氧投加量約為24 mg/L，配套氣源采用空氣源。

3 設計總結

天津市率先執行了國內最嚴厲的污水廠排放標準，要求大于1萬t/d規模的污水處理廠應滿足地標A標準，該標準部分水質要求已達到Ⅳ類水標準，各項指標相對于國家一級A標準有較大提升。標準的實施對天津市各污水廠提出了更高的要求。本工程通過對現狀工藝流程的分析，確定了深度處理后增加反硝化濾池和臭氧催化氧化工藝，工程建設成本約2 500萬元，提標改造工程的噸水投資約2 080元/t，經營成本增加約0.52元/t。

[1] 王舜和,鄧勝琳,姜寶媛.多模式A2/O工藝的運行模式與設計要點[J].水處理技術，2014，40(8):107-110.

[2] 王舜和.污水深度處理工藝的對比分析[J].山西建筑，2014，40(24):130-131.

[3] 王舜和，郭淑琴.天津市張貴莊污水處理及再生利用一期工程設計[J].中國給水排水，2013，29(8):52-59.