保定市魯崗污水處理廠深度處理工程設計及運行效果分析

賈力銘 胡曉蕾 李鋼

摘 要：保定市魯崗污水處理廠出水經黃花溝匯入府河，最終進入白洋淀。2018年河北省《大清河流域水污染物排放標準》頒布后，魯崗污水處理廠率先啟動深度處理工程以滿足排放需求。從魯崗污水處理廠原有工藝出發，論證選擇深度處理工藝路線實施水質提升改造，通過運行數據評價工藝效果，對同類運行工藝的污水處理廠提標改造具有借鑒意義。

關鍵詞：污水處理廠? 深度處理? 大清河流域排放標準? 工程設計

中圖分類號： N945.23? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A

Abstract：The effluent from Baoding Lugang Sewage Treatment Plant flows into Baiyangdian via Fuhe River. After the promulgation of the Discharge Standard of Water Pollutants in Daqing River Basin in 2018， Lugang Sewage treatment plant took the lead in starting the advanced treatment project to meet the discharge demand. Starting from the original process of Lugang Sewage treatment plant， it is demonstrated that the advanced treatment process route is selected to implement the transformation， and the process effect is evaluated through the operation data， which has reference significance for the upgrading and transformation of sewage treatment plants with similar processes.

Key Word：Sewage treatment plant; Advanced processing; Discharge standard of Daqing River Basin; Engineering design

隨著河北雄安新區的設立，提升大清河流域水環境質量成為白洋淀生態體系修護的基礎條件。2018年8月，河北省頒布《大清河流域水污染物排放標準》（DB13 2795-2018）[1]，按照區域劃分，保定市魯崗污水處理廠執行重點控制區排放限值（COD≤30 mg/L、BOD≤6 mg/L、氨氮≤1.5（冬季2.5）mg/L、總磷≤0.3 mg/L、總氮≤15 mg/L），出水經府河最后匯入白洋淀[2]。

1? ?魯崗污水處理廠概況

1.1歷史背景

魯崗污水處理廠于1995年投產，原設計規模為8萬t/d，出水水質執行原國家環保總局頒布的《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918-2002）中的二級標準。2009年，再生水利用項目將魯崗污水處理廠日處理量的5萬t出水經過再處理后用作工業冷卻水及城市綠化用水。2015年魯崗污水處理廠升級改造工程采用A2/O+A/O工藝針對剩余3萬m3/d出水進行處理，出水執行一級A標準[3]。

1.2原進、出水水質

2? ?深度處理工程設計

2.1工程設計規模

根據魯崗污水處理廠當前運行實際調查發現，該廠再生水利用項目最高需水量為1萬t/d，未達到原設計5萬t/d的規模。剩余4萬t/d水量需與原3萬t/d一級A標準水量合并進行深度處理以滿足排放環保要求。因此，該設計將再生水處理系統所需水量劃為魯崗污水處理廠備用水量，確定深度處理工程設計規模為8.0萬t/d。

2.2工程設計進、出水水質

2.3工藝流程設計

魯崗污水處理廠深度處理工程在原有二級生物處理工藝后段補充“磁混凝高效沉淀池+反硝化深床濾池+高級氧化（O3/H2O2/UV）”的深度處理工藝作為設計方案。

增加磁混凝高效沉淀池能夠進一步去除有機物及重金屬等多種高分子物質，且除磷效果顯著。沉淀池內過濾工藝可將生物處理和混凝沉淀中未能沉降的顆粒進一步去除，有效降低出水的濁度和色度，并增加對磷、BOD5、CODCr、重金屬、細菌、病毒等物質的去除率，以使BOD5、SS、NH3-N、TP出水水質指標穩定達到設計排放標準。

反硝化深床濾池作為去除TN的保障措施，在去除TN及SS的同時，能夠去除懸浮物中部分COD和BOD5，將生物反硝化與深床過濾功能有機結合在一起，可分別實現“脫氮+去除懸浮物”功能或單獨的去除懸浮物功能。當需要去除TN時，利用適量優質碳源附著生長在石英砂表面上的反硝化細菌把NOx-N 轉換成N2完成脫氮反應過程[4]。根據該廠當前出水水質，在前端硝化反應效果良好的情況下，反硝化深床濾池可較穩定地達到出水TN≤3 mm/L的處理效果。

經過生化處理及混凝沉淀過濾處理后，污水中剩余的可溶性COD可生化性較差，造成普通生化工藝很難有效分解。高級氧化是臭氧在電、光輻照、催化劑等反應條件下，通過自身分解生成的羥基自由基對有機物進行無選擇的快速氧化，將大多數有機污染物礦化或有效分解[5]。在實際的水處理反應中，臭氧去除有機物的效率是直接氧化和高級氧化的迭加。單一的臭氧或者單一的光催化等技術很難使有機廢水完全降解，要提高臭氧的氧化速率和效率，就需要將O3、H2O2和UV等組合起來促使臭氧分解而產生活潑的·OH。O3+H2O2+UV方法利用UV發出的高強度紫外線激發O3、H2O2產生具有極強氧化性的羥基自由基，羥基自由基可將難降解有機物質氧化，發生斷鏈、開環等多種反應，以保證出水COD達標[6-7]。

3? 深度處理工程污染物去除效率分析

根據魯崗污水處理廠深度處理工程處理規模測算，該項目污染物排放總量控制指標為COD 876.00 t/a、NH3-N 43.80 t/a、TN 438.00 t/a、TP 8.76 t/a。按照處理規模及運行時間計算，魯崗污水處理廠深度處理工程出水總量為2920萬t/a。根據上述統計可知，該項目受控污染物年排放量分別為COD 350.4 t/a、NH3-N（氨氮）8.7 t/a、TN（總氮）227.8 t/a、TP（總磷）6.4 t/a，所有指標完全達到《大清河流域水污染物排放標準》（DB13 2795-2018）重點控制區排放限值。根據此次測定，項目對各污染物去除效率分別為： COD 82.9%、BOD5 89.9%、NH3-N 98.8%、SS 90.3%、TN 74.3%、TP 95.3%。

4? ?結語

魯崗污水處理廠深度處理工程取得了良好的處理效果，可進一步提升市區魯崗污水處理廠的污水處理效能，對于減輕下游府河、白洋淀水環境污染程度，改善白洋淀生態環境，促進保定市可持續發展，均有著重要的意義。另外，該工程取得的經驗對于采用“磁混凝高效沉淀池+反硝化深床濾池+高級氧化（O3/H2O2/UV）”工藝的污水廠深度處理提標改造具有借鑒意義。

參考文獻

[1] 劉琳.保定污水處理廠對白洋淀上游流域水環境質量的影響[J].綠色科技，2020（16）：70-72.

[2] 張文生，王立群，馬秋瑩，等.銀定莊污水處理廠提標改造工程設計及運行效果[J].中國給排水，2019，35（16）：82-85.

[3] 劉偉，賈洪，張樹奎.魯崗污水處理廠脫氮效果及氮素污染物轉化特征分析[J].能源環境保護，2020，34（4）：33-38.

[4] 袁兆黎. 反硝化深床濾池在污水處理廠提標改造中的應用實例[J]. 廣東化工，2019，46（8）：154-155，143.

[5] 岳達超.污水處理廠提標改造工程工藝設計方案優化[D].長春：長春工程學院，2019.

[6] 劉仲明，陳偉興，封偉，等.臭氧高級氧化技術在廢水處理中的研究進展[J].燃料與染色，2021，58（4）：57-61，54.

[7] 王慶.UV/H2O2/O3高級氧化技術產生羥基自由基及其洗滌滅菌性能初探[D].北京：北京服裝學院，2017.