某污水處理廠高排放標準提標改造設計探討

摘要：近年來，多地提出了污水處理廠出水提標至地表水準Ⅳ類水的要求。項目結合山東省臨沂市某污水處理廠的實際運行情況，綜合分析現有工藝及進出水水質，得出提標改造的重難點為總氮、總磷的去除。同時，提出脫氮工段采用反硝化濾池，除磷工段采用磁混凝沉淀池，并與現狀各工段有機結合，使整個處理工藝穩定運行，最終實現污水達標排放。

關鍵詞：污水處理；準Ⅳ類；總氮；總磷；提標改造

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）11-0255-03

Discussion on the Design of Emission Standard Upgrading and Reconstruction of a Sewage Treatment Plant

ZHANG Huan1， LIU Dening2

（1.Shandong Huacheng Engineering Technology Co.， Ltd.; 2.Jinan Jier Property Limited Company， Jinan 250000， China）

Abstract： In recent years，many places have put forward the requirement of upgrading the effluent quality of sewage treatment plants to meet the surface water standard of Class Ⅳ. Based on the actual operation of a sewage treatment plant in Linyi city， Shandong province， project comprehensively analyzes the existing processes and influent and effluent water quality， and concludes that the key difficulties of upgrading and reconstruction are the removal of total nitrogen and total phosphorus. At the same time， it is proposed that denitrification filter and magnetic coagulation sedimentation tank are adopted in nitrogen removal section and phosphorus removal section， which are organically combined with each section of the current situation to make the whole treatment process run stably and finally realize the sewage discharge standard.

Keywords： sewage treatment; Ⅳ water discharge; total nitrogen; total phosphorus; upgrading and reconstruction

2021年11月11日，山東省住房和城鄉建設廳發布的《關于調度全省城市污水處理廠出水水質標準及提標改造有關情況的通知》中提出“兩個清零、一個提標”（城市建成區雨污合流管網清零、城市建成區黑臭水體清零、城市污水處理廠提標）要求，相關污水處理廠出水需要提升至地表水準Ⅳ類排放標準。相較于一級A標準，除懸浮物（Suspended Solids，SS）外，化學需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）、

總氮（Total Nitrogen，TN）、總磷（Total Phosphorus，TP）及氨氮（NH3-N）等主要指標的要求均有明顯提升。然而，目前污水處理廠采用常規污水處理工藝難以達到地表水準Ⅳ類排放標準。鑒于此，項目結合山東省臨沂市某污水處理廠的實際運行情況，綜合分析現有工藝及進出水水質，得出提標改造的重難點，并提出提標改造的建議，以期最終實現污水達標排放。

1 污水處理廠概況

臨沂市某污水處理廠設計規模為4萬m3/d，生化系統采用氧化溝工藝，深度處理系統采用絮凝沉淀池+纖維轉盤濾池工藝，出水指標執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）中的一級A標準，具體如表1所示。尾水排入蒼源河，最終匯入新沭河。

2 污水處理廠水質分析

選取2023年1月至2024年4月污水處理廠的運行數據進行分析，結果如下。

2.1 COD去除情況

由圖1可知，污水處理廠出水COD質量濃度整體較低，平均值為18.1 mg/L，滿足準Ⅳ類水標準。但進水COD質量濃度未達到原設計標準，隨著污水處理提質增效工作的開展，進水COD質量濃度可能會有所升高，因此污水處理廠應采取一定的強化措施去除COD。

2.2 NH3-N去除情況

由圖2可知，污水處理廠出水NH3-N質量濃度整體較低，平均值為0.7 mg/L，滿足準Ⅳ類水標準。

2.3 TN去除情況

由圖3可知，污水處理廠出水TN質量濃度在部分時段未達到準Ⅳ類水標準，平均值為11.7 mg/L，準Ⅳ類水標準達標率為14.3%，需要采取一定的強化措施去除TN。

2.4 TP去除情況

由圖4可知，污水處理廠出水TP質量濃度在部分時段未達到準Ⅳ類水標準，出水平均值為0.25 mg/L，

準Ⅳ類水標準達標率為72.2%，需要采取一定的強化措施去除TP。

3 工藝選擇

現狀污水處理廠出水不能穩定達到新排放標準的主要指標為TN和TP，此次提標改造需要重點加強去除TN和TP。根據污水處理廠的現狀工藝及用地情況，結合其他相關實例，選擇合適的強化工藝[1-2]。

3.1 TN去除工藝

結合現狀，采用多級厭氧好氧（Anaerobic Oxic，AO）工藝或反硝化濾池作為提標改造強化去除TN的處理工藝較為合適。

現狀生化池總停留時間為14.56 h，時間偏短，因此采用多級AO工藝時需要新增隔墻，對現狀生化系統重新分區，并在后端新建二級缺氧（3.00 h）和二級好氧（2.00 h），脫氮效果更為穩定、可靠。但采用多級AO工藝存在占地面積大、停水時間長等問題，且當水質發生變化、生化系統遭到沖擊時，出水難以穩定達到新排放標準。而新建反硝化濾池不需要污水處理廠停水，且占地面積小、TN去除效果較好，運行過程中可實現自動化控制等。結合類似案例，污水處理廠采用反硝化生物濾池工藝[3-4]。

3.2 TP去除工藝

在此次提標改造工程中，采取生化/物化相結合的除磷方式，完成厭氧釋磷過程，提高生化工藝對磷元素的去除效率，降低化學除磷工藝負荷，減少化學藥劑投加量和化學污泥產量，實現出水穩定達標排放。但是，現狀絮凝沉淀池為網格絮凝池，原有的星形絮凝設備因堵塞問題被拆除，導致絮凝段功能難以發揮。因此，將絮凝沉淀池改造為磁混凝沉淀池，大幅提高SS沉淀速度及TP去除效率，以保證出水穩定達標排放[5]。

3.3 應急及強化處理工藝

隨著污水處理提質增效工作的開展，污水處理廠進水水質指標有繼續升高的趨勢，因此后期的COD達標率可能會有所下降?？紤]到上述情況和節約投資，設計增加粉末活性炭投加系統用于應急處理，并預留強化處理工藝的用地，當后期進水水質發生改變導致出水水質無法穩定達到新標準時，啟動應用臭氧催化氧化等強化處理工藝。

4 工藝設計

4.1 工藝流程

此次提標改造保持現狀主體工藝流程不變，改造現狀絮凝沉淀池，并在其后新增反硝化生物濾池，原有的纖維轉盤濾池停止使用。

4.2 絮凝沉淀池改造

拆除現狀絮凝沉淀池的部分隔墻，新增磁混凝設備，將其改造為磁混凝沉淀池。沉淀池1座2格，表面負荷為11.6 m3/（m2·h）。為保證后期COD排放達標，將絮凝池的前7格改造為粉末活性炭吸附池，停留時間為5.60 min。其他改造為快混池、磁粉加載池及絮凝池，停留時間分別為0.86 min、1.28 min及2.60 min。

4.3 反硝化濾池

反硝化濾池為1座6格，并聯運行，配套建設反沖洗水池、反洗水/氣系統、反沖洗廢水池、配電室等，均與濾池合建。濾池單格過濾面積為65.58 m2，總過濾面積為393.52 m2；峰值濾為6.52 m/h，濾速為7.83 m/h；濾層厚度為1.83 m；水洗強度為4.5 L/（m2·s），氣洗強度為25 L/（m2·s）；氣洗時間為2 min，水洗時間為6 min，聯合洗時間為10 min。

5 結論

TN、TP是臨沂市某污水處理廠提標改造中的重點指標。綜合各種因素，污水處理廠采用磁混凝沉淀池+反硝化濾池處理工藝強化去除TN、TP，并增加粉末活性炭系統用于應急處理，處理出水可達到準Ⅳ類標準。此次提標改造實踐可為其余改造項目及新建項目提供參考。

參考文獻

1 劉向榮，簡德武，簡 爽.高排放標準下城鎮污水處理廠的提標改造探討[J].中國給水排水，2019（20）：19-25.

2 付 樂，羅國豹.城鎮污水處理廠高排放標準處理工藝案例分析[J].凈水技術，2023（3）：174-180.

3 栗文明，高 敏，周 軍，等.反硝化濾池污水處理工藝應用調研及設計要點[J].中國給水排水，2020（22）：100-105.

4 毛華峰，江建國.深床反硝化濾池工藝技術在污水處理廠的提標試驗研究[J].中國資源綜合利用，2018（3）：26-28.

5 史凱瑩，郭中偉，張文生.“磁混凝沉淀+反硝化深床濾池”在污水廠深度處理改造中的應用[J].環境科技，2024（3）：47-51.