王磊

（中核新能源投资有限公司，北京 100037）

在新技术、新设备的推动下，生活污水的净化处理效果也在不断提升。某城市生活污水处理厂为响应政府政策要求，对现有的工艺路线进行了升级改造，保证最终排水达到地表水Ⅲ类标准。在提标改造中，新增了反硝化深床滤池、提升池及反冲洗排水池等构筑物，加入了乙酸钠、除磷药剂和臭氧等材料，以及鼓风机、反冲洗泵等设备。完成提标改造后，经过调试运行并收集出水样品进行实验分析，样品中COD、SS 和TN 等污染物的含量均在地表水Ⅲ类标准范围内，提标改造效果良好。

1 提标改造的工艺路线设计

1.1 基本参数设计

某生活污水处理厂的污水处理规模为5 万m3/d，出水指标执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）中一级标准的A 标准。经过本次提标改造后，要求最终排水的污染物指标达到《地表水环境质量标准》（GB/T14848-2017）中关于Ⅲ类水标准。从该处理厂排水中选择多份样品，进行化学成分分析，测量水样中COD、SS、TN（总氮）的含量，并求平均值。进水水质和出水标准如表1 所示。

表1 生活污水进水水质和出水标准（单位：mg/L）

1.2 改造工艺流程

考虑到污水预处理对污染物去除率和出水水质的影响并不明显，在此基础上出于成本控制考虑，保留原工艺路线中的预处理程序不变。预处理流程为：收集起来的污水通过粗格栅完成固体颗粒无的过滤后，流入进水泵房。再通过细格栅去除悬浮物，进入旋流沉砂池。经过沉淀、吸附后，上层污水进入到氧化沟。利用外部鼓风机吹入氧气，加速氧化过程，一段时间后流入二沉池。改造工艺从二沉池出发，主要改造内容为：

1.2.1 新增反硝化深床滤池。原来的工艺流程中，二沉池出水经提升水池后直接进入絮凝沉淀池。新工艺中增加了反硝化深床滤池，其功能是在外加碳源乙酸钠的作用下，通过反硝化去除污水中的总氮。滤池底部滤料平均厚度为1m，反冲洗周期设定为36h，采用气-水联合方式进行反冲洗，反洗强度分别为30L/m2·s（气）和6L/m2·s（水）。

1.2.2 增加了提升泵池及反冲洗排水池，其功能是满足污水处理流程水力高程要求。将絮凝沉淀池的出水，利用提升水泵送至排水管网。提升水泵共4 台，3 台常用，1 台备用，最大高程15m，功率22kW。反洗排水泵功率15kW，最大高程10m。

除此之外，还增加了臭氧催化接触池、曝气生物滤池等构筑物。改造后的工艺流程如图1 所示。

图1 改造后的工艺流程

2 提标改造工程的调试运行

2.1 调试前的准备事项

完成提标改造工艺路线的优化设计后，对现场的污水处理设备进行改造、安装，经过验收后开始着手进行新工艺系统的调试。开始调试前，做好以下准备工作：（1）检查生化系统运行是否稳定，经过预处理程序后，二沉池出水水质应保持稳定；（2）安排技术人员对改造后的新工艺流程进行认真检查，核对提升水泵、反冲洗泵等设备的型号与设计要求是否一致，检查设备能否正常运行；（3）复核调试程序，并检查调试运行所需的各类材料、药剂等是否准备妥当。上述准备事项完成后，开始调试运行。

2.2 明确调试方案

本次调试主要包含两个阶段：其一是启动阶段，在提标改造完成并且通过质量验收后，运行50 天。反硝化深床滤池和曝气生物滤池接种挂膜，使系统维持在低负荷运行。当检测到污水中各类污染物指标稳定以后，说明挂膜成功，然后循序渐进的提升进水负荷。其二是稳定阶段，持续50 天。按照生活污水处理厂正常的处理量进水，分别记录进水和出水中COD、TN 和SS等污染物的含量数据。

2.3 稳定运行效果分析

2.3.1 深度处理对COD 去除效果

在提标改造后的污水处理工艺中，反硝化深床滤池在乙酸钠的作用下，能够实现碳源降解，从而去除一部分COD；在絮凝沉淀池中，以胶体和悬浮物存在的COD，也能够被滤除；剩下的少量难以降解的COD，在臭氧的氧化作用下，也被分解成为小分子的有机酸，在曝气生物滤池中被分解完全，因此COD 去除效果较为彻底。在调试运行中，50 天内污水中COD 含量变化如图2 所示。

图2 深度处理中COD 去除效果

结合图2 可知，在稳定运行阶段，二沉池出水中COD 的含量相对稳定，维持在58-75mg/L 之间。去除率在76%-87%之间波动，平均去除率为82.4%。

2.3.2 深度处理对TN 去除效果

污水中总氮（TN）主要在反硝化深床滤池中，实现从硝态氮向氮气的转化。在反应器挂膜成功后，进入稳定运行阶段，TN 去除效果如图3 所示。

图3 深度处理中TN 去除效果

结合图3 可知，二沉池出水中TN 含量在10.5-16.0mg/L 之间波动；最终出水中TN 含量，在前15 天内波动较为明显，最高含量可以达到7mg/L。进入稳定运行阶段后，TN 含量比较稳定，维持在3.5-5.0mg/L 之间。TN 去除率在前15 天起伏较大，运行稳定后平均去除率为64.5%。

2.3.3 深度处理对SS 去除效果

生活污水中悬浮物（SS）首先经过反硝化深床滤池进行过滤，之后通过絮凝沉淀池时，一部分SS 沉淀下来，污水中SS 含量进一步减少。最后再通过曝气生物滤池、纤维转盘滤池，可以使SS 的去除更为彻底。在工程稳定运行后，SS 去除效果如图4所示。

图4 深度处理中SS 去除效果

结合图4 可知，二沉出水中SS 含量在55-70mg/L 之间波动，最终出水中SS 含量稳定维持在2-4mg/L 之间。去除率较为稳定，在88-92%之间，平均去除率为90.6%。

2.3.4 深度处理稳定运行效果

统计调试运行中COD、TN 和SS 的去除数据，该系统深度处理稳定运行后效果如表2 所示。

表2 深度处理稳定运行效果（单位：mg/L）

根据表2 提供数据可以发现，经过提标改造后的污水工艺中，二沉池出水（进水）的COD 含量在60-75mg/L 之间波动，而经过处理后最终出水在10-16mg/L 之间波动。根据相关规定，地表Ⅲ类水标准中，COD 含量不得超过20mg/L。由此可见，提标改造后污水排放满足标准。另外，在TN 和SS 两项污染物的指标中，出水均达到排放标准，调试运行效果良好。

3 提标改造工程效果分析

该生活污水处理厂经过此次提标改造后，取得了如下效益：（1）环保效益。新工程上线以后，生活污水经处理后，COD、SS、TN、TP 等各类污染物的含量均明显降低，并且达到了Ⅲ类水标准。可作为中水回收循环利用，对防止地下水、河流水污染起到了积极效果。（2）社会效益。本次改造以较低的成本投入，取得了理想效果，除了为生活污水处理厂进行工艺改造提供了经验借鉴，也为工厂进行工业废水处理工艺的升级产生了积极影响。通过严格控制污水排放标准，有利于城镇水质的极大改善，对地方经济可持续发展有积极帮助。

4 结论

在环保要求日益严格、对违规排污打击力度不断提升的背景下，生活污水处理厂必须要加快进行新技术、新设备的引进，实现污水处理工艺的升级，进一步提高排水水质。本次提标改造工程中，在原来的工艺流程中增加了反硝化深床滤池、提升池及反冲洗排水池等构筑物，并且使用了乙酸钠、臭氧等制剂，辅助进行污水中COD、SS 的去除。调试运行结果表明，改造后的污水处理系统对污染物的去除更加彻底，最终出水得到了III 类标准，具有推广价值。