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摘要：污水处理厂作为水环境治理的重要环节，其出水水质对于水体污染防治具有非常重要的影响。为减少处理厂尾水对水环境的污染，城镇污水处理厂准Ⅳ类水提标改造刻不容缓。本文通过对比准Ⅳ类与一级A排放标准；分析MBR、AO、MBBR、臭氧氧化等工艺及其组合形式，提出TN、TP、COD等污染物的深度处理工艺及方法。
关键词：一级A；准Ⅳ类；提标改造；深度处理
1.引言
水是人类赖以生存的资源，然而随着工农业的快速发展及城镇化水平的提高，水体污染问题日益严峻[1]，我国众多河流受到了较严重的污染[2]，人类的饮用水安全受到了严重威胁。因此，如何保护水资源，更好的利用水资源是我们急需解决的问题。作为水环境治理的重要环节，城市污水处理厂发挥着至关重要的作用。
近年来，我国大多数城镇污水处理厂执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级A排放标准，然而水环境压力的加剧，国务院《关于印发水污染防治行动计划的通知》（国发[2015]17号）的发布以及北京地标、天津地标、巢湖流域、太湖地区等更严格地方标准的陆续出台，预示着现有污水处理厂的出水水质已经不能满足目前新标准的要求，为了更好地减少污水厂尾水对水环境的污染，城镇污水处理厂准Ⅳ类水提标改造刻不容缓。
2.污水厂排放标准简介
《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级A排放标准、《城镇污水处理厂污染物排放标准》（DB 2/599-2015）、水污染物综合排放标准（DB 1/307-2013）《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）Ⅳ类水质标准对各类污染物的控制指标见表1-1。
表1-1 各类标准水质指标
注：括号外数值为水温＞12℃时的控制指标，括号内数值为水温小于≤12℃时的控制指标。
由表中所示，新的地方排放标准与地表水Ⅳ类水质标准相类似，较一级A排放标准严格，新的地方排放标准的颁布对污水处理厂BOD5、CODcr、TN、NH3-N、TP的排放均提出了较高的要求，因此城镇污水处理厂准Ⅳ类水提标改造的核心问题就是减少BOD5、CODcr、TN、NH3-N、TP各类污染物质的排放。如何解决这一核心问题，关键在于以下几点：
（1）污水厂运行现状分析；
（2）污水厂潜在处理能力开发；
（3）新工艺、新技术选择；
（4）组合工艺选择。
3.污水厂运行现状分析及潜在处理能力开发
污水厂运行现状分析对于弄清现行工艺的原理及性质、明辨污水厂存在的问题、了解与排放标准的差距等具有非常重要的意义。污水厂运行现状分析的主要内容包括：进出水水质及非常规水质指标分析、历年处理水量的变化特点、污水厂处理能力及效率、现状污水厂存在的问题、污水厂实际运行参数与设计参数的对比、明确污水厂提标改造关键指标。
开发污水厂潜在处理能力是提标改造过程中减小的技术手段，尤其适用于提标幅度较小的工程项目。污水厂潜在处理能力开发主要是在污水厂运行现状分析的基础上，针对污水厂水质水量特点，调整运行参数；对于现状工艺重新核算，模拟测试各功能区指标，必要的时候将生物池重新分区布置。
4.新工艺、新技术应用及组合工艺选择
膜生物反应器由于占地面积小，出水水质好等特点，在国内城市污水处理厂已经有了较大规模的应用。长沙市第二污水处理厂原采用卡鲁赛尔氧化沟工艺，设计规模14万m3/d，增加占地难度较大，提标改造采用先进的AO+MBR，出水达准Ⅳ类水标准[3]。北京市门头沟地下式再生水厂土地资源紧缺，采用多级AO+MBR工艺，最后补充臭氧催化氧化和氯消毒工艺，出水水质达北京A标[4]。天堂河再生水厂原工艺为AAO，日处理水量为4万m3/d，提标改造增加AO+MBR，处理水量达到8万m3/d，出水水质提升至北京B标[5]。河源市区城南污水厂日处理水量为5万m3/d，提标改造采用立体生态生物膜反应池替代原AAO工艺，并增加微滤池，出水水质提高到地表Ⅲ类标准[6]。
膜生物反应器可不增加原厂地的面积，实现水质指标的提升，但投资成本较大，适用于土地资源紧张但资金充足的情况下使用。
移动床生物膜反应器工艺MBBR通过向反应器中投加一定数量的悬浮载体，所以在曝气的时候，与水呈完全混合状态，载体在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增加空气的利用率。另外，每个载体内外均具有不同的生物种类，这样每个载体都为一个微型反应器，使硝化反应和反硝化反应同时存在，从而提高了处理效果[7]。MBBR工艺运用生物膜法基本原理，既能充分利用活性污泥法的优点，又能克服传统活性污泥法及固定式生物膜法的缺点，因此在城镇污水处理厂提标改造中广泛应用。华东某污水处理厂采用MBBR进行扩容，出水水质稳定达到一级A标准。浙江某污水处理厂日处理水量为16万m3/d，对原AAO生化池进行改造，原池实现Bardenpho-MBBR改造，突破了常规工艺去除TN的限制，出水水质达到准Ⅳ类水标准，TN去除率达到改造前的两倍。北方某污水厂采用Bardenpho-MBBR工艺实现TP为0.5mg/L，其它指标达准Ⅳ类水标准。
MBBR工艺实现原池改造，处理效果稳定，适用于污水厂地表准IV水尤其是对TN有严格排放要求的污水厂的提标改造。
多段多级AO工艺是AAO的改良工艺，能够更加合理分配碳源，降低投资和运行成本。天津大港油田港东污水处理厂项目提标改造工艺采用预处理+多段A/O+臭氧催化高级氧化，出水达天津A标。宁河区城市污水处理厂处理水量为6万m3/d，采用多级AO和多模式AO与反硝化深床滤池、臭氧催化氧化组合工艺实现了出水水质达天津A标。新洲污水处理厂采用Bardenpho与反硝化滤池组合工艺实现出水达准IV类水的排放标准。温岭牧屿污水厂处理水量为5万m3/d，多级AO与高效沉淀池、反硝化深床滤池相结合作为提标改造工艺，出水达北京B标。
多级AO采用多段进水合理分配水量，促进碳源的高效利用，有效解决低C/N比的城市污水强化脱氮效果，为实现氮磷同时达标还需要辅助化学除磷工艺。
5.总结
结合以上论述得出结论如下：
（1）对于TN的去除而言，合理开发利用污水内部碳源，挖掘生物池本身的处理能力，尽量减少碳源的投加和反硝化滤池的使用。
（2）TN去除率要求较高时，多级AO和改良Bardenpho具有一定的优势，反硝化滤池可作为最终保障措施。
（3）臭氧氧化对于处理难降解的COD具有一定的优势。
（4）对于TP去除率较高项目，化学除磷工艺是必不可少的。
（5）对于投加碳源的污水处理工艺，建议采用好氧氧化作为最后一段工艺。
参考文献：
[1]Shi X，Field R，Hankins N. Review of fouling by mixed feeds in membrane filtration applied to water purification[J]. Desalination & Water Treatment，2011，35（1-3）：68-81.
[2]吴舜泽，夏青，刘鸿亮. 中国流域水污染分析[J]. 环境科学与技术，2000（2）：1-6.
[3]刘焘，党朝华. MBR工艺在污水处理厂提标改造中的工程应用[J].中国给水排水，2017，33（24）：92-94.
[4]刘议安，冯凌溪，王平. 高出水标准下北京门头沟地下式再生水厂的设计[J]. 中国给水排水，2018.
[5]北京市大兴区天堂河再生水厂工程施工图，中国市政工程华北设计研究院.
[6]杨凡，邹磊，王雪.立体生态生物膜工艺在高排放标准污水处理中的应用[J].中国给水排水，2018，34（06）：60-64.
[7]郑志佳，吴迪，宋美芹，孙庆花，肖永辉，于振滨.移动床生物膜反应器两种不同工艺形式的性能对比[J].中国给水排水，2017，33（11）：16-21.
论文作者:李兴飞1,韩青杨1,白建东2,张凤胜1
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/20
标签：污水处理论文; 污水论文; 工艺论文; 水质论文; 排放标准论文; 水量论文; 滤池论文; 《基层建设》2019年第24期论文;