天津創(chuàng)業(yè)環(huán)保集團(tuán)股份有限公司 彭金利高工

本文根據(jù)天津創(chuàng)業(yè)環(huán)保集團(tuán)股份有限公司彭金利高工在2017排水大會(huì)題為：天津市污水處理地標(biāo)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)技術(shù)路線探討的演講整理而成，未經(jīng)本人審閱。

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一、天津中心城區(qū)污水處理廠概況

1.1 天津中心城區(qū)污水處理廠總體概況

1.2 津沽污水處理廠

津沽污水處理廠于2013年建成并通水運(yùn)行，近期規(guī)模55萬(wàn)m³/d。污水處理采用“多級(jí)AO+高效沉淀+深床過(guò)濾工藝”，消毒采用紫外線消毒工藝，除臭采用全過(guò)程除臭工藝，出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

1.3 東郊污水處理廠

東郊污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模40萬(wàn)m3/d，始建于1989年，1993年正式運(yùn)行，污水采用傳統(tǒng)活性污泥法，污泥采用中溫消化的處理工藝，出水標(biāo)準(zhǔn)為《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。2009年，其中28萬(wàn)m3/d升級(jí)改造至《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918－2002）的“一級(jí)B”標(biāo)準(zhǔn)，采用“多級(jí)A/O+同步化學(xué)除磷+轉(zhuǎn)盤過(guò)濾”工藝，另外12萬(wàn)m3/d按“一級(jí)A”標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，采用“BNR+同步化學(xué)除磷+轉(zhuǎn)盤過(guò)濾”工藝，污泥仍沿用重力濃縮+中溫消化+機(jī)械脫水的處理方式。

1.4 咸陽(yáng)路污水處理廠

咸陽(yáng)路污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模45萬(wàn)m3/d，2005年底建成通水運(yùn)行，污水處理采用A/O除磷、硝化工藝，污泥處理采用二級(jí)中溫厭氧消化，出水標(biāo)準(zhǔn)為《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。2009年進(jìn)行了升級(jí)改造，采用強(qiáng)化生物污脫氮（BNR）工藝，出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918－2002）的“一級(jí)B”標(biāo)準(zhǔn)。

1.5 張貴莊污水處理廠

張貴莊污水處理廠于2011年建成通水，一期工程規(guī)模為20萬(wàn)m³/d，污水處理采用AO脫氮除磷+反硝化深床濾池工藝，污泥處理采用動(dòng)靜結(jié)合的槽式污泥好氧發(fā)酵工藝，出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

1.6 北倉(cāng)污水處理廠

北倉(cāng)污水處理廠始建于2003年9月，2006年調(diào)試運(yùn)行，處理規(guī)模10萬(wàn)m3/d，采用“A/O生物除磷、回流污泥反硝化”的處理工藝；污泥處理及處置選擇“中溫厭氧消化、機(jī)械濃縮脫水”的方案，出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB18918-2002》二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。2009年進(jìn)行升級(jí)改造，采用水解酸化+強(qiáng)化生物脫氮工藝，出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918－2002）的“一級(jí)B”標(biāo)準(zhǔn)。

二、確定污水廠提標(biāo)改造技術(shù)路線

2.1 確定提標(biāo)改造技術(shù)方案的方法

提標(biāo)改造都是在現(xiàn)有廠的情況下，遷建改擴(kuò)建，從以下幾方面來(lái)考慮，第一個(gè)是現(xiàn)有水量統(tǒng)計(jì)分析，確認(rèn)改造或者地表改造的規(guī)模。第二，遷建廠主要分析進(jìn)水水質(zhì)指標(biāo)確定工藝路線。第三是改擴(kuò)建廠主要分析出水水質(zhì)指標(biāo)，看指標(biāo)跟天津市地標(biāo)A標(biāo)準(zhǔn)有多大的差別，然后再考慮處理工藝。通過(guò)水質(zhì)的分析，提出需要解決的重點(diǎn)指標(biāo)，針對(duì)重點(diǎn)指標(biāo)有選擇開展了一些小試實(shí)驗(yàn)對(duì)重點(diǎn)指標(biāo)進(jìn)行特性分析。結(jié)合小試分析結(jié)果，提出提標(biāo)改造比選方案，通過(guò)方案綜合比選，得出我們認(rèn)為最優(yōu)的一個(gè)提標(biāo)改造的技術(shù)路線。

2.2 污水廠各項(xiàng)控制指標(biāo)重要性排序

根據(jù)進(jìn)出水水質(zhì)及各指標(biāo)處理的難易程度，將TN、SS和CODcr確定為本次工程的重點(diǎn)處理項(xiàng)目，而BOD5、NH3-N和TP為重點(diǎn)關(guān)注項(xiàng)目。

2.3 重點(diǎn)污染物特性分析

污水中溶解性不可生物降解COD比例是COD達(dá)標(biāo)和確定處理對(duì)應(yīng)工藝的關(guān)鍵。通過(guò)工程預(yù)研究，污水中溶解性不可生物降解COD為18mg/L左右。

污水中溶解性不可氨化有機(jī)氮含量是氨氮和總氮達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵，通過(guò)試驗(yàn)研究，污水中該部分含量較低，強(qiáng)化脫氮除磷工藝段硝化效能良好，可以穩(wěn)定達(dá)到新地標(biāo)A。

2.4 提出提標(biāo)改造主體工藝路線

結(jié)合目前各廠進(jìn)、出水水質(zhì)情況分析，升級(jí)改造需重點(diǎn)解決的指標(biāo)為：CODCr、SS、 NH3-N 、TN、TP、色度等指標(biāo)。其中NH3-N、TN主要通過(guò)改造生物處理系統(tǒng)解決；SS、TP、TN通過(guò)增加深度物化處理系統(tǒng)解決；不可降解CODCr和色度，主要通過(guò)增加臭氧氧化工藝解決。

提出提標(biāo)改造主體工藝路線：二級(jí)生物處理+深度處理+臭氧氧化。

2.6 污水廠提標(biāo)改造原則

優(yōu)先采用技術(shù)成熟可靠、處理效果穩(wěn)定、耐沖擊能力強(qiáng)的處理工藝；

積極、慎重地采用經(jīng)實(shí)踐證明是行之有效的新技術(shù)、新工藝；

根據(jù)不同污水處理廠的實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)、廠區(qū)用地、建設(shè)形式、運(yùn)行管理習(xí)慣等實(shí)際情況，有針對(duì)性的選擇滿足各廠要求和特點(diǎn)的處理工藝；

運(yùn)行條件靈活，對(duì)水質(zhì)有很好的適應(yīng)能力；

符合天津市實(shí)際情況，并充分與現(xiàn)狀工程結(jié)合，便于污水處理廠的運(yùn)行管理；

基建投資和運(yùn)行費(fèi)用低。

總體原則：技術(shù)成熟先進(jìn)、處理效果穩(wěn)定、運(yùn)行管理靈活、投資運(yùn)行費(fèi)用低

三、污水廠提標(biāo)改造方案選擇案例

3.1津沽污水處理廠

3.1.1 津沽污水處理廠實(shí)際進(jìn)水量統(tǒng)計(jì)分析

津沽廠收水管道及泵站最高水量約為62-65m3/d，確定本次提標(biāo)擴(kuò)建10萬(wàn)m3/d。

3.1.2 津沽污水處理廠實(shí)際進(jìn)水質(zhì)統(tǒng)計(jì)分析

以津沽廠2015 年的水質(zhì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用適當(dāng)保證率確定設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)。

3.1.3 確定津沽污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

從數(shù)據(jù)對(duì)比來(lái)看，在90%的保證率下，實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)中BOD 低于原設(shè)計(jì)水質(zhì)，COD、SS比設(shè)計(jì)值略高。SS低于原設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)。TN、NH3-N、TP比設(shè)計(jì)值略低�？傮w上實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)與原設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)較接近。因此，綜合考慮實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)、原設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)和下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，此次提標(biāo)對(duì)BOD、COD 和SS 進(jìn)行微調(diào)，確定本工程設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)。

3.1.4 津沽污水處理廠實(shí)際出水質(zhì)統(tǒng)計(jì)分析

現(xiàn)狀津沽廠全年的出水各項(xiàng)污染物指標(biāo)可以穩(wěn)定達(dá)到原設(shè)計(jì)的一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)�，F(xiàn)狀出水指標(biāo)BOD、COD、SS、TN高于新地標(biāo)且有一定差距，NH3-N、TP和新標(biāo)準(zhǔn)要求差距較小。

3.1.5 津沽污水處理廠需要解決的重點(diǎn)污染物指標(biāo)

各項(xiàng)出水指標(biāo)均需要采取對(duì)應(yīng)的處理措施，絕大部分出水中BOD、NH3-N指標(biāo)和新標(biāo)準(zhǔn)要求差距已經(jīng)很小，工藝的選擇應(yīng)重點(diǎn)考慮COD 、SS、TN、TP 和色度的達(dá)標(biāo)排放。

3.1.6 津沽污水處理廠擴(kuò)建部分主體工藝選擇

前提：充分參考現(xiàn)狀工程的處理情況，與現(xiàn)有工程整體考慮，保證運(yùn)行管理方便

預(yù)處理工藝段：粗、細(xì)格柵+曝氣沉砂池+初沉池

二級(jí)處理段：現(xiàn)狀A(yù)AO處理工藝出水水質(zhì)良好，運(yùn)行管理方便，仍采用AAO工藝。

深度處理段：

對(duì)TP和SS的去除工段：維持現(xiàn)有高效沉淀池+深床濾池的處理工藝，降低設(shè)計(jì)負(fù)荷。

對(duì)于COD和色度的去除工段：比較加藥沉淀、活性炭吸附、活性炭濾池、臭氧+活性炭、芬頓試劑。

消毒處理：采用紫外線消毒，現(xiàn)狀預(yù)留了一條渠道未安裝設(shè)備

降低內(nèi)回流比，有效利用碳源；增加前端污泥濃度、降低池容；儀表、閥門配置簡(jiǎn)單、運(yùn)行管理方便；一期工程已積累了大量經(jīng)驗(yàn)。

3.1.7 津沽污水處理廠提標(biāo)改造方案綜合比較

新建高效沉淀池+深床濾池處理單元考慮降低部分現(xiàn)有處理單元負(fù)荷，出水泵更換葉輪和電機(jī)。

新建高效沉淀池+深床濾池處理單元降低部分現(xiàn)有處理單元負(fù)荷，改造原有高效沉淀池，增加粉末活性炭投加措施

3.2咸陽(yáng)路污水處理廠

3.2.1 咸陽(yáng)路污水處理廠實(shí)際進(jìn)水量統(tǒng)計(jì)分析

近期根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)確定規(guī)模45萬(wàn)m3/d，遠(yuǎn)期根據(jù)規(guī)劃確定規(guī)模60萬(wàn)m3/d。

3.2.2 咸陽(yáng)路污水處理廠實(shí)際進(jìn)水質(zhì)統(tǒng)計(jì)分析

以咸陽(yáng)路廠2014-2016年3月的水質(zhì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用適當(dāng)保證率確定設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)。

3.2.3 確定咸陽(yáng)路污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

由于污水廠進(jìn)水水質(zhì)存在一定的波動(dòng)性，本次咸陽(yáng)路污水處理廠遷建提標(biāo)工程對(duì)于NH3-N、TN、SS、TP等污染物指標(biāo)去除率要求極高，所以對(duì)于這三類污染物進(jìn)水指標(biāo)，設(shè)計(jì)采用90%的保證率的進(jìn)水水質(zhì)作為主要依據(jù)；鑒于實(shí)測(cè)水質(zhì)進(jìn)水碳源存在不足情況，故BOD5指標(biāo)采用80%的保證率、CODcr指標(biāo)采用85%的保證率進(jìn)水水質(zhì)作為主要依據(jù)。

3.2.4 咸陽(yáng)路污水處理廠實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)特性分析

進(jìn)水可生化性一般；大部分時(shí)間碳源不足；需考慮碳源提高措施，生物處理工藝優(yōu)先保證脫氮效率。

3.2.5 咸陽(yáng)路污水處理廠需要解決的重點(diǎn)污染物指標(biāo)

COD：差距最大，難進(jìn)一步生物降解，是需要重點(diǎn)考慮解決的污染物指標(biāo)

BOD：差距很小，且達(dá)標(biāo)相對(duì)容易，適當(dāng)增大生物池的曝氣量即可解決

SS：差距較小，但5mg/l的要求非�？量�，需要有對(duì)應(yīng)工藝重點(diǎn)解決

NH3-N：:充分曝氣、完全硝化，需考慮冬季極端氣溫下的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)

TN：在二級(jí)生物處理、后續(xù)深度處理中協(xié)同考慮，充分的利用原水中碳源，需重點(diǎn)考慮解決

TP：生物除磷+化學(xué)除磷、保證很低的出水SS

色度：充足的生物反應(yīng)、過(guò)濾、消毒及脫色處理

3.2.6 咸陽(yáng)路污水處理廠提標(biāo)改造方案工藝選擇

針對(duì)本廠的特征水質(zhì)，采取有針對(duì)性的處理方案，確保污水可以經(jīng)濟(jì)合理的處理達(dá)標(biāo)。

預(yù)處理工藝段：粗、細(xì)格柵+曝氣沉砂池+速沉池。

二級(jí)處理段：選擇多級(jí)AO（SF-AO）、改良Bardenpho工藝、 A2/O+MBBR和 A2/O+MBR進(jìn)行工藝比較，經(jīng)過(guò)綜合技術(shù)比選，推薦多級(jí)AO工藝、改良Bardenpho工藝作為比選工藝。

深度處理段：

對(duì)TN的去除工段：選擇反硝化生物濾池工藝和反硝化深床濾池工藝比較，推薦采用“反硝化生物濾池工藝”。

對(duì)TP和SS的去除工段：

經(jīng)高密度澄清池、Actiflo澄清池和磁混凝澄清池比較，推薦采用“高密度澄清池工藝”。

經(jīng)活性砂過(guò)濾、V型濾池、纖維束濾池、纖維轉(zhuǎn)盤濾池比較，推薦采用V型濾池

對(duì)于COD和色度的去除工段：比較加藥沉淀、粉末活性炭吸附、臭氧氧化工藝、芬頓氧化工藝，推薦采用“臭氧高級(jí)催化氧化”。

消毒處理：比較液氯、臭氧、紫外線、二氧化氯等工藝，推薦采用“紫外線消毒”

3.2.7 咸陽(yáng)路污水處理廠提標(biāo)改造方案綜合比較

咸陽(yáng)路方案一：改進(jìn)多級(jí)AO工藝+反硝化生物濾池+高密度澄清池+V型濾池+臭氧高級(jí)氧化

咸陽(yáng)路方案二：改良Bardenpho生物池+反硝化生物濾池+高密度澄清池+V型濾池+臭氧高級(jí)氧化

推薦采用“改進(jìn)多級(jí)AO工藝+反硝化生物濾池+高密度澄清池+V型濾池+臭氧高級(jí)氧化工藝方案”。

3.3北倉(cāng)污水處理廠

3.3.1 北倉(cāng)污水處理廠實(shí)際進(jìn)水量統(tǒng)計(jì)分析

北倉(cāng)污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)水量與實(shí)際進(jìn)水量差別較小，已接近滿負(fù)荷。近期水量以工商業(yè)GDP增長(zhǎng)預(yù)測(cè)+實(shí)際進(jìn)水量確定，近期規(guī)模15萬(wàn)m3/d。遠(yuǎn)期根據(jù)排水規(guī)劃，按供水量計(jì)算，遠(yuǎn)期規(guī)模20萬(wàn)m3/d。

3.3.2 北倉(cāng)污水處理廠實(shí)際進(jìn)水質(zhì)統(tǒng)計(jì)分析

以北倉(cāng)廠2014年的水質(zhì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用適當(dāng)保證率確定設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)。

3.3.3 確定北倉(cāng)污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)

根據(jù)北倉(cāng)污水處理廠運(yùn)行資料，對(duì)2014年的進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)照原設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)，目前污水進(jìn)水水質(zhì)除夏秋季節(jié)外，其他時(shí)段均超標(biāo)嚴(yán)重，進(jìn)水 BOD超標(biāo)概率約為20%，進(jìn)水COD超標(biāo)概率達(dá)60%，SS超標(biāo)概率達(dá)100%，進(jìn)水水質(zhì)隨季節(jié)變化較大，部分時(shí)段沖擊負(fù)荷很高。

根據(jù)相關(guān)要求，本次污水廠擴(kuò)建及提標(biāo)工程設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)的主要污染物濃度參考《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》（CJ343-2010）中A等級(jí)。

3.3.4 北倉(cāng)污水處理廠需要解決的重點(diǎn)污染物指標(biāo)

COD：差距最大，難進(jìn)一步生物降解，是需要重點(diǎn)考慮解決的污染物指標(biāo)。

BOD：差距很小，且達(dá)標(biāo)相對(duì)容易，適當(dāng)增大生物池的曝氣量即可解決。

SS：差距較小，但5mg/l的要求非�？量�，需要有對(duì)應(yīng)工藝重點(diǎn)解決。

NH3-N：指標(biāo)較為容易達(dá)到，但應(yīng)注意冬春季節(jié)水溫較低時(shí)硝化的進(jìn)行。

TN：本項(xiàng)目的進(jìn)水TN指標(biāo)為70mg/L，出水TN指標(biāo)為10mg/L，相應(yīng)的去除率為85.7%。由于本工程總氮去除率要求較高，除了要做到氨氮的完全硝化，特別要重視反硝化的控制。

TP：差距很小，適當(dāng)加大加藥量，優(yōu)化過(guò)濾單元即可滿足排放指標(biāo)要求。

色度：現(xiàn)有工藝對(duì)色度去除效果有效，應(yīng)采取對(duì)應(yīng)去除措施。

3.3.5 北倉(cāng)污水處理廠重點(diǎn)污染物指標(biāo)特性分析

污水中各種形態(tài)磷的比例對(duì)于TP達(dá)標(biāo)影響較大。通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，出水中可化學(xué)沉淀去除磷和可絮凝沉淀去除磷濃度較低，在0.05-0.15mg/L之間，而溶解性不可化學(xué)去除磷濃度波動(dòng)范圍在0.06-0.2mg/L之間。可以保證物化深度處理出水TP標(biāo)。

對(duì)于難生物降解COD，通過(guò)試驗(yàn)可以看出，臭氧對(duì)1#和2#水樣COD的去除量分別為16.5和12mg/L，去除率分別達(dá)到65%和54%。

次氯酸鈉是污水廠常用的消毒劑和脫色劑，同時(shí)對(duì)污水中難降解有機(jī)物也具有一定氧化效果。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)次氯酸鈉對(duì)COD的最大去除率為22%。但是，當(dāng)次氯酸鈉投加量超過(guò)于8mg/L時(shí)，對(duì)COD的測(cè)定有一定影響，COD濃度反而增大。

3.3.6 北倉(cāng)污水處理廠技術(shù)方案應(yīng)對(duì)

針對(duì)本廠的特征水質(zhì)，采取有針對(duì)性的處理方案，確保污水可以經(jīng)濟(jì)合理的處理達(dá)標(biāo)。

總體上來(lái)說(shuō)，這三個(gè)方案都能滿足技術(shù)要求。但是從運(yùn)營(yíng)成本上來(lái)說(shuō)，最終推薦選擇是改進(jìn)多級(jí)AO工藝+=砂濾工藝作為提標(biāo)擴(kuò)建=工藝。砂濾過(guò)程中，降低砂濾池，保證=出水SS。

3.4 中心城區(qū)污水廠提標(biāo)改造工藝選擇總體情況