天津创业环保集团股份有限公司 彭金利高工

本文根据天津创业环保集团股份有限公司彭金利高工在2017排水大会题为：天津市污水处理地标稳定达标技术路线探讨的演讲整理而成，未经本人审阅。

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一、天津中心城区污水处理厂概况

1.1 天津中心城区污水处理厂总体概况

1.2 津沽污水处理厂

津沽污水处理厂于2013年建成并通水运行，近期规模55万m³/d。污水处理采用“多级AO+高效沉淀+深床过滤工艺”，消毒采用紫外线消毒工艺，除臭采用全过程除臭工艺，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级A标准。

1.3 东郊污水处理厂

东郊污水处理厂设计规模40万m3/d，始建于1989年，1993年正式运行，污水采用传统活性污泥法，污泥采用中温消化的处理工艺，出水标准为《污水综合排放标准》（GB8978-1996）二级标准。2009年，其中28万m3/d升级改造至《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918－2002）的“一级B”标准，采用“多级A/O+同步化学除磷+转盘过滤”工艺，另外12万m3/d按“一级A”标准设计，采用“BNR+同步化学除磷+转盘过滤”工艺，污泥仍沿用重力浓缩+中温消化+机械脱水的处理方式。

1.4 咸阳路污水处理厂

咸阳路污水处理厂设计规模45万m3/d，2005年底建成通水运行，污水处理采用A/O除磷、硝化工艺，污泥处理采用二级中温厌氧消化，出水标准为《污水综合排放标准》（GB8978-1996）二级标准。2009年进行了升级改造，采用强化生物污脱氮（BNR）工艺，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918－2002）的“一级B”标准。

1.5 张贵庄污水处理厂

张贵庄污水处理厂于2011年建成通水，一期工程规模为20万m³/d，污水处理采用AO脱氮除磷+反硝化深床滤池工艺，污泥处理采用动静结合的槽式污泥好氧发酵工艺，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级A标准。

1.6 北仓污水处理厂

北仓污水处理厂始建于2003年9月，2006年调试运行，处理规模10万m3/d，采用“A/O生物除磷、回流污泥反硝化”的处理工艺；污泥处理及处置选择“中温厌氧消化、机械浓缩脱水”的方案，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002》二级标准。2009年进行升级改造，采用水解酸化+强化生物脱氮工艺，出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918－2002）的“一级B”标准。

二、确定污水厂提标改造技术路线

2.1 确定提标改造技术方案的方法

提标改造都是在现有厂的情况下，迁建改扩建，从以下几方面来考虑，第一个是现有水量统计分析，确认改造或者地表改造的规模。第二，迁建厂主要分析进水水质指标确定工艺路线。第三是改扩建厂主要分析出水水质指标，看指标跟天津市地标A标准有多大的差别，然后再考虑处理工艺。通过水质的分析，提出需要解决的重点指标，针对重点指标有选择开展了一些小试实验对重点指标进行特性分析。结合小试分析结果，提出提标改造比选方案，通过方案综合比选，得出我们认为最优的一个提标改造的技术路线。

2.2 污水厂各项控制指标重要性排序

根据进出水水质及各指标处理的难易程度，将TN、SS和CODcr确定为本次工程的重点处理项目，而BOD5、NH3-N和TP为重点关注项目。

2.3 重点污染物特性分析

污水中溶解性不可生物降解COD比例是COD达标和确定处理对应工艺的关键。通过工程预研究，污水中溶解性不可生物降解COD为18mg/L左右。

污水中溶解性不可氨化有机氮含量是氨氮和总氮达标的关键，通过试验研究，污水中该部分含量较低，强化脱氮除磷工艺段硝化效能良好，可以稳定达到新地标A。

2.4 提出提标改造主体工艺路线

结合目前各厂进、出水水质情况分析，升级改造需重点解决的指标为：CODCr、SS、 NH3-N 、TN、TP、色度等指标。其中NH3-N、TN主要通过改造生物处理系统解决；SS、TP、TN通过增加深度物化处理系统解决；不可降解CODCr和色度，主要通过增加臭氧氧化工艺解决。

提出提标改造主体工艺路线：二级生物处理+深度处理+臭氧氧化。

2.6 污水厂提标改造原则

优先采用技术成熟可靠、处理效果稳定、耐冲击能力强的处理工艺；

积极、慎重地采用经实践证明是行之有效的新技术、新工艺；

根据不同污水处理厂的实际进水水质、厂区用地、建设形式、运行管理习惯等实际情况，有针对性的选择满足各厂要求和特点的处理工艺；

运行条件灵活，对水质有很好的适应能力；

符合天津市实际情况，并充分与现状工程结合，便于污水处理厂的运行管理；

基建投资和运行费用低。

总体原则：技术成熟先进、处理效果稳定、运行管理灵活、投资运行费用低

三、污水厂提标改造方案选择案例

3.1津沽污水处理厂

3.1.1 津沽污水处理厂实际进水量统计分析

津沽厂收水管道及泵站最高水量约为62-65m3/d，确定本次提标扩建10万m3/d。

3.1.2 津沽污水处理厂实际进水质统计分析

以津沽厂2015 年的水质实测数据为基础，采用适当保证率确定设计进水水质。

3.1.3 确定津沽污水处理厂设计进水水质

从数据对比来看，在90%的保证率下，实际进水水质中BOD 低于原设计水质，COD、SS比设计值略高。SS低于原设计进水水质。TN、NH3-N、TP比设计值略低。总体上实际进水水质与原设计进水水质较接近。因此，综合考虑实际进水水质、原设计进水水质和下水道水质标准，此次提标对BOD、COD 和SS 进行微调，确定本工程设计进水水质。

3.1.4 津沽污水处理厂实际出水质统计分析

现状津沽厂全年的出水各项污染物指标可以稳定达到原设计的一级A排放标准。现状出水指标BOD、COD、SS、TN高于新地标且有一定差距，NH3-N、TP和新标准要求差距较小。

3.1.5 津沽污水处理厂需要解决的重点污染物指标

各项出水指标均需要采取对应的处理措施，绝大部分出水中BOD、NH3-N指标和新标准要求差距已经很小，工艺的选择应重点考虑COD 、SS、TN、TP 和色度的达标排放。

3.1.6 津沽污水处理厂扩建部分主体工艺选择

前提：充分参考现状工程的处理情况，与现有工程整体考虑，保证运行管理方便

预处理工艺段：粗、细格栅+曝气沉砂池+初沉池

二级处理段：现状AAO处理工艺出水水质良好，运行管理方便，仍采用AAO工艺。

深度处理段：

对TP和SS的去除工段：维持现有高效沉淀池+深床滤池的处理工艺，降低设计负荷。

对于COD和色度的去除工段：比较加药沉淀、活性炭吸附、活性炭滤池、臭氧+活性炭、芬顿试剂。

消毒处理：采用紫外线消毒，现状预留了一条渠道未安装设备

降低内回流比，有效利用碳源；增加前端污泥浓度、降低池容；仪表、阀门配置简单、运行管理方便；一期工程已积累了大量经验。

3.1.7 津沽污水处理厂提标改造方案综合比较

新建高效沉淀池+深床滤池处理单元考虑降低部分现有处理单元负荷，出水泵更换叶轮和电机。

新建高效沉淀池+深床滤池处理单元降低部分现有处理单元负荷，改造原有高效沉淀池，增加粉末活性炭投加措施

3.2咸阳路污水处理厂

3.2.1 咸阳路污水处理厂实际进水量统计分析

近期根据统计数据确定规模45万m3/d，远期根据规划确定规模60万m3/d。

3.2.2 咸阳路污水处理厂实际进水质统计分析

以咸阳路厂2014-2016年3月的水质实测数据为基础，采用适当保证率确定设计进水水质。

3.2.3 确定咸阳路污水处理厂设计进水水质

由于污水厂进水水质存在一定的波动性，本次咸阳路污水处理厂迁建提标工程对于NH3-N、TN、SS、TP等污染物指标去除率要求极高，所以对于这三类污染物进水指标，设计采用90%的保证率的进水水质作为主要依据；鉴于实测水质进水碳源存在不足情况，故BOD5指标采用80%的保证率、CODcr指标采用85%的保证率进水水质作为主要依据。

3.2.4 咸阳路污水处理厂实际进水水质特性分析

进水可生化性一般；大部分时间碳源不足；需考虑碳源提高措施，生物处理工艺优先保证脱氮效率。

3.2.5 咸阳路污水处理厂需要解决的重点污染物指标

COD：差距最大，难进一步生物降解，是需要重点考虑解决的污染物指标

BOD：差距很小，且达标相对容易，适当增大生物池的曝气量即可解决

SS：差距较小，但5mg/l的要求非常苛刻，需要有对应工艺重点解决

NH3-N：:充分曝气、完全硝化，需考虑冬季极端气温下的稳定达标

TN：在二级生物处理、后续深度处理中协同考虑，充分的利用原水中碳源，需重点考虑解决

TP：生物除磷+化学除磷、保证很低的出水SS

色度：充足的生物反应、过滤、消毒及脱色处理

3.2.6 咸阳路污水处理厂提标改造方案工艺选择

针对本厂的特征水质，采取有针对性的处理方案，确保污水可以经济合理的处理达标。

预处理工艺段：粗、细格栅+曝气沉砂池+速沉池。

二级处理段：选择多级AO（SF-AO）、改良Bardenpho工艺、 A2/O+MBBR和 A2/O+MBR进行工艺比较，经过综合技术比选，推荐多级AO工艺、改良Bardenpho工艺作为比选工艺。

深度处理段：

对TN的去除工段：选择反硝化生物滤池工艺和反硝化深床滤池工艺比较，推荐采用“反硝化生物滤池工艺”。

对TP和SS的去除工段：

经高密度澄清池、Actiflo澄清池和磁混凝澄清池比较，推荐采用“高密度澄清池工艺”。

经活性砂过滤、V型滤池、纤维束滤池、纤维转盘滤池比较，推荐采用V型滤池

对于COD和色度的去除工段：比较加药沉淀、粉末活性炭吸附、臭氧氧化工艺、芬顿氧化工艺，推荐采用“臭氧高级催化氧化”。

消毒处理：比较液氯、臭氧、紫外线、二氧化氯等工艺，推荐采用“紫外线消毒”

3.2.7 咸阳路污水处理厂提标改造方案综合比较

咸阳路方案一：改进多级AO工艺+反硝化生物滤池+高密度澄清池+V型滤池+臭氧高级氧化

咸阳路方案二：改良Bardenpho生物池+反硝化生物滤池+高密度澄清池+V型滤池+臭氧高级氧化

推荐采用“改进多级AO工艺+反硝化生物滤池+高密度澄清池+V型滤池+臭氧高级氧化工艺方案”。

3.3北仓污水处理厂

3.3.1 北仓污水处理厂实际进水量统计分析

北仓污水处理厂设计进水量与实际进水量差别较小，已接近满负荷。近期水量以工商业GDP增长预测+实际进水量确定，近期规模15万m3/d。远期根据排水规划，按供水量计算，远期规模20万m3/d。

3.3.2 北仓污水处理厂实际进水质统计分析

以北仓厂2014年的水质实测数据为基础，采用适当保证率确定设计进水水质。

3.3.3 确定北仓污水处理厂设计进水水质

根据北仓污水处理厂运行资料，对2014年的进水水质进行统计分析，对照原设计进水水质，目前污水进水水质除夏秋季节外，其他时段均超标严重，进水 BOD超标概率约为20%，进水COD超标概率达60%，SS超标概率达100%，进水水质随季节变化较大，部分时段冲击负荷很高。

根据相关要求，本次污水厂扩建及提标工程设计进水水质的主要污染物浓度参考《污水排入城镇下水道水质标准》（CJ343-2010）中A等级。

3.3.4 北仓污水处理厂需要解决的重点污染物指标

COD：差距最大，难进一步生物降解，是需要重点考虑解决的污染物指标。

BOD：差距很小，且达标相对容易，适当增大生物池的曝气量即可解决。

SS：差距较小，但5mg/l的要求非常苛刻，需要有对应工艺重点解决。

NH3-N：指标较为容易达到，但应注意冬春季节水温较低时硝化的进行。

TN：本项目的进水TN指标为70mg/L，出水TN指标为10mg/L，相应的去除率为85.7%。由于本工程总氮去除率要求较高，除了要做到氨氮的完全硝化，特别要重视反硝化的控制。

TP：差距很小，适当加大加药量，优化过滤单元即可满足排放指标要求。

色度：现有工艺对色度去除效果有效，应采取对应去除措施。

3.3.5 北仓污水处理厂重点污染物指标特性分析

污水中各种形态磷的比例对于TP达标影响较大。通过试验发现，出水中可化学沉淀去除磷和可絮凝沉淀去除磷浓度较低，在0.05-0.15mg/L之间，而溶解性不可化学去除磷浓度波动范围在0.06-0.2mg/L之间。可以保证物化深度处理出水TP标。

对于难生物降解COD，通过试验可以看出，臭氧对1#和2#水样COD的去除量分别为16.5和12mg/L，去除率分别达到65%和54%。

次氯酸钠是污水厂常用的消毒剂和脱色剂，同时对污水中难降解有机物也具有一定氧化效果。试验发现次氯酸钠对COD的最大去除率为22%。但是，当次氯酸钠投加量超过于8mg/L时，对COD的测定有一定影响，COD浓度反而增大。

3.3.6 北仓污水处理厂技术方案应对

针对本厂的特征水质，采取有针对性的处理方案，确保污水可以经济合理的处理达标。

总体上来说，这三个方案都能满足技术要求。但是从运营成本上来说，最终推荐选择是改进多级AO工艺+=砂滤工艺作为提标扩建=工艺。砂滤过程中，降低砂滤池，保证=出水SS。

3.4 中心城区污水厂提标改造工艺选择总体情况