地表准III-IV类出水标准设计的背景

1水环境问题

水资源短缺、水污染加剧、水生态破坏、水体富营养化、水资源浪费

2水生态文明建设

2018年5月全国生态环境保护大会：“加大力度推进生态文明建设、解决生态环境问题，坚决打好污染防治攻坚战，推动我国生态文明建设迈上新台阶。” “要深入实施水污染防治行动计划，保障饮用水安全，基本消灭城市黑臭水体，还给老百姓清水绿岸、鱼翔浅底的景象。”

3《水污染防治行动计划》(水十条)等政策出台

2015年4月《水污染防治行动计划》;从全面控制污染物排放、推动经济结构转型升级、着力节约保护水资源等十个方面对我国现阶段和未来水污染防治工作作出了规划;2018年6月16日中共中央国务院：《关于全面加强生态环境保护坚决打好污染防治攻坚战的意见》。实施城镇污水处理“提质增效”三年行动，加快补齐城镇污水收集和处理设施短板，尽快实现污水管网全覆盖、全收集、全处理。

4高排放标准的要求

2012年以来，基于准Ⅲ类、准Ⅳ类标准的地方标准和流域标准，例如：北京、天津、浙江、太湖流域、巢湖流域、岷沱江流域、昆明滇池、雄安等。

自2015年《城镇污水处理厂污染物排放标准》(征求意见稿)，特别排放限制值，准IV类。

5六种需求

尾水排放水体水环境容量及再生水利用的需求;

河湖富营养化与敏感水体水质保障的需求;

部分河道活水补水的需求;

节能、节地、节水的需求;

资源化、能源回收(生物质能源)、环境友好需求;

生态补偿、断面达标的需求。

6城市排水与污水处理的三方面重点内容

污水收集：雨污分流、管网缺损检查(CCTV)与修复、雨污混接改造、管道清淤(水下机器人)、管网高水位运行、通过物联网、云平台、大数据、构建管网检测与运维平台。

污水厂的稳定运行与达标排放：监管力度大、指标余量小、运行成本控制、精细化管理等。

高排放标准的污水处理技术。

提标改造工艺技术路线

1水质标准

2技术方法

各指标排放标准与主要技术工艺(单位：mg/L)

3技术路线

➤充分利用现有设施：通过调整设备、分区、工艺等措施;

➤现有设施降低规模+扩建补充规模=总规模达标;

➤现有设施+深度处理。

4一级处理的强化与改造

(1)格栅、沉砂改造

减少后续生化池的无机固体、减少沉积、提高有效容积，提高MLVSS/MLSS比值。

(2)增加初沉池

去除SS、COD、加药。

(3)现有初沉池改造

初沉池改造为缺氧池脱氮;初沉池发酵、开发碳源。

5二级生化系统强化

(1)调整功能分区：五段式BardenPho、增加缺氧区脱氮、多级AO;

(2)多点进水、碳源多点投加;

(3)推流、搅拌、曝气系统改造;

(4)改造为：生物膜法、MBBR、MBR、BBR、FCR，短程硝化反硝化和厌氧氨氧化(Anammox)。

五段式BardenPho工艺

多级AO

6新增三级处理工艺

(1)沉淀——反硝化滤池;

(2)沉淀——组合滤池(DN/DC)——过滤;

(3)沉淀——反硝化滤池——高级氧化——生物滤池——过滤;

(4)湿地、树脂、活性焦、活性炭吸附等新技术。

(准)III、IV类案例分享

1采用组合生物滤池工艺达到准IV类排放标准案例

(1)台州A污水处理厂

现有污水处理厂出水标准为一级A标准，通过增加组合滤池+V型滤池工艺，达到准IV类排放标准。

工艺流程如下：

 

工艺设计流程图

(2)台州市B污水处理厂

现有污水处理厂出水标准为一级A标准，通过增加组合滤池工艺，达到准IV类排放标准。

工艺流程如下：

工艺设计流程图

(3)台州市C污水处理厂

现有污水处理厂出水标准为一级B标准，通过增加组合滤池+高校沉淀池+转盘滤池工艺，达到准IV类排放标准。

工艺流程如下：

工艺设计流程图

(4)组合生物滤池工艺设计注意的问题

➤DN滤池前，设置消氧措施;

➤水量平衡，设计水量充分考虑反冲洗水排放量，并配套相应的管路及水损计算;

➤共用反冲洗系统，设计参数上充分考虑滤格面积、滤料高度等因素;

➤均匀布水与阻塞问题。

2采用深床反硝化滤池工艺达到准IV类排放标准案例

金坛某污水处理厂

现有污水处理厂出水标准为一级A标准，通过增加深床反硝化滤池工艺，达到准IV类排放标准。

 

工艺设计流程图

3采用MBR+臭氧接触+活性炭滤池工艺达到准准III类排放标准

(1)昆明某污水处理厂

 

工艺设计流程图

(2)北京某污水处理厂

工艺设计

 

工艺设计流程图

4采用生态湿地工艺达到准IV类排放标准案例

(1)团城山尾水处理厂尾水湿地处理工程(磁湖湿地项目)

团城山污水厂位于磁湖南湖西岸，总规模8万m3/d，尾水达到一级A标准后排入磁湖。

人工湿地处理水量按8万m3/d设计。经人工湿地处理后的出水达到IV类水标准后，进入磁湖，作补充水。

工艺流程

垂直潜流湿地总平面布置图

清水型湿地平面图

(2)夏家湾污水处理厂尾水湿地处理工程(荆门竹皮河综合整治工程子项工程)

夏家湾污水处理厂位于荆门市城区东部，竹皮河城区段下游。夏家湾污水处理厂设计处理规模10万吨/天，出水基本达到一级A标准。其中：中水回用量为6.0万m3/d;剩余尾水4.0万m3/d通过湿地净化达到准IV类水标准后排入竹皮河。

由于尾水排放口距考核断面较近，考虑到竹皮河准IV类的考核目标，需对夏家湾污水处理厂进行提标改造

工艺流程

 

设计工艺流程图

总平面布置图

5采用生态湿地工艺达到III类排放标准案例

洋湖湿地景区水环境生态修复与水质改善综合整治工程

污水处理厂尾水10万m3/d排入水体，通过洋湖湿地水生态治理，整体改善洋湖水环境，出水主要水质指标达到国家《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)III类水标准(TN≤1.5mg/L)。

总平面布置

生态强化区工艺流程图

 

平面配置图

复合生态滤床

人工水草净化带平面布置图

立体生态浮床工程平面布置图

尾水生态强化净化工程平面布置图

总结

1、污水厂(再生水厂)出水标准，除了参考国标、地标，还要根据水环境容量、断面考核等要求，通过流域治理系统思维和模型构建确定排放和回用水质水量要求。

2、基于物联网、云平台、大数据、BIM、智能制造等的智慧水务、智慧污水厂(水厂)系统;基于活性污泥模型的计算机模拟污水处理工艺分析与预测。

3、市政污水处理工艺融合和借鉴微污染原水预处理技术(复合预氧化、BAF、树脂)、给水处理及深度处理技术(组合滤池、微絮凝过滤、臭氧活性炭)、工业污水处理技术(高级氧化、芬顿、臭氧(催化)树脂)、水环境治理、黑臭水体治理及生态治理(生物药剂、高效充氧、石墨烯、光伏)等方向和领域的技术。

4、磷回收、内部碳源回收、深度除磷脱氮等方面，研发集成了多项技术和案例。

5、以生态湿地技术为主体，对污水厂尾水进入排放水体前，进行水质提升和稳定，综合水生态、水资源、水景观、水文化、水环境、水安全、水管理、水经济八个层次，打造厂、网、河、湖、湿地、智慧六个一体化，将污水处理由“负担”变为可利用的资源、可以改善生态环境并产生绿色经济效益“正资产” 。

本文根据南京市市政设计研究院有限责任公司孔宇副总工城市排水与污水处理前沿发展研讨会演讲资料整理而成，未经本人审阅。