宁河区芦台桥北污水处理厂一期提标工程

王 舜 和

(天津市市政工程设计研究院，天津 300051)

1 工程概况

宁河区位于天津市东北部，地处京津唐城市群中间地带。区下辖11个镇，其中芦台镇是宁河区人民政府所在地，是宁河区政治、经济、文化中心，也是天津市重点规划的十一座新城之一。芦台镇目前已建成两座污水处理厂，分别为宁河区城市污水处理厂和宁河区桥北污水处理厂。宁河区桥北污水处理厂主要服务宁河新城，一期工程规模为1.2万t/d，于2009年建成投产。一期工程采用多模式AAO+微絮凝纤维转盘滤池工艺，设计出水水质为一级A标准。桥北污水厂自建成至今稳定运行，为当地经济发展和水环境治理发挥了重要作用。

天津市最新颁布的DB 12/599—2015城镇污水处理厂污染物排放标准将在2018年1月1日起正式实施。其中规模大于1万t/d的污水处理厂出水需按照A类出水标准执行，因此必须对污水厂进行提标改造，其出水标准由国标一级A提升到天津市地标A标准。根据厂内运行情况及建设条件，本工程计划采用新增反硝化深床滤池+臭氧催化氧化工艺的方式实现整体提标。

2 工程设计方案

2.1 设计水质

本工程设计进出水主要指标如表1所示。

表1 进出水设计指标

2.2 工艺流程

2.2.1现状工艺流程

宁河区芦台桥北污水处理厂一期工程处理工艺采用了可多模式运行的改进A2/O生物脱氮除磷工艺，适用于不同的环境和工况。主体工艺流程包括粗格栅、进水泵房、细格栅、旋流沉砂池、多模式A2/O生物池、周进周出辐流式二沉池，深度处理采用微絮凝+纤维转盘滤池工艺，出水经接触消毒后部分进入厂内中水厂进行回用，部分排入河道。具体工艺流程如图1所示。

2.2.2提标后工艺流程

综合分析现状工艺所存在的问题，主要在于深度处理采用微絮凝过滤工艺，出水SS指标难以保证，且工艺对TN的处理效率不高，存在不达标的风险，另外COD虽然可稳定达到50 mg/L以内，但个别情况会超过30 mg/L。

根据提标改造工程经验，结合本厂原有处理构筑物的水力流程，确定本次提标改造工程的工艺顺序为：(二沉池出水)深床反硝化滤池+提升泵房+臭氧催化高级氧化池+原厂微絮凝过滤+原厂接触消毒。其中臭氧催化氧化池可超越，原微絮凝过滤可作为SS稳定达标的保证措施。

具体改造流程为：对一期生物反应池进行简单改造，处理水经原有工艺二沉池后，进入反硝化滤池进行脱氮除磷，同时去除SS，方便后续臭氧接触氧化池进行更为有效地催化氧化。然后反硝化滤池出水经过潜污泵提升进入臭氧催化高级氧化池进行氧化处理,CODCr达标后，出水进入已建设的深度处理系统，对深度处理中的纤维转盘进行必要的清洗维护，最后进入现状接触消毒池，经消毒后排入受纳水体，见图2。

2.3 主要构筑物及设计参数

2.3.1反硝化深床滤池

为满足地方A标准要求，提升SS和TN的处理效果，本工程新建反硝化滤池深度处理系统，滤池设计进水水质为：SS≤15 mg/L,TN≤20 mg/L,BOD≤6 mg/L，设计出水水质为：SS≤5 mg/L,TN≤10 mg/L,BOD≤6 mg/L。

滤池设计为3格，尺寸为L×B=25.6 m×16.6 m。系统内设置废水池和清水池以及提升泵房。清水泵自清水池取水反洗，用于滤池反冲洗和驱除氮气。反冲洗系统包括反冲洗水泵、反冲洗风机和反冲洗废水排放泵等，设计气冲强度为92 m3/(m2·h)，水冲强度为14.6 m3/(m2·h)。提升泵房通过产水管收集滤后水并依靠潜污泵将滤池出水提升进入后续处理构筑物，滤池全部水头损失约3.15 m。反硝化滤池滤床深度约1.8 m，峰值滤速7.3 m/h，平均滤速为4.6 m/h。

2.3.2高级氧化工艺方案

对于溶解性难降解COD的去除，本工程采用臭氧氧化工艺。该工艺对难降解COD有较好的处理效果，并可以同步去除出水色度。

根据设计经验在无催化剂的情况下，去除1 mg/L COD所需臭氧为2 mg/L～4 mg/L，即去除比例为1∶2～4。根据其他污水处理厂的实践经验，在有催化剂的条件下，该比例可下降至1∶1.2～1.5。因此本工程选择了带催化剂的臭氧氧化工艺。

臭氧催化氧化单元设计进水水质为：SS≤5 mg/L,COD≤40 mg/L，设计出水水质为：SS≤5 mg/L,COD≤30 mg/L。

新建臭氧催化氧化池尺寸约L×B=15.3 m×14 m，深度约8 m，分为2个系列，每个系列含连续3格臭氧氧化池。设计总停留时间60 min，臭氧投加总量为16 mg/L，其中第一段臭氧投加量投加8 mg/L，氧化时间20 min；第二段投加5 mg/L，氧化时间20 min；第三段投加3 mg/L，氧化时间20 min。臭氧催化氧化池设有催化剂及高效臭氧溶气装置。采用3台4 kg/h臭氧发生器，产气浓度120 mg/L，设备为2用1备，平均臭氧投加量约16 mg/L，最大臭氧投加量约为24 mg/L，配套气源采用空气源。

3 设计总结

天津市率先执行了国内最严厉的污水厂排放标准，要求大于1万t/d规模的污水处理厂应满足地标A标准，该标准部分水质要求已达到Ⅳ类水标准，各项指标相对于国家一级A标准有较大提升。标准的实施对天津市各污水厂提出了更高的要求。本工程通过对现状工艺流程的分析，确定了深度处理后增加反硝化滤池和臭氧催化氧化工艺，工程建设成本约2 500万元，提标改造工程的吨水投资约2 080元/t，经营成本增加约0.52元/t。

[1] 王舜和,邓胜琳,姜宝媛.多模式A2/O工艺的运行模式与设计要点[J].水处理技术，2014，40(8):107-110.

[2] 王舜和.污水深度处理工艺的对比分析[J].山西建筑，2014，40(24):130-131.

[3] 王舜和，郭淑琴.天津市张贵庄污水处理及再生利用一期工程设计[J].中国给水排水，2013，29(8):52-59.