保定市鲁岗污水处理厂深度处理工程设计及运行效果分析

贾力铭 胡晓蕾 李钢

摘 要：保定市鲁岗污水处理厂出水经黄花沟汇入府河，最终进入白洋淀。2018年河北省《大清河流域水污染物排放标准》颁布后，鲁岗污水处理厂率先启动深度处理工程以满足排放需求。从鲁岗污水处理厂原有工艺出发，论证选择深度处理工艺路线实施水质提升改造，通过运行数据评价工艺效果，对同类运行工艺的污水处理厂提标改造具有借鉴意义。

关键词：污水处理厂  深度处理  大清河流域排放标准  工程设计

中图分类号： N945.23           文献标识码：A

Abstract：The effluent from Baoding Lugang Sewage Treatment Plant flows into Baiyangdian via Fuhe River. After the promulgation of the Discharge Standard of Water Pollutants in Daqing River Basin in 2018， Lugang Sewage treatment plant took the lead in starting the advanced treatment project to meet the discharge demand. Starting from the original process of Lugang Sewage treatment plant， it is demonstrated that the advanced treatment process route is selected to implement the transformation， and the process effect is evaluated through the operation data， which has reference significance for the upgrading and transformation of sewage treatment plants with similar processes.

Key Word：Sewage treatment plant; Advanced processing; Discharge standard of Daqing River Basin; Engineering design

随着河北雄安新区的设立，提升大清河流域水环境质量成为白洋淀生态体系修护的基础条件。2018年8月，河北省颁布《大清河流域水污染物排放标准》（DB13 2795-2018）[1]，按照区域划分，保定市鲁岗污水处理厂执行重点控制区排放限值（COD≤30 mg/L、BOD≤6 mg/L、氨氮≤1.5（冬季2.5）mg/L、总磷≤0.3 mg/L、总氮≤15 mg/L），出水经府河最后汇入白洋淀[2]。

1   鲁岗污水处理厂概况

1.1历史背景

鲁岗污水处理厂于1995年投产，原设计规模为8万t/d，出水水质执行原国家环保总局颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）中的二级标准。2009年，再生水利用项目将鲁岗污水处理厂日处理量的5万t出水经过再处理后用作工业冷却水及城市绿化用水。2015年鲁岗污水处理厂升级改造工程采用A2/O+A/O工艺针对剩余3万m³/d出水进行处理，出水执行一级A标准[3]。

1.2原进、出水水质

2   深度处理工程设计

2.1工程设计规模

根据鲁岗污水处理厂当前运行实际调查发现，该厂再生水利用项目最高需水量为1万t/d，未达到原设计5万t/d的规模。剩余4万t/d水量需与原3万t/d一级A标准水量合并进行深度处理以满足排放环保要求。因此，该设计将再生水处理系统所需水量划为鲁岗污水处理厂备用水量，确定深度处理工程设计规模为8.0万t/d。

2.2工程设计进、出水水质

2.3工艺流程设计

鲁岗污水处理厂深度处理工程在原有二级生物处理工艺后段补充“磁混凝高效沉淀池+反硝化深床滤池+高级氧化（O3/H2O2/UV）”的深度处理工艺作为设计方案。

增加磁混凝高效沉淀池能够进一步去除有机物及重金屬等多种高分子物质，且除磷效果显著。沉淀池内过滤工艺可将生物处理和混凝沉淀中未能沉降的颗粒进一步去除，有效降低出水的浊度和色度，并增加对磷、BOD5、CODCr、重金属、细菌、病毒等物质的去除率，以使BOD5、SS、NH3-N、TP出水水质指标稳定达到设计排放标准。

反硝化深床滤池作为去除TN的保障措施，在去除TN及SS的同时，能够去除悬浮物中部分COD和BOD5，将生物反硝化与深床过滤功能有机结合在一起，可分别实现“脱氮+去除悬浮物”功能或单独的去除悬浮物功能。当需要去除TN时，利用适量优质碳源附着生长在石英砂表面上的反硝化细菌把NOx-N 转换成N2完成脱氮反应过程[4]。根据该厂当前出水水质，在前端硝化反应效果良好的情况下，反硝化深床滤池可较稳定地达到出水TN≤3 mm/L的处理效果。

经过生化处理及混凝沉淀过滤处理后，污水中剩余的可溶性COD可生化性较差，造成普通生化工艺很难有效分解。高级氧化是臭氧在电、光辐照、催化剂等反应条件下，通过自身分解生成的羟基自由基对有机物进行无选择的快速氧化，将大多数有机污染物矿化或有效分解[5]。在实际的水处理反应中，臭氧去除有机物的效率是直接氧化和高级氧化的迭加。单一的臭氧或者单一的光催化等技术很难使有机废水完全降解，要提高臭氧的氧化速率和效率，就需要将O3、H2O2和UV等组合起来促使臭氧分解而产生活泼的·OH。O3+H2O2+UV方法利用UV发出的高强度紫外线激发O3、H2O2产生具有极强氧化性的羟基自由基，羟基自由基可将难降解有机物质氧化，发生断链、开环等多种反应，以保证出水COD达标[6-7]。

3  深度处理工程污染物去除效率分析

根据鲁岗污水处理厂深度处理工程处理规模测算，该项目污染物排放总量控制指标为COD 876.00 t/a、NH3-N 43.80 t/a、TN 438.00 t/a、TP 8.76 t/a。按照处理规模及运行时间计算，鲁岗污水处理厂深度处理工程出水总量为2920万t/a。根据上述统计可知，该项目受控污染物年排放量分别为COD 350.4 t/a、NH3-N（氨氮）8.7 t/a、TN（总氮）227.8 t/a、TP（总磷）6.4 t/a，所有指标完全达到《大清河流域水污染物排放标准》（DB13 2795-2018）重点控制区排放限值。根据此次测定，项目对各污染物去除效率分别为： COD 82.9%、BOD5 89.9%、NH3-N 98.8%、SS 90.3%、TN 74.3%、TP 95.3%。

4   结语

鲁岗污水处理厂深度处理工程取得了良好的处理效果，可进一步提升市区鲁岗污水处理厂的污水处理效能，对于减轻下游府河、白洋淀水环境污染程度，改善白洋淀生态环境，促进保定市可持续发展，均有着重要的意义。另外，该工程取得的经验对于采用“磁混凝高效沉淀池+反硝化深床滤池+高级氧化（O3/H2O2/UV）”工艺的污水厂深度处理提标改造具有借鉴意义。

參考文献

[1] 刘琳.保定污水处理厂对白洋淀上游流域水环境质量的影响[J].绿色科技，2020（16）：70-72.

[2] 张文生，王立群，马秋莹，等.银定庄污水处理厂提标改造工程设计及运行效果[J].中国给排水，2019，35（16）：82-85.

[3] 刘伟，贾洪，张树奎.鲁岗污水处理厂脱氮效果及氮素污染物转化特征分析[J].能源环境保护，2020，34（4）：33-38.

[4] 袁兆黎. 反硝化深床滤池在污水处理厂提标改造中的应用实例[J]. 广东化工，2019，46（8）：154-155，143.

[5] 岳达超.污水处理厂提标改造工程工艺设计方案优化[D].长春：长春工程学院，2019.

[6] 刘仲明，陈伟兴，封伟，等.臭氧高级氧化技术在废水处理中的研究进展[J].燃料与染色，2021，58（4）：57-61，54.

[7] 王庆.UV/H2O2/O3高级氧化技术产生羟基自由基及其洗涤灭菌性能初探[D].北京：北京服装学院，2017.