劉大瑞

（山西黃河呼延建設(shè)工程有限公司，山西 太原 030023）

當(dāng)今社會(huì)水環(huán)境污染已成為我們必須面對(duì)并要加以解決的重大課題，近年來，隨著我市經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)逐步完善，對(duì)污水排放標(biāo)準(zhǔn)提出了更高的要求。2020 年山西省相關(guān)部門出臺(tái)《山西省黃河（汾河）流域水污染治理攻堅(jiān)方案》，要求汾河流域國考斷面全面消除劣V 類，之后要求穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。目前，太原市已如期實(shí)現(xiàn)了國考斷面全面消除劣V 類的目標(biāo)，但仍存在雨天初期雨水污染和截流混合雨水溢流等問題。為進(jìn)一步改善汾河流域水環(huán)境，減少污水處理廠污染物排放對(duì)水體的影響，可逐步提升現(xiàn)狀已建成污水處理廠出水標(biāo)準(zhǔn)。本文以太原市楊家堡污水廠為例，提出相關(guān)工藝改造方案。

1 污水處理廠現(xiàn)狀及出水水質(zhì)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

1.1 概況

楊家堡污水處理廠始建于上世紀(jì)80 年代，全廠占地15.3 hm2。主要承擔(dān)著該河?xùn)|區(qū)域?qū)W府街以北城區(qū)生活污水處理任務(wù)。現(xiàn)狀處理工藝為改良活性污泥法，設(shè)計(jì)規(guī)模16 萬m3/d，部分出水用作學(xué)府公園景觀補(bǔ)充用水以及汾河景區(qū)綠化補(bǔ)充用水等，剩余出水通過排入汾河?xùn)|暗涵，最終匯入汾河。

1.2 出水水質(zhì)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)

楊家堡污水處理廠出水水質(zhì)執(zhí)行山西省《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB14/1928-2019），其要求高于國標(biāo)一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)。該廠出水化學(xué)需氧量（COD）、氨氮（氨氮）、總磷（TP）3 項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量V 類標(biāo)準(zhǔn)，因此也簡稱“類V 類”。其他指標(biāo)執(zhí)行一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

設(shè)計(jì)出水水質(zhì)表

1.3 工藝流程

工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程

2 其他城市污水處理建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)情況

近年來，北京、天津等多個(gè)城市以國家一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，相繼制定了更為嚴(yán)格的污水處理地方標(biāo)準(zhǔn)。其中北京市《城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB11/890-2012）分為B 標(biāo)準(zhǔn)（業(yè)界稱準(zhǔn)Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)）和A 標(biāo)準(zhǔn)（業(yè)界稱準(zhǔn)Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)），具體控制指標(biāo)如下：

序號(hào)基本控制項(xiàng)目A 標(biāo)準(zhǔn)（準(zhǔn)Ⅲ類）B 標(biāo)準(zhǔn)（準(zhǔn)Ⅳ類）1 pH（無量綱）6～96～9 2 化學(xué)需氧量（COD）2030 3 生化需氧量（BOD5）46 4 懸浮物（SS）55 5 動(dòng)植物油0.10.5 6 石油類0.050.5 7 陰離子表面活性劑0.20.3 8 總氮（以N 計(jì)）1015 9 氨氮（以N 計(jì)）①1.0（1.5）1.5（2.5）10 總磷（以P 計(jì)）0.20.3 11 糞大腸菌群數(shù)（個(gè)/L）5001 000注①：每年12 月1 日至次年3 月31 日?qǐng)?zhí)行括號(hào)內(nèi)的排放限值。

京B 標(biāo)準(zhǔn)（準(zhǔn)Ⅳ類）出水主要回供河道類景觀用水和城市雜水。目前，北京市大部分污水處理廠的出水執(zhí)行此標(biāo)準(zhǔn)；

京A 標(biāo)準(zhǔn)（準(zhǔn)Ⅲ類）出水可排入地表水Ⅱ、Ⅲ類水體（飲用水源地標(biāo)準(zhǔn)），作為再生水可回供用于湖泊類和湖景類景觀水體。目前，北京門頭溝等少數(shù)污水廠執(zhí)行此標(biāo)準(zhǔn)。

3 污水處理廠提標(biāo)方案

參考目前國內(nèi)其他高于國標(biāo)一級(jí)A 的準(zhǔn)Ⅳ類、準(zhǔn)Ⅲ類污水排放標(biāo)準(zhǔn)，并結(jié)合山西省《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB14/1928-2019）和《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002），太原市城市污水處理廠提標(biāo)改造執(zhí)行準(zhǔn)Ⅳ類、準(zhǔn)Ⅲ類污水排放標(biāo)準(zhǔn)可對(duì)標(biāo)北京地標(biāo)（DB11-890-2012）的B 標(biāo)準(zhǔn)和A 標(biāo)準(zhǔn)，主要三項(xiàng)指標(biāo)如下：

準(zhǔn)Ⅳ類出水標(biāo)準(zhǔn)主要指標(biāo)表

3.1 楊家堡污水處理廠提標(biāo)改造方案

3.1.1 現(xiàn)狀設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)及實(shí)際運(yùn)行水質(zhì)分析

2021 年，楊家堡污水處理廠實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)及設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)情況如下：

項(xiàng)目COD BODSS氨氮TPTN 90%涵蓋率/（mg/L）41131235243.96.5962.2進(jìn)水平均值/（mg/L） 32621822535.25.1252.9一級(jí)A升級(jí)改造工程設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)/（mg/L）50025022049656

指標(biāo)都呈現(xiàn)出正常市政生活污水的特點(diǎn)。90%涵蓋率下化學(xué)需氧量（COD）、氨氮濃度低于一級(jí)A升級(jí)改造工程的設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)，BOD、TP、SS、TN 較設(shè)計(jì)值大。

3.1.2 現(xiàn)狀出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)及實(shí)際運(yùn)行水質(zhì)分析

2021 年，楊家堡污水處理廠實(shí)際出水水質(zhì)情況如下：

項(xiàng)目COD BODSS氨氮TPTN出水平均值/（mg/L） 19.99 2.19 5.100.560.0810.48出水最大值/（mg/L） 35.00 8.78 10.00 3.961.2619.60提質(zhì)增效設(shè)計(jì)出水水質(zhì)/（mg/L）40101020.415準(zhǔn)V 標(biāo)準(zhǔn)的達(dá)標(biāo)率100% 100% 100% 99.48% 99.48% 98.97%

由上表可得，出水CODCr、BOD5、SS 可實(shí)現(xiàn)100%準(zhǔn)Ⅴ類達(dá)標(biāo)。氨氮、TP、TN 除個(gè)別點(diǎn)外，基本可達(dá)到準(zhǔn)Ⅴ類標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)調(diào)研，該廠受二沉池面積所限，冬季會(huì)出現(xiàn)污泥膨脹上浮現(xiàn)象，轉(zhuǎn)盤過濾池運(yùn)行效果不佳。目前的冬季出水基本達(dá)標(biāo)是通過降低運(yùn)行負(fù)荷、投加硝化菌實(shí)現(xiàn)的。

3.2 準(zhǔn)Ⅳ類提標(biāo)思路

3.2.1 減產(chǎn)方案

綜合分析現(xiàn)狀楊家堡污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)、各工藝段水力停留時(shí)間、出水水質(zhì)等情況，擬通過減產(chǎn)降低負(fù)荷來實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)Ⅳ類達(dá)標(biāo)，從現(xiàn)狀規(guī)模16 萬m3/d降至13 萬m3/d，可充分保證各工藝段水力停留時(shí)間，增加生物池微生物濃度，更高效降解COD、BOD 等有機(jī)物。

3.2.2 增加工藝措施方案

在保持設(shè)計(jì)規(guī)模不變的情況下，為保證出水SS達(dá)標(biāo)，將現(xiàn)狀轉(zhuǎn)盤濾池拆除，新建1 座高效纖維濾池，拆改中間提升泵房及深度處理加藥間；預(yù)留粉碳投加裝置位置。

3.3 準(zhǔn)Ⅲ類提標(biāo)方案

結(jié)合現(xiàn)狀進(jìn)、出水水質(zhì)和出水標(biāo)準(zhǔn)，在提質(zhì)增效工程基礎(chǔ)上，廠內(nèi)空地新建氣浮池、臭氧高級(jí)催化氧化池、臭氧制備間、液氧站，將現(xiàn)狀二期生物池改造為MBBR 生物池，改造中間提升泵房，拆改水源熱泵間和工藝管道。

改造后污水處理工藝為：A2/O（1 座A2/O 池，兩座MBBR 池）+磁混凝澄清+轉(zhuǎn)盤濾池+氣浮+臭氧高級(jí)催化氧化。

4 社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益

太原市楊家堡污水處理廠采用Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)提標(biāo)改造，增加建設(shè)及運(yùn)行成本合計(jì)約0.16 元/噸，但出水水質(zhì)將進(jìn)一步提高，借鑒北京市污水廠出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，及再生水回用于景觀水體的案例，該廠出水可加大回用于太原市學(xué)府公園、南部龍城公園等水量，進(jìn)一步增加污水廠周邊市政雜用水的水量，從而減少對(duì)自來水的用量。進(jìn)一步減少尾水排水汾河的水量。

太原市楊家堡污水處理廠若采用Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)提標(biāo)改造，增加建設(shè)及運(yùn)行成本合計(jì)約0.48 元/噸，增加成本偏高，暫不建議實(shí)施。

5 結(jié)語

該文通過對(duì)楊家堡污水處理廠現(xiàn)狀、提標(biāo)必要性、提標(biāo)方案等進(jìn)行了分析，充分論證了污水廠實(shí)施提標(biāo)的可操作性，為將來其它城市生活污水廠提標(biāo)改造奠定了良好的基礎(chǔ)，同時(shí)污水廠的提標(biāo)將進(jìn)一步促進(jìn)再生水的回用，水質(zhì)提高后可回用工業(yè)企業(yè)、景觀、市政雜用水等多個(gè)方向，進(jìn)一步豐富我市多質(zhì)供水，緩解太原市水資源短缺的狀況，改善太原市的生存環(huán)境。