城鎮(zhèn)污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)由一級A提標(biāo)至地表水Ⅳ類水工藝研究

吳軍

摘 要：許昌市屯南污水處理廠二期工程提標(biāo)改造項(xiàng)目，需要將出水排放標(biāo)準(zhǔn)由一級A提標(biāo)至地表水Ⅳ類水（主要指標(biāo)）?，F(xiàn)場通過做中式試驗(yàn)，初步驗(yàn)證采用“超濾膜過濾+臭氧催化氧化”工藝可將排放標(biāo)準(zhǔn)由一級A提標(biāo)至地表水Ⅳ類水（主要指標(biāo)）。為確保氨氮穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，設(shè)計(jì)采用“強(qiáng)化生物處理+超濾膜過濾+臭氧催化氧化”工藝。該項(xiàng)目投產(chǎn)調(diào)試運(yùn)行后，出水主要指標(biāo)可穩(wěn)定達(dá)到地表水Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：超濾膜過濾;臭氧氧化;一級A;地表水Ⅳ類水

中圖分類號：X703 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）22-0148-03

Study on Class IV Water Technology from Level A to Surface Water

for Discharge Standard of Urban Sewage Treatment Plant

WU Jun

Abstract： The second phase project of the Tunnan Wastewater Treatment Plant in Xuchang City need to upgrade the water discharge standard from grade A to grade Ⅳ（main pollutants）. Through field tests， it is preliminarily verified that the discharge standard can be upgraded by using the technology of "ultrafiltration + ozonation contact reactor". In order to ensure the stable discharge of ammonia-nitrogen， the process of "enhanced biological treatment + ultrafiltration + ozonation contact reactor" was designed. After the projectoperated， the main pollutantsdischarge standardcan reach the grade Ⅳ.

Keywords： ultrafiltration membrane filtration;ozone oxidation;grade A;surface water category IV

1 研究背景

隨著國家對生態(tài)環(huán)境保護(hù)的日趨重視，各省市逐步提高入河排放標(biāo)準(zhǔn)，許昌市環(huán)保部門要求本市各污水處理廠出水排放標(biāo)準(zhǔn)主要指標(biāo)達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）中的Ⅳ類水體標(biāo)準(zhǔn)（主要指標(biāo)指COD、BOD、氨氮），其余指標(biāo)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）。

許昌市屯南污水處理廠一期項(xiàng)目采用人工濕地工藝，將一期項(xiàng)目出水排放標(biāo)準(zhǔn)由一級A提標(biāo)至地表水Ⅳ類水（主要指標(biāo)）。由于廠區(qū)規(guī)劃用地有限，二期項(xiàng)目沒有足夠用地新建人工濕地，需要尋找用地指標(biāo)少的處理工藝[1]。

經(jīng)考察學(xué)習(xí)北京高碑店、小紅門等污水處理廠的處理工藝，結(jié)合許昌市屯南污水處理廠水質(zhì)情況，初步選用“超濾膜過濾+臭氧催化氧化”工藝，在現(xiàn)場做中式試驗(yàn)，初步驗(yàn)證出水主要指標(biāo)可達(dá)到地表水Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)?？紤]到冬季氨氮處理效果有可能不好的情況，許昌市屯南污水處理廠二期工程提標(biāo)改造項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用“強(qiáng)化生物處理+超濾膜過濾+臭氧催化氧化”工藝。項(xiàng)目投產(chǎn)后，經(jīng)調(diào)試試運(yùn)行，出水主要指標(biāo)可穩(wěn)定達(dá)到地表水Ⅳ類水標(biāo)準(zhǔn)。2019年7月27日通過竣工環(huán)保驗(yàn)收。

2 試驗(yàn)過程

2.1 試驗(yàn)?zāi)康募斑M(jìn)出水指標(biāo)要求

試驗(yàn)?zāi)康模孩偻ㄟ^試驗(yàn)初步驗(yàn)證“超濾膜過濾+臭氧催化氧化”工藝處理水是否能達(dá)到表1的出水要求;②通過試驗(yàn)確定“超濾膜過濾+臭氧催化氧化”處理污水的最佳條件，為施工圖設(shè)計(jì)提供參考。

2.2 試驗(yàn)原理及方法

試驗(yàn)原理：通過超濾膜的細(xì)微孔徑對水進(jìn)行“篩分”，可攔截大分子有機(jī)物和SS，從而降低出水中的各種污染物。

試驗(yàn)方法：臭氧催化氧化主要是通過臭氧的強(qiáng)氧化性對水中的污染物進(jìn)行氧化、裂解，進(jìn)一步降低出水中的各種污染物[2]。

2.3 試驗(yàn)設(shè)備

水泵2臺(tái)（流量5m3/h），小型超濾膜設(shè)備1臺(tái)（產(chǎn)水量5m3/h），氧化塔1座（6 000mm×600mm，容積約為1.5m3），50g空氣源臭氧發(fā)生器1臺(tái)（臭氧濃度：50mg/L，流量：1 000L/h）及配套設(shè)備，浮子流量計(jì)2套（量程0～5m3/h）。

2.4 設(shè)備安裝

紫外消毒池出水經(jīng)水泵提升，由浮子流量計(jì)計(jì)量流量后進(jìn)入超濾膜設(shè)備過濾，過濾后的出水由浮子流量計(jì)計(jì)量流量后流至氧化塔，在氧化塔中與臭氧充分氧化反應(yīng)后排至紫外消毒池出水口，并取樣檢測。

2.5 靜態(tài)驗(yàn)證試驗(yàn)

2.5.1 靜態(tài)驗(yàn)證試驗(yàn)方法。①開啟水泵提升紫外消毒池出水，調(diào)節(jié)閥門，控制水量，經(jīng)超濾膜設(shè)備過濾后進(jìn)入氧化塔，將氧化塔裝滿水，將臭氧發(fā)生器產(chǎn)量恒定在10L/min;②啟動(dòng)臭氧發(fā)生器后開始計(jì)時(shí)，在20、40、60min和80min時(shí)間點(diǎn)取樣;③檢測各個(gè)水樣的COD、NH3-N等。

2.5.2 靜態(tài)驗(yàn)證試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析。根據(jù)連續(xù)9d的試驗(yàn)，通過“超濾膜過濾+臭氧催化氧化”后，COD數(shù)據(jù)在臭氧氧化40～60min時(shí)基本達(dá)到30mg/L以下。可見，該工藝對去除COD具有一定作用。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表2。

超濾膜過濾對氨氮有一定降解效果，臭氧催化氧化對氨氮基本無降解效果。經(jīng)計(jì)算，臭氧氧化40min時(shí)，臭氧投加量為13.3mg/L，臭氧氧化60min時(shí)，臭氧投加量為20mg/L。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表3。

2.6 動(dòng)態(tài)驗(yàn)證試驗(yàn)

2.6.1 動(dòng)態(tài)驗(yàn)證試驗(yàn)方法。①根據(jù)氧化塔容積1.5m3，調(diào)節(jié)超濾膜設(shè)備產(chǎn)水量，調(diào)節(jié)氧化塔進(jìn)水流量，控制進(jìn)水停留時(shí)間;②開啟臭氧發(fā)生器，調(diào)節(jié)臭氧發(fā)生器產(chǎn)量，將臭氧發(fā)生器產(chǎn)量恒定在10L/min;③開機(jī)2h后開始取樣，在2、3、4h和5h時(shí)間點(diǎn)取樣;④檢測各個(gè)水樣的COD、NH3-N等。

2.6.2 動(dòng)態(tài)驗(yàn)證試驗(yàn)數(shù)據(jù)及分析。動(dòng)態(tài)驗(yàn)證的試驗(yàn)數(shù)據(jù)見表4至表7。

由表4至表7動(dòng)態(tài)驗(yàn)證試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，該工藝對COD具有一定的降解效果，可以達(dá)到30mg/L以下。超濾膜過濾對氨氮有一定降解效果，臭氧催化氧化對氨氮基本無降解效果。經(jīng)計(jì)算，臭氧氧化40min時(shí)，臭氧投加量為13.3mg/L，臭氧氧化60min時(shí)，臭氧投加量為20mg/L。

3 施工圖設(shè)計(jì)

由驗(yàn)證試驗(yàn)可知，針對許昌市屯南污水處理廠的水質(zhì)情況，該工藝對COD有降解效果，對氨氮基本無降解效果，為確保氨氮出水達(dá)標(biāo)，需要加強(qiáng)二期項(xiàng)目生化處理工藝的氨氮去除效果。

許昌市屯南污水處理廠二期項(xiàng)目采用多段A/O工藝，該工藝對該廠進(jìn)水中的COD、氨氮、TN去除效果良好，適用性強(qiáng)，通過提高污泥濃度，更換磁懸浮風(fēng)機(jī)，增加曝氣量，強(qiáng)化反硝化效果，確保出水氨氮達(dá)標(biāo)排放。設(shè)計(jì)確定采用“強(qiáng)化生物處理+超濾膜過濾+臭氧催化氧化”工藝。

4 投產(chǎn)調(diào)試試運(yùn)行情況

經(jīng)投產(chǎn)調(diào)試試運(yùn)行，部分取樣檢測數(shù)據(jù)如表8和表9所示。

由表8和表9動(dòng)態(tài)驗(yàn)證試驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，設(shè)計(jì)采用“強(qiáng)化生物處理+超濾膜過濾+臭氧催化氧化”工藝，在實(shí)際運(yùn)行中，要求的主要排放指標(biāo)可穩(wěn)定達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 3838—2002）中的Ⅳ類水體標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)論

①通過做靜態(tài)試驗(yàn)可知，臭氧投加量在13.3～20mg/L時(shí)，COD可基本達(dá)到地表水Ⅳ類水體標(biāo)準(zhǔn)。

②通過做動(dòng)態(tài)試驗(yàn)，停留時(shí)間在40～60min，臭氧投加量在13.3～20mg/L時(shí)，COD可基本達(dá)到地表水Ⅳ類水體標(biāo)準(zhǔn)。

③通過投產(chǎn)調(diào)試試運(yùn)行，主要指標(biāo)出水水質(zhì)可以穩(wěn)定達(dá)到地表水Ⅳ類水體標(biāo)準(zhǔn)。去除總磷、總氮等，需要加強(qiáng)前段二級處理、三級處理工藝的運(yùn)行。

④采用臭氧催化氧化工藝，對出水色度具有比較好的去除作用。針對許昌市屯南污水處理廠的水質(zhì)情況，設(shè)計(jì)采用“強(qiáng)化生物處理+超濾膜過濾+臭氧催化氧化”工藝，可將排放標(biāo)準(zhǔn)由一級A提標(biāo)至地表水Ⅳ類水（主要指標(biāo)）。

參考文獻(xiàn)：

[1]上海市政工程設(shè)計(jì)研究院.給水排水設(shè)計(jì)手冊：第3冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2004.

[2]嚴(yán)煦世，范瑾初.給水工程[M].4版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，1999.