針對泉州市北峰污水處理廠出水水質偏低的現狀和河道的水環境保護要求，對一期工程(4.5萬m3/d)進行提標改造。通過對污水處理廠實際進水水質的分析，優化一期工程CAST曝氣時間，深度處理工藝選用高效沉淀池、反硝化深床濾池。實際運行結果表明，通過提標改造后，工程出水水質可達到類Ⅳ類地表水水質標準，具有良好的經濟效益和環境效益。

［關鍵詞］提標改造;深度處理;反硝化深床濾池;設計實例

1提標建設必要性

1.1基本概況

泉州市北峰污水處理廠位于泉州市西郊新村以南、西環城河以北、舊防洪堤以東，總占地面積62608.3m2。總規模為9萬m3/d，現狀規模為4.5萬m3/d，服務面積30km2，服務人口16.8萬人。污水處理采用CAST工藝，污泥處理采用帶式污泥濃縮脫水一體機，泥餅外運焚燒。除臭工藝采用生物滴濾池法。出水水質執行國家標準《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918－2002)一級B排放標準。項目采用BOT方式運營，2009年4月開始運行。目前廠區北側已建設一期工程，廠區圍墻內預留用地較多，擴展空間較大。根據規劃用地紅線，見圖1，廠區中部區域是用于遠期4.5萬m3/d規模的擴建工程用地，南側用地可用于提標工程，形成預處理區布置在廠區東北側，水處理區布置在廠區中部，深度處理區和廠前區布置在南側，整體廠區功能分區清晰，布置合理緊湊，滿足近期和遠期建設用地需求，且有適當的發展預留空間;廠區污水流線、污泥流線、藥劑流線、交通流線清晰順暢，交叉較少。

1.2提標必要性

泉州市水環境狀況尚不能滿足水十條的相關要求，按照2017年7月10日印發的閩環保水〔2017〕15號《關于加快近岸海域匯水區域生活污水處理廠提標改造工作的通知》文件的目標任務和國家環保部等10部委要求，2017年底前，泉州等近岸海域匯水區域范圍內的市縣污水處理設施要達到一級A排放標準，同步安裝總氮、總磷自動在線監控裝置，并與環境保護部門聯網。同時鼓勵有條件的城市推進污水處理設施達標尾水的資源化利用。

2污水廠現狀運行情況分析評估

2.1進水水質

根據北峰污水處理廠近4年的進水水量數據，北峰污水處理廠進水水量基本穩定，提標前實際處理水量約4.2萬m3/d。見表1～表3。綜合分析數據，現狀進水水質具有如下特點:(1)污水廠進水濃度低，進水CODCr、BOD5、TP、TN等均偏低，95%覆蓋率COD值為170mg/l，全年平均值達到154.30mg/l;95%覆蓋率TP值為2.70mg/l，全年平均值為2.20mg/l;95%覆蓋率TN值為20.65mg/l，全年平均值為18.20mg/l。原設計進水水質指標與現狀進水水質偏差較大，除TP指標外，其他指標覆蓋率90%～95%的值仍遠小于設計進水水質，說明污水廠運行負荷遠小于設計負荷，造成資金及能源的浪費。(2)污水廠進水水質變化幅度較小，最高值與平均值之間相差不大，說明污水廠進水較為穩定。(3)污水進水水質BOD5/COD比值均大于0.3，污水可生化性較好;BOD5/TN比為4.07，生物脫氮效果好;BOD/TP比接為33.6，可采用生物除磷。

2.2出水水質

綜合數據統計分析資料，其結果匯總分析如表4、表5所示:從以上數據分析結果來看，各項出水指標，均能穩定達到一級B標準的要求，目前污水廠執行標準為一級B標準，TP執行1.0標準。因此，目前污水廠在95%保證率下能夠穩定達標;除TP外，其他各項指標在95%保證率下均能達到一級A排放標準的要求，表明目前污水處理廠運行較為穩定，處理效果較好。

2.3污泥處置分析

污水處理廠目前每日排放的干泥量約為2.8t，采用“機械濃縮脫水”處理，脫水后含水率約73%～80%左右，每日產生的泥餅量約為13m3，脫水污泥外運至焚燒廠焚燒處理。

2.4現狀處理工藝有效性評價

北峰污水處理廠自2009年建成4.5萬m3/d規模開始投產運行，對消減污染物總量，保護晉江及泉州灣水體水域環境，改善人民居住環境起到了積極的作用，污水處理廠現有CAST工藝，運行穩定可靠，耐沖擊負荷能力強，很好地適應了北峰污水處理廠進水水質特點，出水水質的各項污染物指標穩定，均能穩定達到設計出水一級B標準的要求，甚至有些指標達到一級A排放標準的要求。

3提標改造技術路線及實施

3.1進出水水質

根據閩環保水〔2017〕15號的通知要求，出水水質執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918－2002)一級A標準。2017年7月，泉州市主管部門明確要求將中心市區污水處理廠排放標準由一級B標準提高至類Ⅳ類地表水水質標準，滿足內河整治對再生水的需求。通過提標改造后污水處理廠進出水水質變化及提升率情況如表6所示:

3.2污水深度處理工藝

本工程采用的污水深度處理工藝為:二級生物處理優化運行+高效沉淀工藝單元+反硝化脫氮工藝單元+過濾工藝單元。二級處理的優化運行:本工程通過二級處理的優化運行強化氨氮的去除。污水中NH3－N的去除主要靠好氧硝化，因此現狀生物池優化運行主要通過增長曝氣時間來去除氨氮。從現狀實際運行數據可以看出，出水水質在95%的概率下，出水NH3N為4.0mg/L，全年均值為4.8mg/L;出水NH3N小于深度處理出水限值1.5mg/L的保證率為51%左右。現狀運行方式為:進水1h，曝氣1h，沉淀1h，潷水1h。目前的工藝曝氣時間1h，NH3－N由15.35mg/L去除至4.0mg/L。通過分析計算，氨氮去除率為0.44mg/L·10min，由4mg/L去除至1.5mg/L，需增加1h曝氣時間。調整運行方式為(見圖2):進水0.5h開始曝氣，曝氣2.0h，沉淀45min，然后潷水45min。通過延長曝氣時間，反應區的硝化效果會更好，出水氨氮會進一步降低，確保氨氮能夠達標排放。高效沉淀單元:去除污水中較易沉積懸浮物及BOD5、TP，同時有效去除污水中的浮渣，保護反硝化濾池的正常運行。考慮到防藻的需要，本工程高效沉淀池全部加蓋。設計參數見表7。反硝化脫氮工藝單元:反硝化深床濾池可根據水質情況靈活轉換成深床過濾池去除SS或通過投加適量碳源轉換成反硝化濾池，運行管理方便靈活，處理效果更穩定［1］。反硝化深床濾池采用Leopoldelimi－NITE?深床濾池，過濾介質為石英砂，同時具有以下兩種功能:⑴懸浮物(SS)的物理過濾;⑵硝基氮(NO3－N)的生物反硝化。濾池的進水出水、反沖洗氣洗、氣水聯洗、驅氮、碳源投加等都為自動化控制。考慮到防藻的需要，本工程反硝化深床濾池需全部加蓋。工藝單元設一座濾池，分為6格，總規模為4.5萬m3/d，并為遠期建設預留足夠的空間和管線銜接點，設計參數及主要設備如表8所示:外加碳源的投加:濾池設計具備去除10mg/l硝態氮的能力，按平均去除5mg/l硝態氮計算運行費用，采用無水乙酸鈉固體粉末作為碳源，有效成分含量為98%，粉末乙酸鈉固體采用槽罐車散裝，通過連接料倉進料口快速接頭輸送到倉內儲存。系統按照遠期規模設計，投加系統按照近期規模安裝，系統包括:儲存系統、除塵系統、干粉定量投加系統、自動干粉溶液制備系統、乙酸鈉溶液定量投加系統、PLC控制系統。基于主PLC“前饋+后饋”碳源投加計算機制，控制現場PLC實現碳源定量投加。尾水消毒:本次尾水消毒需要兼顧考慮近期和遠期使用需求。本工程采用次氯酸鈉進行消毒。次氯酸鈉采用成品投加，廠家采購10%左右的次氯酸鈉溶液，現場儲罐儲備后直接在線稀釋后投加。

3.3污泥處置

現狀污泥處理工藝采用機械濃縮、機械脫水。通過提標改造，污泥量增加約20%，脫水車間現狀共兩臺帶式濃縮脫水一體機，型號為DYN2000－N+WN－WN－2#型帶式濃縮脫水一體機，本次新建一座D=14m污泥濃縮池一座，通過增加現有污泥脫水一體機運行時間可以有效消化所增加的污泥量。污泥經濃縮脫水處理后的污泥含水率降至80%以下。脫水泥餅仍然運輸至焚燒廠焚燒處置。

3.4再生水回用

北峰污水處理廠再生水回用根據區域中水回用管網建設情況，主要回用于污水廠內生產用水、綜合樓景觀用水、綠化用水及道路澆灑用水，并預留城市道路灑水車接水口，用于城市道路澆灑;其余部分作為河道生態補充水，見圖3。

4提標改造效果

經過本次提標改造工程，運行近一年來穩定達到類Ⅳ類地表水水質標準，可有效減少排入晉江和泉州灣的污染物總量，在原二級處理消減量的基礎上，每年進一步消減COD總量492.75t，BOD總量230t，SS總量164.25t，TN總量164.3t，TP總量11.5t，更好地保護洛江和泉州灣水域的環境，具有顯著的環境效益和社會效益;經過處理后的尾水，直接回用與廠區生產用水、城市綠化、道路澆灑、公廁沖廁等用水，且作為河道生態補充水，充分利用了非傳統水源，具有較好的經濟效益。

5結語

泉州市北峰污水處理廠通過對原CAST的強化，新增以高效沉淀工藝單元+反硝化脫氮工藝單元+過濾工藝單元為主的工藝改造，并配以污泥系統改造，出水排放至泉州內河回用，對南方同類型污水廠提標改造有一定的推廣價值。

參考文獻

［1］沈曉鈴，李大成，蔣嵐嵐，等．深床反硝化濾池在污水廠提標擴建工程中的應用［J］．中國給水排水，2010，26(4):32－34．

作者：翟作衛 單位：中國市政工程中南設計研究總院有限公司