城鎮(zhèn)污水處理廠排放標準由一級A提標至地表水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改造項目，需要將出水排放標準由一級A提標至地表水Ⅳ類水（主要指標）。現(xiàn)場通過做中式試驗，初步驗證采用“超濾膜過濾+臭氧催化氧化”工藝可將排放標準由一級A提標至地表水Ⅳ類水（主要指標）。為確保氨氮穩(wěn)定達標排放，設(shè)計采用“強化生物處理+超濾膜過濾+臭氧催化氧化”工藝。該項目投產(chǎn)調(diào)試運行后，出水主要指標可穩(wěn)定達到地表水Ⅳ類水標準。

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 文獻標識碼：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)境保護的日趨重視，各省市逐步提高入河排放標準，許昌市環(huán)保部門要求本市各污水處理廠出水排放標準主要指標達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB 3838—2002）中的Ⅳ類水體標準（主要指標指COD、BOD、氨氮），其余指標執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）。

許昌市屯南污水處理廠一期項目采用人工濕地工藝，將一期項目出水排放標準由一級A提標至地表水Ⅳ類水（主要指標）。由于廠區(qū)規(guī)劃用地有限，二期項目沒有足夠用地新建人工濕地，需要尋找用地指標少的處理工藝[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，初步驗證出水主要指標可達到地表水Ⅳ類水標準。考慮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改造項目設(shè)計采用“強化生物處理+超濾膜過濾+臭氧催化氧化”工藝。項目投產(chǎn)后，經(jīng)調(diào)試試運行，出水主要指標可穩(wěn)定達到地表水Ⅳ類水標準。2019年7月27日通過竣工環(huán)保驗收。

2 試驗過程

2.1 試驗?zāi)康募斑M出水指標要求

試驗?zāi)康模孩偻ㄟ^試驗初步驗證“超濾膜過濾+臭氧催化氧化”工藝處理水是否能達到表1的出水要求;②通過試驗確定“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)計提供參考。

2.2 試驗原理及方法

試驗原理：通過超濾膜的細微孔徑對水進行“篩分”，可攔截大分子有機物和SS，從而降低出水中的各種污染物。

試驗方法：臭氧催化氧化主要是通過臭氧的強氧化性對水中的污染物進行氧化、裂解，進一步降低出水中的各種污染物[2]。

2.3 試驗設(shè)備

水泵2臺（流量5m3/h），小型超濾膜設(shè)備1臺（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（臭氧濃度：50mg/L，流量：1 000L/h）及配套設(shè)備，浮子流量計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，由浮子流量計計量流量后進入超濾膜設(shè)備過濾，過濾后的出水由浮子流量計計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)驗證試驗

2.5.1 靜態(tài)驗證試驗方法。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啟動臭氧發(fā)生器后開始計時，在20、40、60min和80min時間點取樣;③檢測各個水樣的COD、NH3-N等。

2.5.2 靜態(tài)驗證試驗數(shù)據(jù)及分析。根據(jù)連續(xù)9d的試驗，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時基本達到30mg/L以下。可見，該工藝對去除COD具有一定作用。試驗數(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)計算，臭氧氧化40min時，臭氧投加量為13.3mg/L，臭氧氧化60min時，臭氧投加量為20mg/L。試驗數(shù)據(jù)見表3。

2.6 動態(tài)驗證試驗

2.6.1 動態(tài)驗證試驗方法。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)氧化塔進水流量，控制進水停留時間;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2h后開始取樣，在2、3、4h和5h時間點取樣;④檢測各個水樣的COD、NH3-N等。

2.6.2 動態(tài)驗證試驗數(shù)據(jù)及分析。動態(tài)驗證的試驗數(shù)據(jù)見表4至表7。

由表4至表7動態(tài)驗證試驗數(shù)據(jù)可知，該工藝對COD具有一定的降解效果，可以達到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)計算，臭氧氧化40min時，臭氧投加量為13.3mg/L，臭氧氧化60min時，臭氧投加量為20mg/L。

3 施工圖設(shè)計

由驗證試驗可知，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，為確保氨氮出水達標，需要加強二期項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目采用多段A/O工藝，該工藝對該廠進水中的COD、氨氮、TN去除效果良好，適用性強，通過提高污泥濃度，更換磁懸浮風(fēng)機，增加曝氣量，強化反硝化效果，確保出水氨氮達標排放。設(shè)計確定采用“強化生物處理+超濾膜過濾+臭氧催化氧化”工藝。

4 投產(chǎn)調(diào)試試運行情況

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

由表8和表9動態(tài)驗證試驗數(shù)據(jù)可知，設(shè)計采用“強化生物處理+超濾膜過濾+臭氧催化氧化”工藝，在實際運行中，要求的主要排放指標可穩(wěn)定達到《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB 3838—2002）中的Ⅳ類水體標準。

5 結(jié)論

①通過做靜態(tài)試驗可知，臭氧投加量在13.3～20mg/L時，COD可基本達到地表水Ⅳ類水體標準。

②通過做動態(tài)試驗，停留時間在40～60min，臭氧投加量在13.3～20mg/L時，COD可基本達到地表水Ⅳ類水體標準。

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

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)計采用“強化生物處理+超濾膜過濾+臭氧催化氧化”工藝，可將排放標準由一級A提標至地表水Ⅳ類水（主要指標）。

參考文獻：

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

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