东莞锦厦三洲水质净化厂尾水提标改造工程实践

文_麦婷轩 安徽省城建设计研究总院股份有限公司

东莞市长安镇锦厦三洲水质净化厂尾水，由于受纳水体的茅洲河流域人口和污染物负荷的快速增长以及水环境容量本底值较小、城市规划、管网工程及污水处理工程相对滞后和上游来水污染等原因影响，导致茅洲河流域水环境污染情况严重。本文从对长安镇锦厦三洲水体污染物特点入手，针对性的选择处理工艺方案，实现了出水水质达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中的IV类水体标准。

1 尾水提标工程概述

1.1 尾水提标工程概述

城镇污水中居民区部分所产生的污水，其污染物质较为固定，类型及含量都较为固定，能够较为便利的设计出针对性的处理方案。然而在一些商业区，如餐饮行业集中的地区、洗衣房及汽车美容店等不仅产生的污水总量多，而且内含有多种类污染物质，给污水处理带来了诸多的困难。特别是近年来国家及地方对环境保护要求的进一步提高，要求新建污水处理工程出水水质执行GB18918-2002中一级A标准，而原出水执行一级B标准的已建项目则要求陆续进行改造，使出水水质提高到一级A标准，部分则要求依据受纳水体的水质要求，提高至IV类水标准。东莞市长安镇锦厦三洲水质净化厂工程总投资17868.12万元建设15万m3/d规模的尾水提标工程，工程占地面积约19474.28m2。水质净化厂尾水提标工程进水水质即为前端污水处理出水排放水质，根据污水水质实测资料及需要达到的《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中的IV类水体标准可知主要污染物为脱氮除磷二级处理出水中残留的悬浮物、溶解性的有机物和悬浮性的有机物以及氮和磷。

1.2 处理难点

一方面，根据本工程的出水水质标准，其要求出水主要指标执行准Ⅳ类标准，因此需在常规处理工艺后增加深度处理设施。另一方面，污水处理厂的正常运营影响着整座城市的正常运行，依目前严峻的环保形势，无法长时间停产改造。故需要采用对现有设施改动较少、出水水质优良、运行可靠的处理工艺。

2 进出水水质设计

2.1 进水水质设计

鉴于本工程是东莞市长安镇锦厦三洲水质净化厂尾水提标工程，进水水质只要符合相关标准，即可按照前端污水处理出水排放标准执行。前端污水处理出水水质标准依照行业国标和地方标准执行，根据水质净化厂前端污水水质特征，选取了多项主要指标进行检测，详见表1。

2.2 出水水质设计

为应对环保的日趋重视、排放标准的日趋严格，为避免将来由于出水标准进一步提高而面临的再次改造，本工程的设计出水水质标准拟采用较高标准，即主要指标执行《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中的IV类水体标准（除总氮外）。主要涉及的标准及本次提标出水水质指标见表1。

表1 尾水提标工程设计进水水质主要指标

3 尾水提标工艺方案选用原则

3.1 符合设定进、出水水质原则

污水提标处理的目标是使得出水水质能够达到安全排放标准，不破坏周边环境，因此其首要原则即为应用的处理工艺要符合净化工程设定的进、出水水质的要求。若进水水质差，进水水量超出设计或者含有的成分超过了设定的净化能力，则会造成污水处理效果不甚理想，无法达到排放标准。

3.2 适用性原则

选择的处理工艺首先要具备去除东莞市长安锦厦三洲污水中主要污染物的能力，应满足污水处理厂实际用地情况的要求。

3.3 可靠性原则

所选择的工艺方案必须是有了一定实践基础，且在其他地区已经应用并修改完善了的方法技术，在工程运行时可以长期稳定运营，能适应锦厦三洲水量水质的冲击负荷，具备可靠性。

3.4 经济可行原则

为了能够长期运行，尾水提标处理工艺方案的选择也要符合经济使用原则，所选用的设备以及处理过程中的耗费要经济可行。

3.5 独立性原则

该工程为尾水提标工程，跟前端污水处理工程无直接相关性，该部分设备的运行应相对独立，减少对现有设施正常运行的影响。

4 尾水提标处理工艺的比选

尾水提标处理的目标是使得出水水质能够达到安全排放标准，不破坏周边环境，需在详细了解进水污水中污染物成分关系、规模等因素的基础上，得出多种备选工艺，再去评判其综合利用价值，以达到效益最大化。

4.1 脱氮工艺比选

在水质净化处理工艺中，主要采用生物滤池和活性砂滤池进行脱氮见表2。其中，生物滤池的脱氮流程主要分为两部分，一是依靠附着于载体表面的生物膜对污染物的吸附、氧化和分解，可使污水净化，粒状滤料层同时具有物理截留过滤作用。二是采用反硝化技术，将生物池中的含氮物质转化为氮气后逸出，从而确保出水总氮达标。而活性砂滤是一种连续清洗的砂滤器，依靠空间上分隔过滤和洗砂两个工艺步骤，在过滤过程中脏砂在一个清洗容器中清洗，污染物随清洗水一起排出。

表2 脱氮工艺介绍对比

根据污水处理工艺方案选择原则及尾水提标工程针对性用途，选用生物滤池作为深度脱氮工艺。

4.2 化学除磷工艺比选

在化学除磷工艺中，“化学法”因为工艺复杂、运行成本高、污泥量多且难于处理。但就一般的城市污水水质，按现在普遍采用的生物除磷脱氮工艺，较难达到国家相关部门和行业要求的最高标准。因此，在明确纯生物法的局限性以及化学法的工艺使用及经济问题后，得出在生物法的后续加以化学法进行除磷工作，即能够达到出水总磷达标，也能够使得工艺尽可能的简单化又经济适用。

本次除磷工艺中的化学法部分，采用后置投加法，按照图1所示流程进行。其主要优势：一是整个工艺流程过程，各环节相对独立，确保除磷效果的稳定性；二是后置投加可以根据水质情况实施精准控制。

图1 后置投加除磷工艺流程图

4.3 过滤工艺比选

过滤工艺的用途是污水的深度处理与污水回用，种类根据其结构、运行方式、滤料等的不同，主要分为V型砂滤池、活性砂滤池、滤布滤池。然而相对于V型砂滤池和活性砂滤池更多用于深度处理，对较高浓度氮元素去除效率可靠性差的特点，滤布滤池则具备对于多种污染物的处理具有很好的过滤效果，且其能够长时间全自动运转等特点。虽然滤布滤池总投资略高，但年运营费用较低，就综合考虑整体处理成本而言，具有明显的经济优势，因此本工程过滤处理工艺推荐采用滤布滤池。

4.4 消毒工艺比选

在水质净化过程中，不仅要消除污染物，还要对水中可能存在的细菌进行消杀。可以用在水中消毒的工艺方法主要有液氯、二氧化氯和紫外线等。液氯消毒具有杀菌能力强、价格便宜、使用简单、消毒可靠又有成熟经验等优点，但采用加氯消毒也可以引起一些不良的副作用，如废水中含酚一类有机物质时，有可能形成致癌化合物（THMS）等。二氧化氯对水中的病原微生物，包括病毒、细菌芽孢等均具有较好的杀灭作用，但由于从污水中逸出的二氧化氯与空气中的有机物反应，致使二氧化氯消毒水有特殊的气味。此外，二氧化氯制作工艺复杂，且危险性较高，会增加诸多隐性成本。紫外线消毒原理为使用紫外光照使得细菌无法进行遗传物质的复制，进而丧失繁殖能力，实现消毒的效果，使用简单、安全。考虑到紫外消毒不对水体产生的毒副产品，无二次污染，同时具有高效杀菌、杀灭病毒的优势，且运行维护简单，占地小的优势，本工程采用紫外消毒。

5 尾水提标处理工艺设计与实现

5.1 尾水提标工艺流程

长安锦厦三洲水质净化厂提标工程的工艺流程为“原计量后出水→二级提升泵房→硝化池→反硝化池→高效沉淀池→滤布滤池→紫外消毒池→计量排放”。本工程尾水提标处理主体工艺采用硝化池（去除COD、氨氮）+反硝化池（去除TN）+滤布滤池（去除SS及其它）+紫外消毒（去除粪大肠菌群）工艺，污泥处理工艺利用厂区已建的机械浓缩脱水后外运。

污水从前端污水处理厂区原出水计量井后尾水管接入二级提升泵房，经水泵提升，进入硝化池，由硝化池去除有机物、氨氮。然后进入反硝化池，将生物池中的含氮物质转化为氮气后逸出，从而确保出水总氮达标。接着进入高效沉淀池进行化学除磷，通过后置投加法可获得很好的除磷效果，出水TP浓度可低于0.3mg/L。然后经滤布滤池进一步降低水中SS和TP等其他污染物，经紫外消毒，随后经计量排放进入茅洲河（东宝河）。提标系统产生的SS及生物固体物通过污泥管，进入脱水机房脱水处理至含水率≤80%，统一外运处理。处理工艺流程见图2。

图2 尾水提标工艺流程简图（红色部分）

5.2 尾水提标的实现

东莞市长安镇锦厦三洲水质净化厂尾水提标工程建成后，通过连续多月对进出水水质进行实时监测，具体数据如表3。

表3 尾水提标工程各主要污染物去除率表

通过以上数据可知，本文中通过尾水提标工艺的比选方案及设计的工艺流程能够满足设计时对于出水水质的要求，达到安全排放标准，也证明了本方案的可靠性。

6 结语

东莞市长安镇锦厦三洲水质净化厂提标工程项目通过“硝化池（去除COD、氨氮）+反硝化池（去除TN）+滤布滤池（去除SS及其它）+紫外消毒（去除粪大肠菌群）”的工艺，对SS、BOD5、NH3-N和TP等主要污染物去除比例分别为71%、79%、78%、77%，最终得到的尾水出水质量符合安全排放标准。