针对泉州市北峰污水处理厂出水水质偏低的现状和河道的水环境保护要求，对一期工程(4.5万m3/d)进行提标改造。通过对污水处理厂实际进水水质的分析，优化一期工程CAST曝气时间，深度处理工艺选用高效沉淀池、反硝化深床滤池。实际运行结果表明，通过提标改造后，工程出水水质可达到类Ⅳ类地表水水质标准，具有良好的经济效益和环境效益。

［关键词］提标改造;深度处理;反硝化深床滤池;设计实例

1提标建设必要性

1.1基本概况

泉州市北峰污水处理厂位于泉州市西郊新村以南、西环城河以北、旧防洪堤以东，总占地面积62608.3m2。总规模为9万m3/d，现状规模为4.5万m3/d，服务面积30km2，服务人口16.8万人。污水处理采用CAST工艺，污泥处理采用带式污泥浓缩脱水一体机，泥饼外运焚烧。除臭工艺采用生物滴滤池法。出水水质执行国家标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918－2002)一级B排放标准。项目采用BOT方式运营，2009年4月开始运行。目前厂区北侧已建设一期工程，厂区围墙内预留用地较多，扩展空间较大。根据规划用地红线，见图1，厂区中部区域是用于远期4.5万m3/d规模的扩建工程用地，南侧用地可用于提标工程，形成预处理区布置在厂区东北侧，水处理区布置在厂区中部，深度处理区和厂前区布置在南侧，整体厂区功能分区清晰，布置合理紧凑，满足近期和远期建设用地需求，且有适当的发展预留空间;厂区污水流线、污泥流线、药剂流线、交通流线清晰顺畅，交叉较少。

1.2提标必要性

泉州市水环境状况尚不能满足水十条的相关要求，按照2017年7月10日印发的闽环保水〔2017〕15号《关于加快近岸海域汇水区域生活污水处理厂提标改造工作的通知》文件的目标任务和国家环保部等10部委要求，2017年底前，泉州等近岸海域汇水区域范围内的市县污水处理设施要达到一级A排放标准，同步安装总氮、总磷自动在线监控装置，并与环境保护部门联网。同时鼓励有条件的城市推进污水处理设施达标尾水的资源化利用。

2污水厂现状运行情况分析评估

2.1进水水质

根据北峰污水处理厂近4年的进水水量数据，北峰污水处理厂进水水量基本稳定，提标前实际处理水量约4.2万m3/d。见表1～表3。综合分析数据，现状进水水质具有如下特点:(1)污水厂进水浓度低，进水CODCr、BOD5、TP、TN等均偏低，95%覆盖率COD值为170mg/l，全年平均值达到154.30mg/l;95%覆盖率TP值为2.70mg/l，全年平均值为2.20mg/l;95%覆盖率TN值为20.65mg/l，全年平均值为18.20mg/l。原设计进水水质指标与现状进水水质偏差较大，除TP指标外，其他指标覆盖率90%～95%的值仍远小于设计进水水质，说明污水厂运行负荷远小于设计负荷，造成资金及能源的浪费。(2)污水厂进水水质变化幅度较小，最高值与平均值之间相差不大，说明污水厂进水较为稳定。(3)污水进水水质BOD5/COD比值均大于0.3，污水可生化性较好;BOD5/TN比为4.07，生物脱氮效果好;BOD/TP比接为33.6，可采用生物除磷。

2.2出水水质

综合数据统计分析资料，其结果汇总分析如表4、表5所示:从以上数据分析结果来看，各项出水指标，均能稳定达到一级B标准的要求，目前污水厂执行标准为一级B标准，TP执行1.0标准。因此，目前污水厂在95%保证率下能够稳定达标;除TP外，其他各项指标在95%保证率下均能达到一级A排放标准的要求，表明目前污水处理厂运行较为稳定，处理效果较好。

2.3污泥处置分析

污水处理厂目前每日排放的干泥量约为2.8t，采用“机械浓缩脱水”处理，脱水后含水率约73%～80%左右，每日产生的泥饼量约为13m3，脱水污泥外运至焚烧厂焚烧处理。

2.4现状处理工艺有效性评价

北峰污水处理厂自2009年建成4.5万m3/d规模开始投产运行，对消减污染物总量，保护晋江及泉州湾水体水域环境，改善人民居住环境起到了积极的作用，污水处理厂现有CAST工艺，运行稳定可靠，耐冲击负荷能力强，很好地适应了北峰污水处理厂进水水质特点，出水水质的各项污染物指标稳定，均能稳定达到设计出水一级B标准的要求，甚至有些指标达到一级A排放标准的要求。

3提标改造技术路线及实施

3.1进出水水质

根据闽环保水〔2017〕15号的通知要求，出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918－2002)一级A标准。2017年7月，泉州市主管部门明确要求将中心市区污水处理厂排放标准由一级B标准提高至类Ⅳ类地表水水质标准，满足内河整治对再生水的需求。通过提标改造后污水处理厂进出水水质变化及提升率情况如表6所示:

3.2污水深度处理工艺

本工程采用的污水深度处理工艺为:二级生物处理优化运行+高效沉淀工艺单元+反硝化脱氮工艺单元+过滤工艺单元。二级处理的优化运行:本工程通过二级处理的优化运行强化氨氮的去除。污水中NH3－N的去除主要靠好氧硝化，因此现状生物池优化运行主要通过增长曝气时间来去除氨氮。从现状实际运行数据可以看出，出水水质在95%的概率下，出水NH3N为4.0mg/L，全年均值为4.8mg/L;出水NH3N小于深度处理出水限值1.5mg/L的保证率为51%左右。现状运行方式为:进水1h，曝气1h，沉淀1h，滗水1h。目前的工艺曝气时间1h，NH3－N由15.35mg/L去除至4.0mg/L。通过分析计算，氨氮去除率为0.44mg/L·10min，由4mg/L去除至1.5mg/L，需增加1h曝气时间。调整运行方式为(见图2):进水0.5h开始曝气，曝气2.0h，沉淀45min，然后滗水45min。通过延长曝气时间，反应区的硝化效果会更好，出水氨氮会进一步降低，确保氨氮能够达标排放。高效沉淀单元:去除污水中较易沉积悬浮物及BOD5、TP，同时有效去除污水中的浮渣，保护反硝化滤池的正常运行。考虑到防藻的需要，本工程高效沉淀池全部加盖。设计参数见表7。反硝化脱氮工艺单元:反硝化深床滤池可根据水质情况灵活转换成深床过滤池去除SS或通过投加适量碳源转换成反硝化滤池，运行管理方便灵活，处理效果更稳定［1］。反硝化深床滤池采用Leopoldelimi－NITE?深床滤池，过滤介质为石英砂，同时具有以下两种功能:⑴悬浮物(SS)的物理过滤;⑵硝基氮(NO3－N)的生物反硝化。滤池的进水出水、反冲洗气洗、气水联洗、驱氮、碳源投加等都为自动化控制。考虑到防藻的需要，本工程反硝化深床滤池需全部加盖。工艺单元设一座滤池，分为6格，总规模为4.5万m3/d，并为远期建设预留足够的空间和管线衔接点，设计参数及主要设备如表8所示:外加碳源的投加:滤池设计具备去除10mg/l硝态氮的能力，按平均去除5mg/l硝态氮计算运行费用，采用无水乙酸钠固体粉末作为碳源，有效成分含量为98%，粉末乙酸钠固体采用槽罐车散装，通过连接料仓进料口快速接头输送到仓内储存。系统按照远期规模设计，投加系统按照近期规模安装，系统包括:储存系统、除尘系统、干粉定量投加系统、自动干粉溶液制备系统、乙酸钠溶液定量投加系统、PLC控制系统。基于主PLC“前馈+后馈”碳源投加计算机制，控制现场PLC实现碳源定量投加。尾水消毒:本次尾水消毒需要兼顾考虑近期和远期使用需求。本工程采用次氯酸钠进行消毒。次氯酸钠采用成品投加，厂家采购10%左右的次氯酸钠溶液，现场储罐储备后直接在线稀释后投加。

3.3污泥处置

现状污泥处理工艺采用机械浓缩、机械脱水。通过提标改造，污泥量增加约20%，脱水车间现状共两台带式浓缩脱水一体机，型号为DYN2000－N+WN－WN－2#型带式浓缩脱水一体机，本次新建一座D=14m污泥浓缩池一座，通过增加现有污泥脱水一体机运行时间可以有效消化所增加的污泥量。污泥经浓缩脱水处理后的污泥含水率降至80%以下。脱水泥饼仍然运输至焚烧厂焚烧处置。

3.4再生水回用

北峰污水处理厂再生水回用根据区域中水回用管网建设情况，主要回用于污水厂内生产用水、综合楼景观用水、绿化用水及道路浇洒用水，并预留城市道路洒水车接水口，用于城市道路浇洒;其余部分作为河道生态补充水，见图3。

4提标改造效果

经过本次提标改造工程，运行近一年来稳定达到类Ⅳ类地表水水质标准，可有效减少排入晋江和泉州湾的污染物总量，在原二级处理消减量的基础上，每年进一步消减COD总量492.75t，BOD总量230t，SS总量164.25t，TN总量164.3t，TP总量11.5t，更好地保护洛江和泉州湾水域的环境，具有显著的环境效益和社会效益;经过处理后的尾水，直接回用与厂区生产用水、城市绿化、道路浇洒、公厕冲厕等用水，且作为河道生态补充水，充分利用了非传统水源，具有较好的经济效益。

5结语

泉州市北峰污水处理厂通过对原CAST的强化，新增以高效沉淀工艺单元+反硝化脱氮工艺单元+过滤工艺单元为主的工艺改造，并配以污泥系统改造，出水排放至泉州内河回用，对南方同类型污水厂提标改造有一定的推广价值。

参考文献

［1］沈晓铃，李大成，蒋岚岚，等．深床反硝化滤池在污水厂提标扩建工程中的应用［J］．中国给水排水，2010，26(4):32－34．

作者：翟作卫 单位：中国市政工程中南设计研究总院有限公司