太原市楊家堡污水處理廠提標改造分析與探索

劉大瑞

（山西黃河呼延建設工程有限公司，山西 太原 030023）

當今社會水環境污染已成為我們必須面對并要加以解決的重大課題，近年來，隨著我市經濟的不斷發展，城市基礎設施建設逐步完善，對污水排放標準提出了更高的要求。2020 年山西省相關部門出臺《山西省黃河（汾河）流域水污染治理攻堅方案》，要求汾河流域國考斷面全面消除劣V 類，之后要求穩定達標。目前，太原市已如期實現了國考斷面全面消除劣V 類的目標，但仍存在雨天初期雨水污染和截流混合雨水溢流等問題。為進一步改善汾河流域水環境，減少污水處理廠污染物排放對水體的影響，可逐步提升現狀已建成污水處理廠出水標準。本文以太原市楊家堡污水廠為例，提出相關工藝改造方案。

1 污水處理廠現狀及出水水質執行標準

1.1 概況

楊家堡污水處理廠始建于上世紀80 年代，全廠占地15.3 hm2。主要承擔著該河東區域學府街以北城區生活污水處理任務?，F狀處理工藝為改良活性污泥法，設計規模16 萬m3/d，部分出水用作學府公園景觀補充用水以及汾河景區綠化補充用水等，剩余出水通過排入汾河東暗涵，最終匯入汾河。

1.2 出水水質執行標準

楊家堡污水處理廠出水水質執行山西省《污水綜合排放標準》（DB14/1928-2019），其要求高于國標一級A 標準。該廠出水化學需氧量（COD）、氨氮（氨氮）、總磷（TP）3 項指標達到地表水環境質量V 類標準，因此也簡稱“類V 類”。其他指標執行一級A標準。

設計出水水質表

1.3 工藝流程

工藝流程見圖1。

圖1 工藝流程

2 其他城市污水處理建設標準情況

近年來，北京、天津等多個城市以國家一級A排放標準為基礎，相繼制定了更為嚴格的污水處理地方標準。其中北京市《城鎮污水處理廠水污染物排放標準》（DB11/890-2012）分為B 標準（業界稱準Ⅳ類標準）和A 標準（業界稱準Ⅲ類標準），具體控制指標如下：

序號基本控制項目A 標準（準Ⅲ類）B 標準（準Ⅳ類）1 pH（無量綱）6～96～9 2 化學需氧量（COD）2030 3 生化需氧量（BOD5）46 4 懸浮物（SS）55 5 動植物油0.10.5 6 石油類0.050.5 7 陰離子表面活性劑0.20.3 8 總氮（以N 計）1015 9 氨氮（以N 計）①1.0（1.5）1.5（2.5）10 總磷（以P 計）0.20.3 11 糞大腸菌群數（個/L）5001 000注①：每年12 月1 日至次年3 月31 日執行括號內的排放限值。

京B 標準（準Ⅳ類）出水主要回供河道類景觀用水和城市雜水。目前，北京市大部分污水處理廠的出水執行此標準；

京A 標準（準Ⅲ類）出水可排入地表水Ⅱ、Ⅲ類水體（飲用水源地標準），作為再生水可回供用于湖泊類和湖景類景觀水體。目前，北京門頭溝等少數污水廠執行此標準。

3 污水處理廠提標方案

參考目前國內其他高于國標一級A 的準Ⅳ類、準Ⅲ類污水排放標準，并結合山西省《污水綜合排放標準》（DB14/1928-2019）和《地表水環境質量標準》（GB3838-2002），太原市城市污水處理廠提標改造執行準Ⅳ類、準Ⅲ類污水排放標準可對標北京地標（DB11-890-2012）的B 標準和A 標準，主要三項指標如下：

準Ⅳ類出水標準主要指標表

3.1 楊家堡污水處理廠提標改造方案

3.1.1 現狀設計進水水質及實際運行水質分析

2021 年，楊家堡污水處理廠實際進水水質及設計進水水質情況如下：

項目COD BODSS氨氮TPTN 90%涵蓋率/（mg/L）41131235243.96.5962.2進水平均值/（mg/L） 32621822535.25.1252.9一級A升級改造工程設計進水水質/（mg/L）50025022049656

指標都呈現出正常市政生活污水的特點。90%涵蓋率下化學需氧量（COD）、氨氮濃度低于一級A升級改造工程的設計進水水質，BOD、TP、SS、TN 較設計值大。

3.1.2 現狀出水水質標準及實際運行水質分析

2021 年，楊家堡污水處理廠實際出水水質情況如下：

項目COD BODSS氨氮TPTN出水平均值/（mg/L） 19.99 2.19 5.100.560.0810.48出水最大值/（mg/L） 35.00 8.78 10.00 3.961.2619.60提質增效設計出水水質/（mg/L）40101020.415準V 標準的達標率100% 100% 100% 99.48% 99.48% 98.97%

由上表可得，出水CODCr、BOD5、SS 可實現100%準Ⅴ類達標。氨氮、TP、TN 除個別點外，基本可達到準Ⅴ類標準。經調研，該廠受二沉池面積所限，冬季會出現污泥膨脹上浮現象，轉盤過濾池運行效果不佳。目前的冬季出水基本達標是通過降低運行負荷、投加硝化菌實現的。

3.2 準Ⅳ類提標思路

3.2.1 減產方案

綜合分析現狀楊家堡污水處理廠進水水質、各工藝段水力停留時間、出水水質等情況，擬通過減產降低負荷來實現準Ⅳ類達標，從現狀規模16 萬m3/d降至13 萬m3/d，可充分保證各工藝段水力停留時間，增加生物池微生物濃度，更高效降解COD、BOD 等有機物。

3.2.2 增加工藝措施方案

在保持設計規模不變的情況下，為保證出水SS達標，將現狀轉盤濾池拆除，新建1 座高效纖維濾池，拆改中間提升泵房及深度處理加藥間；預留粉碳投加裝置位置。

3.3 準Ⅲ類提標方案

結合現狀進、出水水質和出水標準，在提質增效工程基礎上，廠內空地新建氣浮池、臭氧高級催化氧化池、臭氧制備間、液氧站，將現狀二期生物池改造為MBBR 生物池，改造中間提升泵房，拆改水源熱泵間和工藝管道。

改造后污水處理工藝為：A2/O（1 座A2/O 池，兩座MBBR 池）+磁混凝澄清+轉盤濾池+氣浮+臭氧高級催化氧化。

4 社會效益與經濟效益

太原市楊家堡污水處理廠采用Ⅳ類標準提標改造，增加建設及運行成本合計約0.16 元/噸，但出水水質將進一步提高，借鑒北京市污水廠出水水質標準，及再生水回用于景觀水體的案例，該廠出水可加大回用于太原市學府公園、南部龍城公園等水量，進一步增加污水廠周邊市政雜用水的水量，從而減少對自來水的用量。進一步減少尾水排水汾河的水量。

太原市楊家堡污水處理廠若采用Ⅳ類標準提標改造，增加建設及運行成本合計約0.48 元/噸，增加成本偏高，暫不建議實施。

5 結語

該文通過對楊家堡污水處理廠現狀、提標必要性、提標方案等進行了分析，充分論證了污水廠實施提標的可操作性，為將來其它城市生活污水廠提標改造奠定了良好的基礎，同時污水廠的提標將進一步促進再生水的回用，水質提高后可回用工業企業、景觀、市政雜用水等多個方向，進一步豐富我市多質供水，緩解太原市水資源短缺的狀況，改善太原市的生存環境。