《工业集聚区污水处理厂高标准排放技术指南-编制说明》

《

《工业集聚区污水处理厂高标准排放技术指南》编制组

2022年2月

目录

1.工作简况...............................................1

1.1任务来源..........................................................................................................1

1.2主要工作过程..................................................................................................1

1.3主要起草人及其工作......................................................................................2

2.标准编制原则与依据.....................................3

3.标准主要技术内容及其依据...............................4

3.1标准主要内容..................................................................................................4

3.2标准主要内容确定依据..................................................................................5

3.2.1标准适用范围........................................................................................5

3.2.2工艺技术路线........................................................................................5

3.2.3预处理技术单元....................................................................................8

3.2.4生物处理功能区....................................................................................8

3.2.5深度处理技术单元..............................................................................11

3.3专利情况说明................................................................................................16

4.主要试验、验证及试行结果..............................16

5.与相关标准的关系......................................16

6.采用国际标准的程度及水平说明..........................17

7.重大分歧或重难点的处理经过和依据......................17

8.标准推广应用措施及预期效果............................17

9.其他应说明的事项......................................17

1.工作简况

1.1任务来源

我国重点流域、区域太湖、巢湖、滇池、四川、广东、河北、浙江、陕西、

湖南、山西、河南等和重点城市北京、天津、厦门、深圳等先后颁布并实施了较

《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002一级A标准更为严格的地方

排放标准。据有关文献资料报道，我国已有及在建的工业集聚区有9000多个，

这些工业集聚区集中污水处理厂主要污染物排放标准，大多地方标准都没有进行

明确的说明或单独规定，大多按城镇污水处理厂污染物排放标准执行，除巢湖、

太湖等极少数地方排放标准根据城镇污水处理厂接纳的工业废水量进行了单独

规定。工业集聚区污水处理厂来水水质特点与一般市政污水水质不同，高标准排

放处理稳定达标面临更大的挑战，其工艺技术选择、设计和运行管理与一般城镇

污水处理厂存在不同。目前缺乏系统性的工业集聚区污水处理厂高标准排放方面

标准、规范等，指导工程项目的技术选择、工艺设计与运营，从而满足当前高标

准排放背景下我国受工业集聚影响的污水处理厂稳定达标与节能降耗需求。

标准主编单位中国市政工程华北设计研究总院有限公司于2021年3月向天

津市环境科学学会提出立项申请，天津市环境科学学会于2021年4月组织专家

进行标准立项函审，专家审查同意立项，在全国团体标准信息平台网站进行公示，

天津市环境科学学会将其纳入2021年标准立项计划，下达编制任务。

1.2主要工作过程

（1）成立编制组，启动编制

2021年4月接到天津市环境科学学会下达的编制任务后，标准主编单位在对

工业集聚区污水高标准排放处理文献资料初步查阅、整理等和污水处理厂工程

案例初步调研等基础上，成立标准编制组，正式启动标准编制，就标准编制原

则、编制大纲、编制主要内容等进行了讨论与确定。

（2）全面开展标准编制工作

1

2021年5～12月，全面查阅整理工业集聚区污水高标准排放处理的国内外相

关资料等，开展国内外相关内容的标准查阅及国内工业集聚区污水高标准排放

处理相关研究成果梳理；大量调研工业集聚区污水处理厂及高标准排放污水处

理厂工程案例，就污水处理厂设计、运行等方面存在的问题、运行现状、关键

技术单元运行状况及关键参数等进行了较深入的调研与分析，收集大量运行数

据并整理分析，并选取典型区域代表性污水处理厂开展高标准排放运行评估、

关键技术验证、生产性试验和效能评估等。

（3）起草标准，形成征求意见稿

2022年1～2月，在前期研究和资料整理基础上，完成标准初稿起草，标准编

制组内部召开初稿讨论会，经多次讨论并征求相关专家意见，经多次修改完成

标准的征求意见稿及编制说明。

（4）征求意见

1.3主要起草人及其工作

本标准由中国市政工程华北设计研究总院有限公司牵头起草，天津滨海新

区环塘污水处理有限公司、天津泰达新水源科技开发有限公司参加。

主要起草人：郭兴芳、杨敏、申世峰、陶润先、刘永代、张惠源、孙永利、

刘强、李劢、熊会斌。郭兴芳作为主编，负责标准立项申请、大纲起草、标准

基本规定的起草以及标准内容的修改、完善、审定等工作；杨敏负责工程实践

调研资料数据的收集整理总结，并起草预处理、生物处理章节相关内容；申世

峰负责技术生产验证、生产性试验研究研究成果总结与整理，并起草强化有机

物去除和强化脱氮章节相关内容；陶润先负责起草深度处理一般规定、强化除

磷章节相关内容；刘永代和刘强负责工程实践数据收集分析，并参与生物处理、

臭氧氧化等相关内容编写；张惠源参与实践数据收集分析，并参与芬顿高级氧

化、反硝化滤池等相关内容编写；李劢负责相关标准资料的查阅整理，并起草

规范性引用文件相关内容；熊会斌负责工程实践调研，参与技术生产性试验研

究成果整理，参与术语等相关内容编写。

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表1-1标准主要起草人联系方式

序号姓名职称/职务单位名称单位地址联系电话E-mail

中国市政工程华北设计天津市河西区气象guoxingfang03@

1郭兴芳教授级高/p>

研究总院有限公司台路99号163.com

中国市政工程华北设计天津市河西区气象707180297@qq.c

2杨敏高级工程/p>

研究总院有限公司台路99号om

中国市政工程华北设计天津市河西区气象tjhbyssf@163.co

3申世峰高级工程/p>

研究总院有限公司台路99号m

中国市政工程华北设计天津市河西区气象trx@

陶润先高级工程/p>

4研究总院有限公司台路99号

教授级高工天津滨海新区环塘污水天津市滨海新区塘Liuyd@bhcig.co

5刘永/p>

/总经理处理有限公司沽新裕道1983号m

天津泰达新水源科技开天津市滨海新区开xsy_jsb@126.com

张惠源教授级高/p>

6发有限公司发区南海路188号

教授级高工国家城市给水排水工程天津市河西区气象tjsunyongli@163.

7孙永/p>

/院长技术研究中心台路99号com

天津滨海新区环塘污水天津市滨海新区塘77405972@qq.co

8刘强高级工程/p>

处理有限公司沽新裕道1983号m

中国市政工程华北设计天津市河西区气象Limai09@cemi.co

9李劢工程/p>

研究总院有限公司台路99号

中国市政工程华北设计天津市河西区气象xionghuibin09@c

10熊会斌工程/p>

研究总院有限公司台路99号

2.标准编制原则与依据

标准编制遵循以下原则：

（1）符合现行国家法律、法规、政策的原则

以《中华人民共和国环境保护法》、《中华人民共和国水污染防治法》等法

律、法规为依据，符合与响应《国务院关于印发水污染防治行动计划的通知》、

《关于推进污水资源化利用的指导意见》、《中共中央国务院关于完整准确全面

贯彻新发展理念做好碳达峰中和工作的意见》、《中共中央国务院关于深入打好

污染防治攻坚战的意见》、《关于加快推进城镇环境基础设施建设的指导意见》

等国家相应政策，充分考虑与这些法律法规政策的衔接。

（2）与现行国家、行业相关标准规范相衔接原则

标准的技术要求、规定等内容首先与现行国家、行业标准规范相衔接一致，

特别是与国家强制性标准规范相一致，完全符合现行国家强制性标准规范的规

定。标准内容在现行国家、行业标准规范已进行规定的，可细化、补充，但不

能相冲突或违背。

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（3）技术可行、经济合理原则

标准的技术要求、技术参数等相关内容充分考虑了标准实施的技术可行性、

经济合理性，使标准具有可达性和可操作性。

（4）先进性和实用性原则

充分考虑当前的国家行业政策、行业技术现状和未来发展，标准实施后在

行业领域具有先进性和实用性，标准能得到普及化应用。

标准编制依据如下：

（1）《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》

GB/T1.1-2020；

（2）“十一五”到“十三五”工业集聚区污水处理的相关科研成果；

（3）典型地域典型工程案例调研、测试结果以及生产性试验结果等；

（4）国内相关标准。

3.标准主要技术内容及其依据

3.1标准主要内容

本标准主要规定了标准编制目的、标准适用范围、工业集聚区污水处理厂高

标准排放技术的基本规定、工业集聚区污水处理厂高标准排放的预处理、生物处

理及深度处理三个处理系统的技术要求等。预处理系统主要规定了调节池、水解

酸化池等工业集聚区污水处理厂可能涉及到的预处理单元的设置技术要求以及

注意事项；生物处理系统按脱氮除磷，从技术特征、技术适用性、必要的技术参

数、技术要求及注意事项等方面规定了脱氮除磷不同功能区的相关内容；深度处

理系统按照高标准稳定达标强化有机物、氮、磷不同污染物去除的适用技术，也

是从技术特征、技术适用性、必要的技术参数、技术要求及注意事项等方面规定

了不同技术单元的相关内容。

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3.2标准主要内容确定依据

3.2.1标准适用范围

本标准定位是受工业聚集影响的出水执行GB18918-2002一级A及以上排放

标准的污水处理厂提标建设和运行的技术标准，适用于出水执行GB18918-2002

一级A及以上排放标准的工业集聚区污水处理厂的工艺技术路线选择、工艺设计

和运行管理等。

3.2.2工艺技术路线

工业集聚区污水处理厂来水水质特点与一般市政污水水质不同，一是来水水

质复杂。常规生物二级处理出水有机物组分复杂，COD组分与市政污水不同，一

般溶解性难降解有机物含量高，同时不同污水处理厂其常规生物处理出水中的含

量较高的有机物类型是不同的，即使同一污水处理厂，不同阶段的具体有机物类

型也表现出不同。二是水质波动性大。工业集聚区污水处理厂特别是工业集聚度

较高且高度发展区域，污水来水水质随产业变化波动大，产业区的不成熟性，产

业结构的调整，企业的入驻、搬迁与撤离，企业生产产品的变革以及企业生产计

划、周期的变化等引起水质水量存在波动性和不确定性；三是污水可生化性低。

可被微生物直接利用的碳源低，目前绝大多数企业废水预处理采用工艺与末端集

中处理相似，易生物降解物质已经被生物利用去除掉以及碳源过度处理，导致排

入后续集中污水处理厂的企业污水是难以被生物处理的，生物脱氮除磷可被微生

物直接利用的碳源极低，对于这种工业废水占比较高的集中污水处理厂，也就表

现出进水B/C比0.2以下，C/N5以下。除此外，有的工业集聚区污水处理厂来水

氯离子含量高，近年来有的来水有机物COD浓度降低幅度大，而氮、磷降低幅

度却较小。工业集聚区污水处理厂来水的污染物组分复杂、水质波动性大、可生

化性低、生物脱氮可利用碳源低的这种水质特点以及高标准排放要求决定了高标

准排放处理难度大、成本高，高标准排放稳定达标和处理难点一般是COD和TN

两个指标。

大量调研表明，部分工业集聚区污水处理厂脱氮方面设计相对较粗放，系

统效能考虑不全，设计与运行调控灵活性、弹性间存有矛盾，污水处理厂整体效

能发挥欠佳，脱氮效率低，碳源利用率低，外加碳源成本高，有的执行

5

GB18918-2002一级A的污水厂碳源成本已经达到吨水1.0元。工业集聚区污水

处理厂污水氮组分复杂、波动大、可被生物利用碳源不足、碳源利用效率低、外

加碳源成本高等，脱氮及TN稳定达标是难点，需要从来水源头管控、预处理、

生物功能区布局设计运行调控到深度脱氮与生物段脱氮合理调控进行系统的考

虑。极度碳源缺乏的工业集聚区污水处理厂氮高标准排放，寻求外部廉价碳源是

很重要的工作，区域内统筹，采取协商排放等模式，将有机废液、可生化性好有

机物浓度高的废水直接排放进入末端集中污水处理厂，不必经预处理达到地方综

合排放标准再排放，如果汁废液、果汁废水、奶制品将废水等。总氮去除第二个

需系统考虑的是是否需要采取预处理措施，改善污水可生化性，提升碳源品质。

对COD浓度高、B/C比低且无其他有毒有害污染物的废水，通过协商排放模式，

可以在企业内部采取预处理措施，提高可生化性，降低废水毒性，或区域内企业

废水水质相似的，统一排放到集中污水处理厂，在集中污水处理厂采取水解酸化

或其强化措施，改善废水可生化性。第三个需系统考虑的是预处理采取适当的处

理技术和方式等，尽量将来水中的内部碳源进行截留和挖掘，充分利用内部碳源，

避免来水中的内部碳源无效损耗，如细格栅、超细格栅、沉砂池进水避免跌水进

入，曝气沉砂池避免过度曝气、停留时间过长等。大多工业集聚区污水处理厂来

水SS一般较低，大多不设置初沉池，但考虑一些不确定因素，占地不受限情况

下，建议灵活设置初沉池。初沉池设置对碳源有一定的损耗，但设置利于后续生

物系统脱氮效率提高，可采取超越、缩短停留时间、设置搅拌混合设施以及污泥

回流等方式，来降低碳源损耗和充分利用内部碳源。

工业集聚区高标准排放的污水处理厂为稳定达标的同时节能降耗降低碳排

放，无论是提标改造项目还是扩建、新建项目，在工艺技术路线选择、工艺设计、

建设和运行管理等方面首先要遵循“先协商排放、后达标纳管，先源头控制、后

强化处理，先优化运行、后工程改造，先进水碳源、后外加碳源，先生物强化、

后物化辅助，先综合利用、后达标排放”的技术原则，工艺技术路线选择要系统

考虑，要紧密围绕来水水质，可能的发展变化，系统地考虑节能降耗以及工艺技

术系统的弹性、灵活性，为水质的波动、未来水质的提升等预留空间。

（1）全面调研、系统分析

6

在全面调研的基础上，系统分析并充分掌握现状排水管网状况、污水处理厂

服务范围产业特性及工业企业可能的发展变化，若是提标改造、扩建项目，需系

统分析现有污水厂进出水水质水量特征、构筑物及设备能力、稳定达标难点、工

艺系统运行效能、吨水电耗药耗、运行成本、提标建设条件等基本情况。

（2）强化源头管控

不同工业企业或产业的废水水质对后续集中污水处理的影响不同，在全面调

研基础上，在遵循相应国家、地方污水综合排放标准等的同时，要对工业集聚区

企业废水进行水质特性分析和评估，根据不同废水特性及其对集中污水处理的影

响，对不同废水特别是有毒有害污染物废水，难降解有机物、有机磷等不可化学

沉淀磷、不可氨化有机氮含量较高废水，高盐难降解、高盐有毒有害、高盐且无

机物含量高的废水等采取分类收集、分类预处理、分类输送、分类排放管理的合

理模式，降低对后续污水集中处理的影响及降低处理成本。

（3）综合评估、试验验证

在对现有污水处理系统综合评估的基础上，对关键技术、难点解决等结合必

要的现场试验进行验证，同时结合类似工程项目，积极采用经过验证评估的新工

艺、新技术、新材料、新设备等。

（4）因地制宜、远近结合

综合考虑当地排水规划、社会经济和资源环境条件，统筹兼顾当前与未来发

展需求。

（5）经济适用、节能省地

优先采用高可靠性、环境友好、低能耗、低物耗、低占地的技术方案及设备

产品。

（6）碳源筹措、循环经济

结合协商排放政策，充分利用工业园区果汁、牛奶制品等食品工业企业产生

的可生化性较好的有机废水作为碳源，降低园区污水处理厂碳源投加成本，同时

减少食品工业企业污水处理设施建设投资和运行维护费用。

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（7）尾水利用、生态文明

贯彻生态文明建设思想和节水优先、污水资源化理念，污水处理厂新建与提

标改造中充分结合再生水厂的建设，综合考虑区域水资源配置和各类用水需求，

加强高品质尾水多途径综合利用。

3.2.3预处理技术单元

预处理技术单元设置的目的是去除水中无机的砂砾、悬浮物以及使来水均质

均量等，便于后续的生物处理等系统发挥高效的处理效能。工业集聚区污水处理

厂来水水质水量与一般市政污水不同，特别是水质水量的复杂性和波动性决定了

预处理技术单元选择与设置特别要注意调节池、水解酸化池，预处理设施选择与

设置要充分考虑水质水量特点及占地等实际情况而定，同时考虑到来水不可氨化

有机氮、有机磷、碳源和盐度等特殊情况，预处理设施在符合国家现行相关标准

规定同时，特别要考虑不可氨化有机氮、有机磷预处理问题，内碳源截留和挖掘、

碳品质改善以及减少碳源无效损耗问题，盐度较高的要考虑关键设备防腐设计和

维护问题。当进水可生化性较低且进水有机物浓度较高时，为提高污水可生化性，

提高后续生物处理效果，考虑设置水解酸化池或改善水质可生化性的其他设施，

并设超越管线，以便根据水质情况灵活调控运行水解酸化池；进水SS浓度较高

且进水SS中无机组分所占比例较高，影响到后续生物处理效能时，要设置初沉

池。

3.2.4生物处理功能区

生物处理的主要目的是去除污水中的氮、磷等营养盐和有机物，相对来说，

脱氮功能区布局是关键。充分考虑到工业集聚区污水处理厂水质水量特性与常规

市政污水不同及高标准排放面临难度，功能区的选择与设置应以强化脱氮除磷为

理念，以精细化设计运行和碳源高效利用为目标，处理系统应具备独立的空间或

时间功能分区（预缺氧、厌氧、缺氧、好氧等），运行模式可调控，不局限于A2O

系列、氧化沟系列、SBR系列等，具体功能区布局和设计完全取决于进水水质（碳、

氮含量及构成）、脱氮率要求、占地受限与否、未来波动等，对于改造项目，还

要考虑工程的可改造性等因素，布局和设计要具有运行稳定性、可靠性和灵活性。

同时，鼓风机、回流泵等设备的配置上也要考虑水质水量的波动性特点给运行带

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来的影响，要考虑到工艺系统动态调控的灵活性等。

3、除磷功能厌氧区设置

厌氧区主要功能是厌氧释磷，保障生物除磷效果。厌氧区的设置布局应根据

进水磷含量、排放标准及除磷方式等综合确定。厌氧释磷要确保绝对的厌氧环境，

一般ORP值控制在小于-250mV以下，富含硝酸盐氮、DO的来水、混合液不能

直接进入厌氧区。对于快速生物降解有机物含量丰富的污水，厌氧释磷时间一般

0.5h左右就满足，但考虑到外回流、混合程度及水质等的影响，厌氧区设计水力

停留时间一般为1～1.5h。

4、硝化功能好氧区设置

好氧区的主要功能是硝化反应、好氧吸磷、有机物去除和生物合成。好氧区

的设置布局及其关键参数设计水力停留时间等应充分考虑工艺类型、进水水质、

排放标准等综合确定。当为脱氮，混合液内回流比较大，或者好氧区后面又设置

了缺氧区，这时要考虑到好氧区高DO带来缺氧区反硝化的影响，此时宜在好氧

区末端设置一个消氧区，此功能区主要目的是降低内回流混合液和后缺氧区入流

DO浓度，减少DO对反硝化脱氮的影响，此功能区要配置置曝气和搅拌等两种

设施，根据具体情况灵活按曝气或搅拌不同形式运行。

对出水COD不能完全满足排放标准，二级出水后需要去除少量溶解性难降解

有机物时，考虑到粉末活性炭对溶解性有机物的吸附作用，可以在好氧区投加少

量粉末活性炭来强化溶解性难降解有机物去除，粉末活性炭投加量可根据试验及

需要去除的COD量来定。好氧区投加粉碳的生物处理工艺，可以选用MBR工艺，

粉碳可以截留在生物系统内反复吸附，避免一次性投加就排出系统，降低成本。

对水质波动较大面临水质冲击、好氧区容积不足、低温水温影响出水NH3-N

稳定达标且占地受限时，可以选择在好氧区投加悬浮填料强化硝化，投加填料应

综合考虑池型、水力流态、填料类型、填充率、曝气、混合、填料拦截装置等因

素，具体设计时填料附着生物部分的硝化作用可按“硝化补偿”设计法设计或

进行校核，填料填充率宜为20%～35%。填料填充率太高，好氧池的曝气、填料

流化等都会受到影响。投加悬浮填料的区域，DO浓度一般较高，不宜作为混合

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液内回流点，其出流也不应直接进入后缺氧区，以避免高DO对反硝化脱氮的影

响。另外，长期运行填料与水下设备设施入搅拌器等长期碰撞接触，可能造成设

施磨损等影响，必要时采取防护措施。

5、反硝化功能缺氧区设置

反硝化脱氮功能区布局上要充分考虑到进水硝酸盐氮、脱氮率要求、能耗等

情况。有的工业集聚区污水处理来水硝态氮浓度较高，高于5mg/L以上甚至几

十mg/L，这时设计时就要充分考虑进水硝态氮浓度，不能仅考虑凯氏氮，否则

会造成反硝化池容不足现象。同时，这种情况要考虑设置预缺氧区，或采用缺氧

-厌氧-好氧功能区布局形式，以便强化后续的厌氧释磷环境。进水总氮含量较高，

出水总氮要达到高标准排放，脱氮率较高，如果采用单级脱氮，在好氧区前设置

一个缺氧区，混合液回流比会很高，高回流比对能耗、碳源利用、污水实际停留

时间等都有不利影响。如进水碳源不足以满足反硝化脱氮要求需外加碳源且脱氮

率在75%以上情况下，建议采用两级脱氮，设置前置缺氧区和后置缺氧区，即缺

氧-好氧-缺氧的布局形式。无论是单级脱氮还是两级脱氮，不同功能区要精细化

布局设计，以充分降低碳源无效损耗和提高脱氮效率。基于附着微生物相的高生

物活性、碳源利用率高以及抗冲击等优势，对受工业集聚影响较大的污水处理厂，

在水质波动较大以及盐度等影响较大的情况下，如果需外加碳源脱氮，建议外加

碳源的反硝化脱氮区采用投加悬浮填料的复合系统，以提高脱氮效率和强化耐低

温、抗冲击。

根据硝酸盐氮含量及进水碳源情况，确定预缺氧区进水比例及是否外加碳源，

对于进水硝酸盐氮高的工业集聚区污水处理厂来说，预缺氧区设计水力停留时间

可取长点；缺氧区的设置布局及其关键参数设计水力停留时间等应根据工艺类型、

进水水质、脱氮率要求等确定。

6、碳源筹措与投加

工业企业内部一般都采用生物处理方法对企业废水进行预处理，碳源都过度

处理，集中污水处理厂一般碳源都缺乏，为降低工业集聚区末端集中污水处理厂

碳源投加成本，并减小工业企业废水预处理设施工程投资和运行费用，应结合协

商排放政策和工业集聚区内食品等行业企业废水水质特性调查评估，积极筹措碳

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源，将经评估可作为碳源的食品等一些可生化性好且无毒无害的行业企业废水资

源化利用。对作为源筹措的工业企业污水，要根据具体情况确定其输送、利用方

式等。果汁加工过程中产生的废液及废弃果汁，水解酸化预处理后，挥发性脂肪

酸可提高57%，将果汁废液及废水直接排入反硝化缺氧区，生产性研究表明，投

加量占到污水处理水量的千分之2.5到3时，总氮去除率提高6%；有的工业集

聚区污水处理厂采取协商排放模式，可生化性较好的废水不经预处理直接纳管进

入集中污水处理厂，污水处理厂污水的B/C达到0.5以上。

对必须外加商业碳源的工业集聚区污水处理厂，从降低碳源投加量降低成本

角度，碳源的投加点设置、碳源选择、碳源投加量等，要充分考虑到避开内回流

混合液回流点等高DO区域、碳源特性、微生物对碳源的利用特性、脱氮反硝化

功能区设计运行特征以及环境条件等综合因素。碳源投加点可多点设置在缺氧区

前、中段、后缺氧区前、中段，便于实际运行中碳源投加点的灵活调整，并尽量

避开混合液内回流点等高浓度DO节点，以降低DO对碳源的无效损耗；碳源除

乙酸钠、乙酸等常用快速碳源外，还包括葡萄糖、淀粉等慢速碳源，对于工业集

聚区污水处理厂，在设置水解酸化池或缺氧区水力停留时间较长的情形下，可选

择葡萄糖等慢速碳源，降低碳源投加成本；结合乙酸、乙酸钠等碳源的冰点因素，

低温季节宜选用低有效含量的商业碳源，或将高有效含量的商业碳源适当稀释后

投加，避免碳源投加管道结冰堵塞；碳源应合理投加，碳源过量投加导致后续好

氧区部分有效池容被占用，进而导致出水氨氮超标风险增大，对于设置后缺氧区

的，碳源过量投加导致后续后好氧区DO浓度偏低影响二沉池运行效果甚至增加

有机物达标风险等；为避免过量投加，宜在缺氧区出流端、后缺氧区入口端或消

氧区末端设置在线硝酸盐仪，并结合出水TN和NH3-N控制浓度，核算缺氧区、

后缺氧区需强化去除的硝酸盐氮量，为碳源投加量的动态调控提供指导。

3.2.5深度处理技术单元

深度处理系统的主要功能是进一步去除COD、TP和TN，协同去除SS、色度

等。鉴于工业集聚区污水处理厂水质特点等，高标准排放污水处理厂深度处理系

统布局设计要充分考虑到水质复杂性、水质水量波动性以及不同集聚区不同产业

废水的差异性等的影响，具体处理工艺组合及技术单元选择与设置要结合污染物

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强化去除目标、排放标准以及单元技术的工艺要求等进行合理确定，最好结合试

验来确定。同时，深度处理系统工艺组合及采样的单元技术要具有良好的协同性、

稳定性和灵活性，能保障出水稳定达标和实现节能降耗，还要适当兼顾未来提标

建设需求，以免多次改造等。

1、强化有机物去除

调研发现，大多执行GB18918-2002一级标准的工业集聚区污水处理厂其出

水COD一般为25-60mg/L，其中溶解性有机物占比平均一般在70%以上，有的

甚至在百分之八九十，这种低浓度溶解性难降解有机物再处理稳定达到50mg/L

以下或30mg/L以下的更高排放标准，难度很大。对于COD，常规二级生物处理

去除基本达到了最大潜力，要想继续去除达到50mg/L、30mg/L以下的高标准，

生物处理已无去除潜力可挖，需要采用深度处理技术去除。目前工程上应用的有

机物深度去除有氧化和吸附两种技术，包括臭氧（高级）氧化、芬顿高级氧化、

活性炭吸附、活性焦吸附。臭氧氧化一般用于污水消毒、脱色，芬顿氧化一般用

于单一高浓度工业废水预处理，或工业废水较高浓度COD的深度去除，但一般

是由COD100～120mg/L去除到80mg/L、100mg/L，这两种氧化技术用于大规模

污水处理厂深度去除有机物达到高标准排放国内外都是较鲜少的，“十三五”期

间各地出台比国标一级A更严格的地方标准，污水处理厂提标改造才开始应用这

些技术。工业集聚区污水中的难降解有机物多是工业生产副产物副产品、中间体

等，较一般市政污水中的抗生素等药物、内分泌物更难被臭氧氧化等去除，无论

是单纯的臭氧氧化、臭氧催化氧化还是芬顿高级氧化其去除单位COD的成本高，

而且COD去除效能与有机污染物具体类型密切相关，将COD由六、七十mg/L

降到50mg/L左右，难度不是很大，如果由三四十mg/L降低到30mg/L以下，甚

至更低，其难度很大，而且成本可能成倍增加。大多试验研究和工程实践表明，

工业集聚区污水高标准排放处理难降解有机物去除到底选择什么技术，要充分考

虑二级生物处理出水水质特点，是选择以臭氧氧化、芬顿氧化为核心的氧化技术

还是选择炭、焦吸附技术，还是采用氧化、吸附与生物等的耦合技术，要通过试

验模拟验证和技术经济综合分析来定。

（1）活性炭（焦）吸附

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难降解有机物采用吸附技术去除，一般有粉末活性炭吸附澄清技术和颗粒

炭、活性焦吸附技术。活性炭是性能良好的吸附剂，选材包括椰壳、果壳、木屑

以及煤炭作为原料，通过物理和化学方法对原料进行破碎、过筛、催化剂活化、

漂洗、烘干和筛选等一系列工序加工制造而成。活性焦是以煤炭为原料生产的一

种吸附剂，由原料经过粉化、配比、成形、焦化、活化等多道工序生产而成。一

般来说，活性焦的比表面积比活性炭要小，灰分较大，吸附指标较低，可以通过

再次活化造孔变成活性炭。活性炭一般是吸附污水中小分子有机物，而活性焦一

般吸附污水中中小分子有机物。采用颗粒碳和活性焦吸附去除难降解有机物，吸

附柱（池）空床接触时间1小时，进水COD42.5-53.5mg/L，出水COD15-22mg/L，

稳定在25mg/L以下，可根据出水COD目标控制和进入COD浓度，结合运行控

制灵活与便捷等，灵活确定吸附柱（池）设计空床接触时间及设置级数。对于二

沉出水COD多为小分子难降解有机物的，颗粒炭的去除效果要优于活性焦的。

除了颗粒活性炭、活性焦吸附池、炭吸附澄清池外，粉末活性炭可与化学除

磷、悬浮物去除单元如高密沉淀池、磁混凝沉淀单元等耦合，即在投加混凝剂前

先投加粉末活性炭，进行吸附溶解性难降解有机物，后投加混凝剂、助凝剂等。

某工业集聚区污水处理厂二沉出水COD为24.1-38.9mg/L，采用炭吸附澄清技术，

粉炭投加量30-60mg/L，出水COD为12.0-20.0mg/L，稳定在25mg/L以下，去除

单位COD消耗的粉碳量为5以下，但当进水COD浓度提高到40mg/L以上时，

将COD去除稳定到30以下，消耗的粉碳量会升高。

（2）臭氧（高级）氧化

臭氧氧化技术处理工业集聚区污水低浓度难降解有机物，大多是单一阶段

慢速反应，臭氧氧化选择性强，水质复杂，不同水质臭氧氧化效能差异大，从有

机物类型来看，不同有机物组分的污水，去除单位COD所消耗臭氧量不同，同

时臭氧氧化直接将有机物矿化为二氧化碳去除，消耗臭氧量较高。大量试验研究

和工程实践表明，COD40-60mg/L去除到25-30mg/L，去除单位COD消耗臭氧量

约1.5-4.5，若去除到25mg/L以下，臭氧消耗量为5以上；若COD28-35mg/L稳

定去除到30mg/L以下，臭氧消耗量较高COD浓度时更大，去除单位COD消耗

臭氧量约4.0以上。采用臭氧过氧化氢、臭氧催化氧化等以臭氧为核心的高级氧

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化技术，能在一定程度上降低去除单位COD消耗的臭氧量，但受污染物类型等

影响，不同水质氧化效果差异较大，有的效果较明显，消耗的臭氧量降低明显，

有的降低幅度很小。采用臭氧氧化、臭氧催化氧化试验研究及工程实践中都出现

过这种现象，同一污水厂进入氧化单元的COD数值上相差很小，但有时臭氧氧

化去除COD效果较明显，同样运行工况，有时去除却不明显。因此，采用臭氧

（高级）氧化技术强化去除溶解性难降解有机物，具体工艺型式和臭氧投加量应

根据水质特性、有机物去除目标等，通过试验或参照类似工程经验确定。

（3）芬顿高级氧化

芬顿氧化去除有机物相对臭氧氧化具有广谱性，适应性强，处理效果稳定、

抗冲击能力强等优势，但要将COD从50mg/L以下去除到30mg/L以下，药剂投

加量大，直接吨水药耗成本为0.6～3.0元，而且芬顿氧化采用的药剂都是危化品，

产生的污泥量也较大，一般情况下不推荐采用芬顿氧化技术，但对于一些综合型

工业园区污水，水质波动性、复杂性都很强，芬顿氧化效果相对其他技术较稳定，

为稳定达标，不得不采用芬顿氧化技术。对于区域内有废酸、废碱的，能满足需

要，从“以废治废”、循环经济角度，也可以采用芬顿高级氧化技术来去除溶解

性难降解有机物。采用芬顿高级氧化去除难降解有机物其药剂投加量具体要根

据水质而定。

（4）氧化、吸附等耦合

除单独的氧化、吸附技术外，氧化、吸附等耦合集成去除难降解有机物，

也是一种选择。臭氧氧化与活性炭滤池、砂滤池耦合，臭氧氧化作为预处理措施，

破坏有毒有害有机物的环、键等官能团，改善废水可生化性，降低毒性，再采用

与生物滤池高效耦合等集成技术，强化后续滤池生物处理效果，试验研究及工程

实践都表明，这种耦合方式对COD的去除效果还是较稳定的。粉碳与芬顿氧化

耦合，即在调pH值将污水水质调为酸性后，投加粉碳，然后投加过氧化氢和硫

酸亚铁氧化，后再稳定，调碱，固液分离，这种耦合方式，在降低药耗情况下，

COD去除率提高，较单独的芬顿氧化和粉碳吸附，都要降低物耗。

2、强化脱氮

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当生物处理系统无法通过工程措施和优化运行措施实现总氮稳定达标，TN

排放标准5mg/L以下，进水不可氨化去除的有机氮占一定比例，达到高标准排

放，生物处理段难以做到，这些情况下要考虑深度处理强化脱氮。深度脱氮设置

与否取决于进水水质、脱氮要求、占地、运行等多因素。深度脱氮单元若去除硝

酸盐氮量较高，外加碳源量较大，反应器内的载体微生物量较高，容易堵塞，反

冲洗频率较高等，建议深度脱氮不应作为生物脱氮的主要工艺单元，其强化脱氮

量不宜超过10mg/L，最好在5mg/L以下。DO对深度脱氮影响较大，要采取措施

控制深度脱氮单元进水DO浓度，象气浮和臭氧（高级）氧化单元出水一般DO

浓度较高，不应直接进入深度脱氮单元。为避免碳源过量投加，导致出水COD

超标等风险，有条件的污水处理厂，最好在深度脱氮单元进水端设置在线硝酸盐

仪和DO仪，并结合出水硝酸盐控制浓度，指导碳源精确投加。

3、强化除磷

当生物除磷、化学协同除磷不能满足磷排放标准时，应采用深度处理强化除

磷。工业集聚区污水厂可能存在不可化学沉淀磷影响总磷稳定达标问题。针对不

可化学沉淀磷，采用臭氧氧化和芬顿氧化等进行去除，结果表明，不可化学沉淀

磷氧化去除消耗的氧化剂量大，不同组分的不可化学沉淀磷，氧化去除效果差异

大，因此，不可化学沉淀磷应源头控制，不能在末端集中污水处理厂花大代价去

除