一、引言

生态环境保护是新时代高质量发展的重要底色，市政污水处理作为水污染防治核心环节，直接关系地表水体质量、水资源循环利用及生态系统稳定。近年来，各地出台更严格的污水处理排放标准，对尾水污染物排放限值进一步细化，传统二级处理工艺（格栅+沉砂池+生化池+二沉池）虽能去除大部分悬浮污染物和易降解有机物，但对难降解COD、微量氨氮及总磷去除效果有限，尾水排放易造成受纳水体富营养化，加剧污染，且无法满足园林绿化、道路清扫等再生水回用需求。

二、传统尾水深度处理工艺存在的问题

本次研究以某中型市政污水处理厂为对象，该厂设计处理规模3×10⁴m³/d，服务人口约12万人，尾水排入周边人工湿地后汇入区域主干流。原有尾水深度处理采用“混凝沉淀+消毒”工艺，运行中暴露出诸多问题，难以适配现行排放及环保需求，具体如下：

一是污染物去除不佳、出水不稳定，原有工艺对难降解COD、氨氮及总磷去除能力有限，雨季进水水质波动时，尾水COD常超一级A标准限值（50mg/L），氨氮、总磷偶尔超标，对受纳水体造成潜在影响；二是药剂投加不合理、能耗成本偏高，混凝沉淀采用固定药剂投加量，未随进水水质水量动态调整，药剂浪费严重，且曝气负荷不合理，单位处理能耗居高不下；三是污泥产生量大、处置难度高，化学污泥与生化污泥混合处置，含水率高、稳定性差，脱水填埋难度大，易造成二次污染。

针对上述问题，结合生态环境工程技术发展趋势，开展尾水深度处理工艺优化设计，通过组合工艺升级、参数调试及辅助系统改进，系统性解决运行瓶颈，提升污水处理效能。

三、尾水深度处理工艺优化设计

3.1 优化设计原则

本次工艺优化遵循四项核心原则：一是达标优先，确保尾水稳定达到一级A标准，重点提升难降解污染物及氮磷去除效果；二是节能降耗，通过参数优化、设备升级，降低药剂、电力消耗及污泥产生量，控制运行成本；三是实操可行，贴合现有场地及设备基础，无需大规模改造，便于施工调试及后期运维；四是生态环保，优化污泥处置，避免二次污染，实现水资源与污泥资源回收利用。

3.2 工艺路线优化

结合原有工艺痛点，借鉴成熟技术，优化后尾水深度处理工艺路线为：二级处理出水→格栅→混凝沉淀池→曝气生物滤池（BAF）→消毒池→尾水排放/再生水回用。

优化后工艺新增曝气生物滤池单元，强化物理化学与生物处理的协同作用，同时改进各单元结构，提升联动性与抗冲击能力，具体优化内容如下：

（1）混凝沉淀池优化：改造原有池体，增设导流板与搅拌装置，采用快速、慢速搅拌及沉淀分段反应设计，提升混凝效果；优化药剂投加系统，采用PAC与PAM复合投加替代单一PAC，根据进水COD、总磷浓度及水量动态调整投加量，减少浪费；增设污泥回流装置，将部分沉淀污泥回流至快速搅拌区，提升混凝效果并减少污泥产生量。

（2）曝气生物滤池（BAF）增设：新增BAF单元作为深度处理环节，进一步去除难降解COD、氨氮及微量总磷；采用火山岩滤料，利用其比表面积大、吸附性强、生物附着性好的优势，快速培养硝化菌、反硝化菌等功能微生物，实现氨氮硝化反硝化去除及难降解有机物吸附；优化曝气系统，采用可变曝气强度，根据进水水质波动调整曝气流量，提升效能并降低能耗。

（3）消毒池优化：扩容原有消毒池，延长反应时间；采用次氯酸钠消毒替代二氧化氯，降低成本并减少消毒副产物；增设消毒剂在线监测系统，实时监测余氯浓度，动态调整投加量，确保消毒效果且避免二次污染。

3.3 关键工艺参数优化

结合试验调试及实际运行数据，确定优化后各单元关键工艺参数，确保高效稳定运行：

（1）混凝沉淀池：快速搅拌区转速200-250r/min、反应时间10-15min；慢速搅拌区转速50-80r/min、反应时间20-25min；沉淀区水力停留时间1.5-2.0h；PAC投加量30-50mg/L，PAM投加量2-5mg/L，随进水水质动态调整。

（2）曝气生物滤池：滤料层高3.0-3.5m，水力停留时间1.0-1.2h，曝气强度4-6m³/（m²·h），进水COD负荷0.8-1.2kgCOD/（m³·d），氨氮负荷0.08-0.12kgNH3-N/（m³·d）；滤料反冲洗周期24-48h，反冲洗水回用至二级处理进水端，实现水资源循环。

四、工程应用与效果分析

4.1 应用场景概况

本次优化方案在该污水处理厂应用，改造利用现有场地，施工周期3个月，涵盖设备安装、工艺调试、微生物培养等环节；优化后系统设计处理规模3×10⁴m³/d，与原有二级处理系统联动运行，尾水部分用于园林绿化、道路清扫等再生水回用，剩余达标排放至人工湿地。系统调试完成后，连续监测3个月运行数据，对比优化前后指标，验证方案可行性。

系统调试完成后，进入稳定运行阶段，连续监测3个月的运行数据，对比优化前后工艺的运行指标，验证优化方案的可行性与有效性。

4.2 应用效果评估

通过3个月的稳定运行监测，优化后的尾水深度处理工艺各项运行指标均达到预期目标，具体效果如下：

（1）污染物去除效果显著提升：优化后尾水COD平均浓度从68mg/L降至42mg/L，去除率从72%提升至89.5%；氨氮从8.2mg/L降至0.65mg/L，去除率从85%提升至92.1%；总磷从1.2mg/L降至0.05mg/L，去除率从88%提升至95.8%，出水稳定达到一级A标准，解决了原有工艺达标难题。

（2）节能降耗成效突出：药剂消耗总量减少21%，PAC平均投加量从45mg/L降至38mg/L，PAM从4mg/L降至2.5mg/L；单位处理能耗从0.85kWh/m³降至0.70kWh/m³，降幅18%；污泥产生量减少23%，含水率从82%降至75%，后续处置成本降低30%，大幅控制运行成本。

五、结论与展望

本文针对市政污水处理厂尾水深度处理工艺痛点，结合工程实践，开展“混凝沉淀+曝气生物滤池+消毒”组合工艺优化设计与应用研究，通过工艺升级、参数调试及污泥处置改进，取得显著优化效果。

工程应用表明，优化后工艺运行稳定、高效节能，可确保尾水稳定达到一级A标准，显著提升难降解COD、氨氮、总磷去除效果，同时降低能耗与污泥产生量，优化污泥处置方式，实现资源回收利用，具有较强实操性、可推广性及工程价值，可为同类项目升级改造提供技术参考与借鉴。

未来可进一步深化工艺优化：融合物联网、大数据技术，构建智能化监测调控平台，实现工艺参数实时监测与自动调整；探索新型高效药剂与滤料应用，提升去除效果、降低成本；优化再生水回用工艺，拓展回用场景；加强污泥资源化技术研究，推动污泥无害化、资源化处置，助力生态环境保护与高质量发展深度融合。

参考文献

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