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随着污染的日益严重,原来的二级出水不能满足现在环境容量要求,需要进一步提高污水处理厂的出水水质,降低环境压力。为响应国家2015年提出的对天津市污水处理厂提标改造的政策,提高现有污水处理厂二级出水的水质,本研究开发的双层脱氮滤池+MBR+臭氧组合工艺深度处理天津市某污水处理厂二级出水。脱氮处理结果表明,二级水经组合工艺45 d处理后,出水水质中NO3-、NO2-分别为 0.03 mg/L、0.001 mg/L,去除率达 99%、99.7%;NH4+-N 由 14mg/L 降到 2 mg/L(<A标准3 mg/L),经过30 d左右反应时间逐渐趋于稳定,稳定后去除率为85.7%;有机氮由0.85 mg/L降到0.17 mg/L,稳定后去除率为80%;TN由18 mg/L降到6.5 mg/L(<A标准10mg/L),TN的波动明显大于其它几项指标,稳定后去除率为64%。浊度由4.4 NTU降到0.4 NTU,说明组合工艺出水中几乎不含悬浮颗粒物;处理前后TP的含量分别为1.07 mg/L、0.30 mg/L(=A标准0.30 mg/L),去除率约为72%。结果表明,双层脱氮池兼具脱氮除磷的功能,且处理效果良好。有机污染物处理结果表明,二级水经组合工艺45 d处理后,出水中COD由50 mg/L降到12 mg/L(<A标准30 mg/L),进水负荷为1.8 kg/(m3·d),最终达到稳定时去除率为76%;TOC由8.1 mg/L降到2.0 mg/L,进水负荷为0.29 kg/(m3·d),达到稳定时去除率为75%。经荧光光谱(EEM)扫描二级水中含有色氨酸蛋白类物质和芳香族蛋白类。进水中PⅠ+Ⅱ+Ⅳ在总荧光强度中所占比例大于80%,经组合工艺处理后出水中PⅠ+ⅡⅡ+Ⅳ在总荧光强度中所占比例低于20%。结果表明组合工艺大大降解了溶解性细胞代谢产物和蛋白类物质,显著提高了出水水质。结果表明,经组合工艺处理后,出水中氨氮(NH4+-N)浓度为2 mg/L(<A标准3 mg/L),总氮(TN)浓度为6.5 mg/L(<A标准10 mg/L),总磷(TP)浓度为0.3 mg/L(=A标准0.30mg/L),化学需氧量(COD)浓度为12 mg/L(<A标准30 mg/L)。评估结果表明该组合工艺能够显著降低城市污水处理厂二级出水中污染物,满足污水厂提标改造的要求,适合长久工程应用。