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为配合南水北调东线工程和河北省大清河流域水质改善,本课题针对城镇污水处理厂地表水Ⅲ类提标改造的关键技术问题开展研究。包括地表水Ⅲ类达标的深度处理工艺、运行参数以及实际运行效果等。主要结论如下:1)在中试(1m3·h-1)规模下,采用“反硝化深床滤池+絮凝沉淀+臭氧催化氧化+曝气生物滤池+过滤”处理工艺对污水厂二级出水进行深度处理,系统出水水质可达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中的Ⅲ类水标准要求。其最佳运行条件为反硝化深床滤池水利停留时间（HRT）为40min,臭氧投加量3040mg·L-1,曝气生物滤池HRT为45min。2)根据中试研究结果,采用“反硝化深床滤池+絮凝沉淀池+臭氧催化接触池+曝气生物滤池+纤维转盘滤池”深度处理工艺进行工程改造。结合污水处理厂原有构筑物建设及平面布置情况,制定了对污水处理厂提标改造设计方案并完成工艺流程图、平面布置图,以及反硝化深床滤池、臭氧催化接触池、曝气生物滤池等工艺设计。3)提标改造工程建成后,进行了系统的调试及稳定运行。污水厂二级出水COD、TN、NH4+-N、TP和SS分别为5774mg·L-1、1115mg·L-1、3.15mg·L-1、0.50.8mg·L-1和5468mg·L-1,总出水分别为915mg·L-1、3.16.8mg·L-1、0.60.9mg·L-1、0.08019mg·L-1和3.15mg·L-1,出水COD、NH4+-N和TP满足《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中的Ⅲ类水标准,TN和SS满足北京市地方标准《水污染综合排放标准》（DB307-2013）一级A标准。