反硝化深床滤池在污水处理厂提标改造工程的应用

反硝化深床滤池在污水处理厂提标改造
工程的应用
摘要：近年来，我国社会不断进步，国家对城市水污染控制及水环境治理工作力度的不断加大，为提升城市污水收集处理率、改善污水处理厂处理效果、提高出水的水质标准，越来越多的污水处理厂开始进行提标改造。

在提标改造中，如何充分结合现状基础条件及应用工艺，因地制宜、一厂一策地进行方案拟定和工程设计，实现协同高效、节能降耗的综合目标，成为一个普遍性问题。

关键词：反硝化深床滤池；污水处理厂；提标改造工程
引言
在实施高TN排放标准的污水处理措施中，反硝化深床滤池是较为有效的途径。

由于反硝化深床滤池是集生物脱氮及过滤功能合二为一的处理工艺，具有占地面积小和脱氮效率高等优势，在污水处理厂提标改造中得到大量的应用。

1提标前现状
1.1提标前的工艺流程
广东某10万方/天污水处理厂提标前的工艺流程为：污水通过收集系统集中到污水厂后，先用粗格栅去除较大的固体杂物，然后再用细格栅去除较小的固体杂质，而后进入提升泵站房。

污水经过曝气沉砂池沉砂处理，进入到氧化沟，在微生物的作用下，将污水中的有机污染物和氨氮等物质转化或分解为氮气、二氧化碳、水等物质。

氧化沟出水进入二沉池进行泥水分离和部分污泥浓缩，二沉池出水再进入紫外消毒池进行消毒，最后达标排放。

二沉池底部的污泥一部分通过回流污泥泵站回流至氧化沟，一部分通过剩余污泥泵站排放到储泥池，再通过污泥浓缩脱水机脱水后外运处置。

1.2出水水质
提标前，污水厂总排放口出水水质要求是达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）二级标准的排放要求。

提标后，需要达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A排放标准和广东省地方标准《水污染排放限值》（DB44/26-2001）第二时段一级排放标准的较严值。

根据该污水处理厂2017年1月1日—2018年12月31日的进、出水水量和水质监测数据等相关的资料统计，该污水处理厂出水各指标分析如下：
（1）COD cr≥40mg/L的天数为0天，可满足提标后的出水要求，全年运行数据最大值没有超标。

（2）BOD5≥10mg/L和NH3-N≥5（8）mg/L的情况偶有发生，可不作为本次提标改造的重点。

（3）2018年全年SS≥10mg/L的天数达82天，应作为提标改造的重点关注指标。

（4）2018年全年TP≥0.5mg/L的天数达到364天，应作为提标改造的重点关注指标。

（5）TN≥15mg/L的情况时有发生，存在出水最大值存在超标情况，应作为提标改造的重点关注指标［1］。

出水水质距离达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A排放标准和广东省地方标准《水污染排放限值》（DB44/26-2001）第二时段一级排放标准的较严值，仍然有BOD5、SS、TP、NH3-N、TN出水指标无法达到提标改造后的排放标准，其中应当重点关注SS、TP、TN三项污染指标。

要实现TP稳定达到排放要求，可以通过增加在二级生化处理段化学除磷药剂的使用量或在深度处理新增强化除磷工艺；要实现SS稳定达到排放要求，可以通过在深度处理工艺新增过滤工艺；要实现NH3-N稳定达到排放要求，可以通过优化氧化沟的设计或在深度处理中新增硝化工艺；要实现TN稳定达到排放要求，可通过提高氧化沟缺氧区反硝化效率或在深度处理中新增反硝化工艺［2］。

2反硝化深床滤池
反硝化反应通常简化为两步，即硝酸盐→亚硝酸盐→氮气。

第一步硝酸盐→
亚硝酸盐反应速率较第二步亚硝酸盐→氮气的反应快。

所以，在反应过程中，如
碳源不足，亚硝盐会出现累积。

在硝酸盐反应较完全和碳源充足的前提下，反应
进入第二步，亚硝酸盐转化为氮气。

为使出水总氮达到设计值，避免亚硝酸盐累积，同时减少碳源耗量、降低运行成本，设计采用了上向流反硝化深床滤池［3］
进行同步脱氮除磷以及去除SS，并设计了较长的空床水力停留时间，可提高反硝
化效果，节省后续碳源投加量，减少运行成本。

2.1工艺流程说明
要在反硝化深床滤池进水中投加碳源（乙酸钠），以保证反硝化菌正常工作。

碳源混合池与反硝化深床滤池合建，用于将原水与碳源充分混合。

混合池进水处
和滤池出水处设在线硝酸盐测量仪，通过测量进、出水中的硝酸盐浓度自动控制
碳源的投加量，确保出水BOD cr及COD5稳定达标，混合池出水通过重力自流至后
续反硝化深床滤池［4］。

上向流反硝化深床滤池中污水通过一段配有气动调节蝶阀的管道，自底部进
入滤池，通过多功能滤管被均匀分配于生物滤料层中。

在上升过程中，污水中的
硝酸盐及亚硝酸盐与附着在生物滤料上的微生物发生反硝化反应，从而降低污水
的TN浓度。

污水自底部向顶部穿过滤床，滤后水被收集到一个混凝土集水槽内，最终通过一条共用的出水渠排出。

每个滤池在管廊内均设有自动控制阀门，采用
气动蝶阀，并且滤池的过滤及反冲洗均为全自动控制操作，整体工艺的自动化程
度高。

2.2工艺特点
（1）具有同步脱氮除磷功能，并能确保出水SS稳定达标
反硝化深床滤池是集物理、化学和生物法为一体的处理工艺，通过滤料物理
截留和吸附等功能，去除污水中的SS；通过投加除磷剂，利用微絮凝过滤功能，
确保总磷的稳定去除；通过投加碳源，利用微生物进行反硝化脱氮，可保障总氮
稳定达标。

（2）脱氮效率高
上向流反硝化深床滤池反硝化过程中产生的氮气会随着水流流出滤池，故在运行过程中，无需进行驱氮，一方面节省了运行费用和冲洗水耗，另一方面也避免了驱氮过程中对滤料上微生物的扰动，保障反硝化滤池一直处于稳定运行的状态，脱氮效率更高。

（3）碳源投加量省
反硝化需要在缺氧的环境下进行，若进水中含有溶解氧，则会多消耗碳源，造成碳源的浪费，而上向流反硝化深床滤池是通过底部管道封闭进水，滤池进水的过程中不存在跌落带入溶解氧的情况，可以很大程度的节省碳源投加量［4］。

3相关思考
3.1关注工艺流程的可行性
在污水处理厂提标改造的过程中，应当对污水处理厂现状工艺的运行情况、处理效果、能耗、优缺点等做充分的调研分析，再根据可用的占地面积以及水力情况，有的放矢地进行工艺流程的选择。

3.2关注不停水或少停水方案设计
随着环保部门对污水处理厂出水水质管控的日趋严格，污水处理厂需要应对24h连续稳定达标排放的要求。

在污水处理厂提标改造中，如何优化设计和施工方案、合理确定实施时序、尽量做到不停水和少停水至关重要。

本次提标改造，通过方案研究，确定先实施新建的深度处理系统，深度处理系统具备通水运行条件后再实施现状工艺的改造和设备更新，同时将管道改接、现状结构改造等需临时停水和断水的环节集中施工，结合部分闸阀的设置，成功将停运时间控制在个位天数，确保了污水处理厂正常的运行。

4.结语
1 反硝化深床滤池可根据进水水质灵活调整处理工艺，对出水的SS、TP和TN均有很好的保障功能。

2 上向流反硝化深床滤池运行过程中，氮气释放方向与滤池水流方向相同，脱氮效率高；底部管道封闭进水，进水与空气隔绝，避免跌水复氧的情况发生，
碳源有效利用率更高。

参考文献
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