反硝化深床滤池在污水处理厂提标改造工程中的应用

反硝化深床滤池在污水处理厂提标改造

工程中的应用

2郑州市建设安全监督站

摘要：本文通过深度处理工艺的对比选择，发现了反硝化深床滤池更适合对

去除氮磷和SS要求较高的污水处理厂提标改造工程。结合江苏某污水处理厂提

标改造工程实例，分析了反硝化脱氮的影响因素，详细描述了反硝化深床滤池系

统及其控制方式，为反硝化深床滤池在提标改造工程中的应用提供数据和设计参考。

关键词：反硝化深床滤池；深度处理工艺；提标改造工程

2021年，我国印发了《十四五城镇污水处理及资源化利用发展规划》，规划

进一步提出，要强化城镇污水处理设施弱项，提升污水水质排放标准。按照相关

标准和规划要求，多地污水处理厂尾水水质需要从《城镇污水处理厂污染物排放

标准》（GB 18918—2002）中的一级A或一级B标准提升为更高标准[1,2]。所以，污水处理厂需要结合提标要求、现状工艺、场地条件等因素，相应地开展提标改

造工作。

深度处理是污水处理厂提标改造工程中重要的一环，其中反硝化深床滤池因

其较好的过滤脱氮效果，广泛应用于污水处理厂提标改造工程中[1]。本文对比了

几种反硝化滤池的优缺点，对江苏某污水处理厂提标改造工程中反硝化深床滤池

的设计及特点进行了介绍，以期为城镇污水处理厂提标改造工程提供参考。

1深度处理工艺选择

根据不同的处理目的和要求，污水深度处理段可以采用不同的工艺组合，其

中包括混凝沉淀、过滤、生物脱氮、活性炭吸附、臭氧氧化等[2]。污水处理厂的

提标改造工程对出水水质提出了更高的要求，除了常规的二级生物处理之外，往

往还需要在深度处理阶段强化总氮的去除，因此需要采用具有脱氮功能的过滤工艺。常用的具备反硝化功能的过滤工艺主要有反硝化深床过滤池、反硝化生物滤池、反硝化活性砂滤池。

1.1反硝化深床滤池

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单元，在运行过程中，滤料层不断截留、吸附生化处理工艺出水中的悬浮物以及大量的微生物[3]。

在缺氧的环境中，利用菌群将硝态氮进行降解，进行脱氮处理。反硝化深床滤池

采用石英砂作为填料，滤层深度一般为1.8 ~ 2.4 m。反硝化深床滤池的均值石

英砂滤料允许固体杂质通过滤床表层，深入至滤池内部滤料中，达到整个滤池纵

深截留固体物的优异效果，该方式可使水头损失缓慢增加，从而降低反冲洗频率，以节省能耗和运行成本。

1.2反硝化生物滤池

反硝化生物滤池工艺的特点是使用新型的填料（较具代表性的滤料有聚苯乙烯、火山岩、陶粒滤料），在其表面及内腔空间生长有微生物膜，污水由下而上

或由上而下（取决于不同的滤池型式）时，微生物膜吸收污水中的硝酸盐并利用

内碳源或外加碳源进行脱氮。反硝化生物滤池中使用的填料具有较高的比表面积，导致该滤池具有更高的生物膜量，在有限的碳源下，对碳源的利用率更高，但由

于该滤池填料的粒径较大，导致该滤池对SS的过滤效果较差。

1.3反硝化活性砂滤池

反硝化活性砂滤池与流砂过滤器类似，其通过活性砂上长有的生物膜进行反

硝化过程。活性砂滤池一般流程为自下而上进行（水向上流经砂床，而砂子慢慢

向下移动），在反应过程中，石英砂滤料处于流化状态，加入混凝剂后，可以与

水实现快速混合，通过絮凝作用，将污水中的悬浮物去除，同时兼具化学除磷的

功能。滤池发生脱氮反应时设备容易发生堵塞，设备能耗及故障率较高。

表1反硝化滤池综合评价对比表

反硝化滤池

反硝化活性砂滤

池

反硝化生物滤

池

反硝化深床滤

池

介质石英砂陶粒

2 ~

3 mm石英砂

功能

去除SS、TP、

TN

去除SS、TN

去除SS、TP

和TN

保证效果SS<5 mg>

TP<0.2 mg/L

NO3--N<5 mg>

SS<10 mg>

（不能稳定达到）

SS<5 mg>

TP<0.3 mg/L

TN<3 mg>

耐冲击

能力

较差一般较好

占地较小一般一般

反冲洗

方式

连续运行、反洗气水反冲洗气水反冲洗

反冲洗

周期

/≥24 h≥24 h

反冲洗水量

高（10～

15 %）

<2 %

2 ~ 4 %(通常

2 %)

适用范围

适合小型污水

厂、工业给水、污水

深度处理

适用于大、

中、小型污水厂

适用于大、

中、小型污水厂

综合评

价

一般一般较好

分别对3种反硝化滤池的介质、功能等进行了综合评价对比，详见表1。三种反硝化过滤池均能够满足后置反硝化脱氮的需求。但反硝化生物滤池出水SS 的稳定性不高，反硝化活性砂滤池的单组规模较小，配套滤池组数极多，对布水布气等要求极高，且容易堵塞，维修工作量大，反冲洗水量也较大，因此限制了该工艺的广泛应用。综上，反硝化深床滤池工艺更适合对去除氮磷和SS要求较高的污水处理厂提标改造工程。

2工程概述

江苏省某市污水处理厂总规模为6.0万m3/d，已建规模为6.0万m3/d，本工程对现状6.0万m3/d处理设施进行提标改造。本工程实施后，该污水处理厂处理能力保持6.0万m3/d。污水处理厂原执行排放标准为《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准，经提标改造工程后尾水排放参照《地表水环境质量标准》准Ⅳ类水执行，具体指标详见表2。

表2提标改造工程前后出水水质情况表

序号项目

单

位

原设计出水

水质

提标后出水

水质

1COD Cr

mg/

L

≤50≤30