反硝化深床濾池在污水處理廠提標(biāo)改造中的應(yīng)用

摘要：社會(huì)的進(jìn)一步發(fā)展，促使現(xiàn)階段我國水資源污染問題逐漸加劇的，此種情況下，污水處理廠需要發(fā)揮更加重要的作用，應(yīng)該通過合理的設(shè)備改造以及技術(shù)應(yīng)用，提升污水處理質(zhì)量?；诖耍疚囊詰堰h(yuǎn)縣污水處理廠改造為例，分析了反硝化深床濾池的建設(shè)方法，希望以下內(nèi)容的論述可以為反硝化深床濾池在實(shí)際工程中的應(yīng)用起到現(xiàn)實(shí)意義的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：反硝化深床濾池;微絮凝;提標(biāo)改造

近幾年，隨著經(jīng)濟(jì)的不斷提升，居民產(chǎn)生的生活污水?dāng)?shù)量不斷提升，城鎮(zhèn)水資源污染問題越發(fā)明顯，基于此，污水處理正在進(jìn)行積極改造與設(shè)備升級(jí)，以求可以更好完成污水治理作業(yè)，其中反硝化深床濾池等新技術(shù)、新工藝應(yīng)用十分重要，對(duì)于污水的處理效果較為明顯。因此，對(duì)反硝化深床濾池在污水處理廠提標(biāo)改造中的應(yīng)用研究有著鮮明現(xiàn)實(shí)意義。

一、工程概況

懷遠(yuǎn)縣污水處理廠實(shí)際設(shè)計(jì)規(guī)模為3.0萬m3/d，主體應(yīng)用的處理的二級(jí)工藝為改良型氧化溝，現(xiàn)狀污水處理廠尾水排放標(biāo)準(zhǔn)符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)B級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，為進(jìn)一步提升污水處理標(biāo)準(zhǔn)，保證周邊居民水環(huán)境安全，促進(jìn)當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展，污水處理廠進(jìn)行了提標(biāo)改造，提標(biāo)改造工程完成后要求污水處理廠尾水排放標(biāo)準(zhǔn)符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。本文以下內(nèi)容論述了污水處理廠原有基礎(chǔ)上，構(gòu)建反硝化深床濾池的一些基本內(nèi)容。

二、懷遠(yuǎn)縣污水處理廠改造影響因素

對(duì)于當(dāng)下污水處理廠而言，因?yàn)榻ㄔO(shè)時(shí)間較長等原因，所以在進(jìn)行反硝化深床濾池建設(shè)中需要考慮到以下問題：①該廠區(qū)及建設(shè)時(shí)間較長，屬于老廠區(qū)，周邊土地規(guī)劃基本完畢，所以可以應(yīng)用的土地面積并不多，基于此選擇的新型污水處理工藝需要具有較短的工藝流程。②雖然廠區(qū)建設(shè)時(shí)間較長，但是在完成提標(biāo)改造之后，需要保證污水懸浮物處理、氮、磷處理質(zhì)量過關(guān)，因此需要選擇的工藝具有深度處理效果。③在廠區(qū)，二級(jí)生物處理過程中所應(yīng)用到的氧化溝為“奧貝爾”，廠區(qū)內(nèi)沒有建設(shè)獨(dú)立厭氧區(qū)，因此對(duì)于污水中磷成分的去除效果并不明顯，所以需要選擇具有磷成分深度處理的工藝。

之所以考慮應(yīng)用反硝化深床濾池是因?yàn)槠渚哂幸韵聨讉€(gè)方面的特點(diǎn)：一方面，該類污水處理工藝在實(shí)際應(yīng)用過程中，可以去除多種類型的污染成分，并且應(yīng)用較為靈活，無論是國外還是國內(nèi)應(yīng)用技術(shù)都已經(jīng)成成熟。另一方面，該工藝應(yīng)用較為簡單，建設(shè)流程較為簡單，可以長期連續(xù)使用，使用壽命較長。如圖1所示就是反硝化深床濾池的基本結(jié)構(gòu)圖。

反硝化深床濾池

去除TN：利用適量優(yōu)質(zhì)碳源，附著生長在石英砂表面上的反硝化細(xì)菌把NOx-N轉(zhuǎn)換成N2完成脫氮反應(yīng)過程，經(jīng)過多個(gè)工程經(jīng)驗(yàn)和數(shù)年的歷史數(shù)據(jù)表明，在前端硝化反應(yīng)較完全的情況下，可穩(wěn)定做到出水TN≤10mg/l。

在反硝化過程中，硝酸氮不斷被還原為氮?dú)?，根?jù)實(shí)際運(yùn)行以及設(shè)備方提供的資料，每脫1g氮，則需要消耗4.9g的碳源（以乙酸計(jì)），由此設(shè)計(jì)碳源投加系統(tǒng)，以滿足反硝化對(duì)碳源的需求，深床濾池中會(huì)逐漸集聚大量的氮?dú)?，一方面這些氣體會(huì)使污水繞竄介質(zhì)之間，這樣增強(qiáng)了微生物與水流的接觸，同時(shí)也提高了過濾效率。

去除TP：微絮凝直接過濾除磷，深床濾池技術(shù)是省去沉淀過程而將混凝反應(yīng)與過濾過程在濾池內(nèi)同步完成的一種接觸絮凝過濾工藝技術(shù)。

這種直接過濾技術(shù)用于污水深度處理一般是指在二沉池后投加混凝劑，經(jīng)機(jī)械混合后直接進(jìn)入濾池，不僅可以進(jìn)一步降低CODcr和BOD5，而且可以穩(wěn)定保證SS、TP達(dá)標(biāo)，不僅可簡化污水廠處理流程，降低投資費(fèi)用，減少運(yùn)行費(fèi)用，而且還可延長過濾周期，提高產(chǎn)水量及出水水質(zhì)。

深床濾池具有以下優(yōu)點(diǎn)：

濾池不易板結(jié)，濾池內(nèi)無易損件;配水系統(tǒng)采用濾磚，開孔比率高，無堵塞，阻力小;濾料采用耐磨損球形石英砂，無流失，無需投加;運(yùn)行模式切換方便，同傳統(tǒng)砂濾池;濾池結(jié)構(gòu)簡單，組件少，施工安裝簡單方便;固定床方式，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，出水水質(zhì)穩(wěn)定;反沖洗頻率較低，通常1-2天左右反沖一次。

針對(duì)本工程規(guī)模及出水水質(zhì)特點(diǎn)，不同濾池性能中過濾性能基本都可以滿足要求，但從本工程實(shí)際出發(fā)，考慮懷遠(yuǎn)縣污水處理廠現(xiàn)狀水質(zhì)情況以及污水廠建成后便于運(yùn)行管理，為保障出水水質(zhì)，提高污水處理效率，綜合經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、出水水質(zhì)穩(wěn)定、運(yùn)行穩(wěn)定等各方面考慮，本工程推薦采用深床濾池作為深度處理過濾單元。

三、工程方案

（一）基本內(nèi)容

工程位于懷遠(yuǎn)縣，原有污水廠占地面積為2.8×104m2，項(xiàng)目占地面積為0.20×104m2。為保證本次工程可以正常發(fā)揮作用，保證污水處理質(zhì)量，根據(jù)實(shí)際污水處理要求，深度處理采用微絮凝+反硝化深床濾池工藝進(jìn)行建設(shè)。主要應(yīng)用到的機(jī)械工藝設(shè)備選擇國產(chǎn)高質(zhì)量設(shè)備，高精度設(shè)備采用國外品牌。

（二）設(shè)計(jì)水質(zhì)水量

本次污水處理量基本限定為3.0萬m3/d，收集以及處理的污水類型主要為“生活污水”，鑒于此，工程設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)以及提標(biāo)前出水水質(zhì)數(shù)據(jù)為表一所示。

本工程設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)為：

BOD5=150mg/l? COD=300mg/l? SS=250mg/l? NH3-N =30mg/l TN =40mg/l? TP=5mg/l

本工程出水水質(zhì)指標(biāo)執(zhí)行一級(jí)A類排放標(biāo)準(zhǔn)。

BOD5≤10mg/l? COD≤50mg/l? SS≤10 mg/l? TN≤15mg/l

NH3--N≤5mg/l? ?TP≤0.5mg/l? 糞大腸菌群：≤103個(gè)/L

四、微絮凝+過濾工藝分析

工藝描述：在此類工藝的具體應(yīng)用過程中，污水首先會(huì)經(jīng)過沉降池，在經(jīng)過沉降池之后需要添加絮凝劑，之后進(jìn)入到混合池中進(jìn)行處理，隨后進(jìn)入到反應(yīng)池進(jìn)行微絮反應(yīng)，反應(yīng)完成之后進(jìn)入到過濾池水進(jìn)行懸浮物去除，最后進(jìn)入到消毒池進(jìn)行最后處理。具體流程如圖2所示。

工藝特點(diǎn)：工藝應(yīng)用過程中加入絮凝劑進(jìn)一步降低了污水中有機(jī)成分的含量，對(duì)于提升過濾吸附效果有著重要作用。

在工藝的實(shí)際應(yīng)用應(yīng)用過程中，可以將基本流程分為兩個(gè)部分，第一個(gè)部分是混合，其存在的主要意義在于加快污水與添加試劑的融合速度，提升試劑應(yīng)用效果，保證沉淀以及過濾質(zhì)量。因?yàn)楸敬喂こ趟幚淼奈鬯當(dāng)?shù)量較大，流量變換

較為明顯，所以最終選擇的混合方法為機(jī)械快速混合。

第二個(gè)部分是過濾，應(yīng)用到的過濾設(shè)備為深床濾池，可以很好的避免穿透等問題，及時(shí)在污水處理前期已經(jīng)發(fā)生污泥膨脹等異?，F(xiàn)象，也不會(huì)對(duì)過濾環(huán)節(jié)以及污水處理質(zhì)量產(chǎn)生過多影響。并且濾池內(nèi)部固體物所具有的應(yīng)用負(fù)荷較高，因此可以進(jìn)一步降低過濾周期以及沖洗次數(shù)。

去除TN：整個(gè)工藝流程在去除TN的過程中將會(huì)應(yīng)用優(yōu)質(zhì)碳源進(jìn)行處理，而存于石英砂表面的硝化細(xì)菌將會(huì)完成脫氮反應(yīng)，從而讓污水中的TN含量降低到10mg/L之下。并且在進(jìn)行反應(yīng)時(shí)還會(huì)形成大量的氮?dú)?，這些氮?dú)鈱?huì)增加水物質(zhì)與微生物之間的接觸，進(jìn)一步提升過濾效果。

去除SS：就污水處理實(shí)際情況而言，基本上每毫克的SS當(dāng)中BOD5物質(zhì)的含量為0.5毫克左右，因此在對(duì)污水懸浮物進(jìn)行處理時(shí)，也降低了BOD5物質(zhì)含量，進(jìn)而達(dá)到污水處理目的。

去除TP：對(duì)于當(dāng)下應(yīng)用的主體工藝流程而言，絮凝反應(yīng)池將會(huì)直接過濾午睡中的磷物質(zhì)，因此對(duì)于深床濾池技術(shù)而言，是一種可以節(jié)省沉降過程的過濾方法[1]。通常情況下，會(huì)在污水處理的在二沉池之后加入適當(dāng)?shù)幕炷齽?，就?shí)際應(yīng)用效果而言，可以很好的降低污水中的CODcr和BOD5含量，還可以降低SS、TN含量。此種方法應(yīng)用成本較低，應(yīng)用效果良好，可以在適當(dāng)情況下大范圍使用。

五、提標(biāo)二級(jí)處理改造

（一）氧化溝改造

為了保證建設(shè)的反硝化深床濾池可以正常發(fā)揮作用，并且與原有污水處理設(shè)備正常關(guān)聯(lián)，需要對(duì)原有處理設(shè)備進(jìn)行適當(dāng)?shù)母脑?，作為污水處理的重要組成部分，氧化溝改造十分重要。本次改造過程中，首先在原有氧化溝內(nèi)加入了回流泵，每個(gè)內(nèi)溝當(dāng)中安裝兩臺(tái)，設(shè)計(jì)回流比例為200%，為保證回流效率，在氧化溝外部設(shè)置功率4kw的推流器。

（二）深度處理工藝設(shè)計(jì)

懷遠(yuǎn)縣污水處理廠所選擇應(yīng)用的深度處理工藝為“微絮凝過濾工藝”。當(dāng)水流經(jīng)過沉降池以及泵房之后，就會(huì)進(jìn)入到深度處理環(huán)節(jié)，在深度處理環(huán)節(jié)開始之前，需要進(jìn)行加藥處理，當(dāng)污水中出現(xiàn)微小絮體之后，經(jīng)過過濾池進(jìn)行過濾，最后進(jìn)入到消毒池去除大腸桿菌[2]。具體工藝流程如圖3所示。

（三）加藥間

加藥間存在的意義在于向污水中投放相應(yīng)的處理試劑，通常處理過程中所應(yīng)用到的試劑種類為堿式氯化鋁或鐵鹽，投放時(shí)間在污水進(jìn)行混合反應(yīng)之前。藥品投放流程為：首先將藥品投放到溶液池，將混合藥品之后的溶液應(yīng)用加藥泵投放到污水中。

深度處理中，通常按照5mg/l（純品）計(jì)算投加率，應(yīng)用藥劑純度為10%。設(shè)計(jì)的藥劑溶解池水量為兩座，池體建設(shè)規(guī)格為2.0×2.0×1.8m。在每個(gè)藥劑溶解池中，都會(huì)配備攪拌機(jī)以及液位計(jì)，以此保證經(jīng)加藥質(zhì)量。加藥泵采用隔膜計(jì)量泵，共2臺(tái)，1用1備，單臺(tái)流量325l/h，揚(yáng)程3bar，功率0.37kw[3]。建設(shè)數(shù)量為1座，實(shí)際尺寸為150m2。

六、結(jié)語：

綜上所述，在反硝化深床濾池的建設(shè)以及實(shí)際應(yīng)用過程中，污水處理效果較為明顯，可以很好的改善周邊水環(huán)境質(zhì)量，維護(hù)居民正常用水需求。因此，我國其它地區(qū)的污水處理廠可以考慮進(jìn)行反硝化深床濾池建設(shè)與改造，推動(dòng)城鎮(zhèn)水資源管理更加高效，加快污水系統(tǒng)基礎(chǔ)內(nèi)容建設(shè)，從而提升污水收集處理效率，推動(dòng)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。

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作者簡介：劉杰（1979-12），男，本科，高級(jí)工程師，從事市政給水排水設(shè)計(jì)工作。