硝化曝氣生物濾池與反硝化生物濾池工程實例

文/董俊 徐州市市政設(shè)計院有限公司江寧分公司 江蘇南京 210000

近年來全國水環(huán)境污染形勢嚴(yán)峻。國家加大水污染防治力度，相繼出臺“水十條”等政策文件。伴隨著國家對污水治理管控日趨嚴(yán)厲，污水排放水質(zhì)要求愈加嚴(yán)格，很多早期建設(shè)的污水廠氮、磷排放標(biāo)準(zhǔn)低，已無法滿足新的環(huán)境保護(hù)需求，必須進(jìn)行提標(biāo)改造，減少氮、磷排放，改善生態(tài)環(huán)境。

本論文以大連某污水廠及中水廠工程為例，通過分析現(xiàn)狀問題，設(shè)計了優(yōu)化技改措施并在實際運行中證明了其對總氮處理效果的改善作用。

1、工程概況

大連某污水廠及中水廠工程規(guī)模為4 ×104m 3/d，設(shè)計流量為1667m 3/h，最大流量為1856m3/h。再生處理后的水作為工業(yè)冷卻用水、城市澆灑綠地用水和城市雜用水等。

該工程2006年開工建設(shè)，并于2007年建成使用。污水廠二級處理采用CAST，經(jīng)過處理的污水水質(zhì)達(dá)到一級B 排放標(biāo)準(zhǔn)。中水廠以污水廠合格排水為水源，為了保證后續(xù)中水廠的穩(wěn)定達(dá)標(biāo)運行，中水廠設(shè)計產(chǎn)水水質(zhì)為一級A 標(biāo)準(zhǔn)，實際運行水質(zhì)數(shù)據(jù)顯示，中水廠產(chǎn)水水質(zhì)經(jīng)常不達(dá)標(biāo)，主要表現(xiàn)為總氮超標(biāo)。

污水廠處理出水自流進(jìn)入二次提升泵池，污水經(jīng)泵提升進(jìn)入曝氣生物濾池配水渠并均勻分配至各池。濾池底部1.5m 濾料為反硝化段，上部3.0m 濾料為硝化段。濾池出水進(jìn)入綜合池內(nèi)的回流井，其中設(shè)置連續(xù)回流的硝化液回流泵，保證系統(tǒng)脫氮效率。污水在綜合池末端投加除磷藥劑后，經(jīng)DE 濾池去除SS 和消毒池殺菌后回用。

通過工藝分析可以發(fā)現(xiàn)，本工藝存在硝化和反硝化不徹底的問題，導(dǎo)致總氮經(jīng)常不達(dá)標(biāo)，且DE 濾池前有加藥除磷，加大了濾布處理負(fù)荷，出水濾布反抽吸沖洗頻繁，降低系統(tǒng)了產(chǎn)水率。

2、技改工藝流程

工程技改技術(shù)細(xì)節(jié)如下：

本次技改將現(xiàn)狀8 座曝氣生物濾池改造成2組（每組4 座），分別為硝化曝氣生物濾池與反硝化生物濾池，在現(xiàn)狀曝氣生物濾池配水渠中新建精細(xì)格柵，并將現(xiàn)狀綜合池的回流井改造成三次提升泵池。

二次提升泵池出水管上投加除磷劑，污水首先進(jìn)入精細(xì)格柵單元去除較大懸浮物后，均勻分配至硝化曝氣生物濾池去除氨氮和COD 后，在三次提升泵池中收集并提升至反硝化生物濾池去除硝態(tài)氮。濾池出水經(jīng)DE 濾池去除SS 和消毒池殺菌后回用。

3、構(gòu)筑物及設(shè)備參數(shù)

（1）二次提升泵池：收集并調(diào)節(jié)污水廠處理排水水量，保證硝化曝氣生物濾池連續(xù)穩(wěn)定進(jìn)水。二次提升泵池尺寸為28 ×15 ×5.5m（有效水深4.5m），設(shè)計停留時間為61min，二次提升泵池內(nèi)設(shè)4 臺變頻控制潛污泵。

（2）精細(xì)格柵：去除大顆粒雜物，保證濾池穩(wěn)定運行。格柵型式為內(nèi)進(jìn)流板式膜格柵，過柵孔徑2mm。

（3）硝化曝氣生物濾池：經(jīng)過去除較大粒徑懸浮物的污水，污水中的有機物和氨氮在濾料上附著的硝化細(xì)菌降解作用下得以去除。單座硝化曝氣生物濾池尺寸9.5 ×8 ×8.25m，4 座，表面水力負(fù)荷6.4m/h，氨氮容積負(fù)荷為0.26kg/（m3·d）。

（4）三次提升泵池：收集硝化曝氣生物濾池產(chǎn)水，并提升輸送至反硝化生物濾池，尺寸為10.3 ×8 ×5.2m（有效水深4.2m），設(shè)計停留時間為11min，三次提升泵池內(nèi)設(shè)4 臺變頻控制潛污泵。

（5）反硝化生物濾池：向污水中補充碳源調(diào)節(jié)污水營養(yǎng)平衡，污水中的硝態(tài)氮在濾料上附著的反硝化細(xì)菌降解作用下得以去除。單座反硝化生物濾池尺寸9.5 ×8 ×8.25m，4 座，表面水力負(fù)荷6.4m/h，硝態(tài)氮容積負(fù)荷為0.20kg/（m3·d）。

（6）綜合池：收集反硝化生物濾池產(chǎn)水并為硝化曝氣生物濾池與反硝化生物濾池提供反洗清水，同時收集硝化曝氣生物濾池與反硝化生物濾池反洗排水。其中清水區(qū)尺寸為20.5 ×13.3 ×5.2m（有效水深4.2m），反洗排水區(qū)尺寸為24 ×8 ×5.2m（有效水深4.5m）。

（7）DE 濾池間：去除污水中的剩余懸浮物。本項目DE 濾池單格有效過濾面積為72 平方米，共4 格，正常濾速6.1m/h，強制濾速8.1m/h。

（8）接觸池：對中水廠產(chǎn)水進(jìn)行消毒殺菌，數(shù)量為2 座，每座尺寸為20 ×8 ×4.2m（有效水深3.5m），設(shè)計停留時間為40min。

（9）碳源加藥間：設(shè)置乙酸鈉加藥裝置，本項目碳源采用25%濃度的乙酸鈉液體藥劑，配備2 臺450L/h 的加藥計量泵，變頻控制，并于反硝化生物濾池出水總氮連鎖，實時調(diào)整加藥量。

4、運行效果

本項目正常運行后，于2019-10-15 至2019-11-14 期間進(jìn)行了連續(xù)采樣監(jiān)測。

運行數(shù)據(jù)顯示該組合工藝運行穩(wěn)定，除了2019年10月20日，10月28日，11月11日的氨氮去除率稍低以外，出水氨氮總體上控制在2.0mg/L 以下，總氮濃度維持在10 mg/L 左右?？紤]到進(jìn)水氨氮和總氮濃度的大幅度波動，可以認(rèn)為新系統(tǒng)對于氨氮具有明顯的去除率優(yōu)勢，說明工程技改將硝化曝氣生物濾池與反硝化生物濾池分置的措施提高了氨氮的去除率，解決了該項目前期問題?？砷L期保證中水廠穩(wěn)定產(chǎn)水。

結(jié)論：

硝化曝氣生物濾池與反硝化生物濾池組合工藝處理在中水廠工程或污水廠深度處理工程中可以取得良好的運行效果，該工藝具有以下特點：

（1）該工藝結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，適用于污水廠深度處理單元和中水廠項目；

（2）該工藝濾池內(nèi)設(shè)置在線監(jiān)測儀表，相應(yīng)管道配備自動閥門，系統(tǒng)自動化運行；

（3）該工藝技術(shù)成熟，脫氮效果穩(wěn)定，可保證系統(tǒng)穩(wěn)定出水。同時系統(tǒng)配備在線監(jiān)測儀表，可實現(xiàn)碳源精確加藥，節(jié)省運行成本。

本次工程技改將硝化曝氣生物濾池與反硝化生物濾池分置的措施提高了氨氮的去除率，解決了大連市中水廠項目前期出現(xiàn)的問題。該案例可以為類似項目提標(biāo)改造提供有用的參考數(shù)據(jù)資料。