高效沉淀/反硝化滤池处理城镇污水厂尾水的深度提标工艺研究

(1.浙江省环境保护科学设计研究院，浙江 杭州 310007；2.浙江省环境污染控制技术研究重点实验室，浙江 杭州 310007；3.浙江大学，浙江杭州 310058)

高效沉淀/反硝化滤池处理城镇污水厂尾水的深度提标工艺研究

荆王松1，2，3王晓敏1，2张敏东1，2梅荣武1，2孔令为1，2

(1.浙江省环境保护科学设计研究院，浙江 杭州 310007；2.浙江省环境污染控制技术研究重点实验室，浙江 杭州 310007；3.浙江大学，浙江杭州 310058)

基于对城镇污水处理厂尾水提标改造的研究，通过高效沉淀池与反硝化滤池联用，对浙江某城镇污水处理厂出水进行处理至特别排放限值。联用工艺处理后，水质满足COD≤30mg/L、BOD5≤6mg/L、SS≤5mg/L、NH3-N≤1.5mg/L、TN≤10mg/L、TP≤0.3mg/L，且出水水质稳定。

高效沉淀；反硝化滤池；城镇污水厂尾水；脱氮除磷；提标工艺

近几年，我国城镇污水处理厂尾水基本执行一级A标准，随着国内对于污水排放标准要求日趋严格，尤其对国土开发密度较高、环境承载能力较弱、环境容量较小、生态环境脆弱的区域需执行水污染物特别排放限值，污水处理的深度提标工作势在必行(主要污染物指标的特别排放限值与一级A标准见表1)。而浙江省污水处理厂排放的污水量约占全省总污水量的60%，是污水深度提标的切入点，更是改善水环境质量的重点。

表1 主要污染物指标的不同排放标准

注：括号外为水温>12度，括号内为水温<12度。

许多学者也在提标改造方面进行了大量的试验研究。何圣兵等[1]、陈冠辉等[2]基于膜生物反应器(MBR)的基础上，利用高浓度的污泥在絮体中形成的好氧和厌氧环境实现同步消化反硝化，COD的去除和脱氮效果显著。邹联沛等[3]通过向MBR工艺中投加絮凝剂，可以通过共沉淀的方式来提高磷的去除效果。但大部分的同步脱氮除磷的工艺技术操作复杂且占地面积较大，在实际操作中，城镇污水处理厂难以满足这样操作要求。而且对于磷的去除最终必须靠排出剩余污泥来实现，因此对于工艺研究依然提标改造工作的重中之重。

1 提标工艺设计

结合表1可知，城镇污水处理厂尾水提标至排放限值，主要是解决脱氮除磷的问题。因此，提标改造工作中脱氮除磷工艺的选择非常重要。

1.1 脱氮工艺选择

尾水中总氮多为硝态氮和氨氮，对总氮的去除需要强化反硝化过程，如如强化前端生化池单元、增加深床反硝化滤池单元以增强生物脱氮效果[4]。

反硝化滤池是生物反硝化作用过程与过滤工艺的有机结合，但最主要的功效是利用生物反硝化脱氮，通过纵深截留固体物来补充碳源，达到脱氮效果。反硝化滤池的去除效率高，在较小的占地面积依然具有较强去除效果，切出水水质稳定。由于额外碳源的投加，对于 COD稳定达标较敏感的污水处理厂，可在反硝化生物滤池后设置短停留时间的曝气池，以去除过量的碳源。

1.2 除磷工艺选择

尾水中总磷则是指污水中有机磷和无机磷的总和。生物除磷法通常会受到生物脱氮的影响，深度除磷工艺有生物法、化学法和膜法。

除磷工艺中生物法不需投加药剂、产生污泥量少，但运行稳定性较差，对进水的水质水量要求严格。相比较生物除磷，化学法除磷具有操作简单、去除效果好、运行结果稳定等优点，而且对于进水浓度较大或有一定波动时，仍有较好的除磷效果[5]。高效沉淀作为化学法中常用的除磷技术，可在较小的容积下表现出较高的处理效果，且效率较高。

因此采用高效沉淀/反硝化滤池的组合工艺处理浙江某城镇污水处理厂出水，对联用工艺技术进行探究。

2 工艺分析

2.1 运行过程

通过收集浙江某城镇污水处理厂达标排放的尾水进行静流实验，尾水先进入高效沉淀池，通过投加一定量的混凝剂对水体中的总磷进行去除；沉淀池出水再经过反硝化滤池，向系统中投加部分碳源，并对每次实验进出水进行水质测定。根据水质测定的结果，开展条件实验，对每个处理单元的参数进行优化。

完成工艺参数优化工作后，开展高效沉淀-反硝化滤池的连续流中试实验，考察拟选择的提标改造工艺的运行效果。

2.2 运行结果

中试实验起始于2017年7月1日，为期一个多月。每天定时对联用工艺的处理单元进行水质测定，尾水处理水质结果见表2。

表2 联用工艺处理水质结果

续表2

日期高效沉淀池出水/反硝化滤池进水CODSSTNTP反硝化滤池出水CODSSTNTP7.234713160.255747.930.1547.24584414.10.883543124.10.4027.25571118.1/58410.6/7.26481512.80.3837661.890.1817.2741912.90.0354852.380.0357.28401312.10.0365241.720.0287.29361110.40.0294571.010.0327.3036107.030.0364134.020.0287.313749.810.0334244.970.0288.138410.40.1224145.180.0288.235612.90.0363628.240.0168.337612.10.0334123.940.0298.437812.90.0444235.840.021

2.3 运行结果分析

由于联用工艺后期趋于稳定，为了便于对比分析，因此采用中试实验前部分数据进行分析。反硝化滤池具体水质分析见下图1。

图1 反硝化滤池进、出水TP

由图1可知，经过高效沉淀池的出水TP浓度波动较大，TP浓度基本都在特别排放限值以上，在工艺运行后期，27天以后进水基本稳定，低于特别排放限值。经过反硝化滤池处理后出水基本满足特别排放限，后期工艺运行稳定，出水水质基本维持在0.02mg/L，说明反硝化滤池对于TP的去除有着良好的表现。

由图2可知，高效沉淀池出水的TN浓度一直维持在较高的浓度，有一定的波动，但基本维持在15mg/L。经过反硝化滤池的处理后，虽然出水水质也具有一定的波动性，但TN浓度基本维持在特别排放限值以下，但仍有几天超过排放限值，甚至超出一级A标，这可能与反硝化滤池中微生物的生活周期有关。经过停止碳源投加后，反硝化滤池出水中TN浓度稳定在排放限值以下，说明反硝化滤池中碳源的投加在一定程度上会影响TN的去除效果，这对后期工艺的优化有着重要的参照。

图2 反硝化滤池进、出水TN

3 结论与建议

随着我国对于污水排放标准要求日趋严格，尤其对国土开发密度较高、环境承载能力较弱、环境容量较小、生态环境脆弱的区域需执行水污染物特别排放限值，污水处理的深度提标工作势在必行，是改善水环境质量的重点。本研究基于对城镇污水处理厂尾水提标改造的研究，通过高效沉淀池与反硝化滤池联用，对浙江某城镇污水处理厂出水进行处理至特别排放限值。研究得出以下结论和建议：

(1)通过对城镇污水厂尾水提标改造工艺中脱氮除

磷技术研究，并根据水质特别排放标准，筛选确定高效沉淀与反硝化滤池联用工艺。

(2)通过开展静流式条件实验，筛选确定实验参数，并在此基础上进行连续流的工艺优化实验，构建了一套可以稳定运行的尾水脱氮除磷工艺，并进行为期一个多月的连续实验，处理效果良好。

(3)经过反硝化滤池处理后，出水COD≤30mg/L、BOD5≤6mg/L、SS≤5mg/L、NH3-N≤1.5mg/L、TN≤10mg/L、TP≤0.3mg/L，满足提标改造特别排放限值，后期工艺运行稳定。

(4)虽然反硝化滤池对于TP的去除有着良好的表现。但碳源的投加在一定程度上会影响TN的去除效果。为了解决外加碳源的影响，后期将对无外加碳源脱氮除磷工艺进行研究。

[1]何圣兵，等.生物膜-膜生物反应器处理生活污水的实验研究[J].给水排水，2002，28(11)：21-23.

[2]陈冠辉，王建永，高彦林.MBR的脱氮除磷工艺研究[J].水科学与工程技术，2008，(l)：57-59.

[3]邹联沛，等．膜生物反应器中化学除磷的研究[J]．中国给水排水，2O02，18(11)：19-21.

[4]刘红磊，李安定，邵晓龙，等.天津市《城镇污水处理厂污染物排放标准》解读[J].城市环境与城市生态，2015，28(6)：22-28.

[4]陈华. 化学沉淀法除磷和生物法除磷的比较[J]. 上海环境科学，1997(6)：33-35.

StudyonDeepImprovingProcessforTreatingMunicipalWastewaterTreatmentPlantEffluentbyHighEfficiencySedimentation/DenitrificationFilter

JING Wangsong1，2，3WANG Xiaomin1，2ZHANG Mindong1，2MEI Rongwu1，2KONG Lingwei1，2

(1. Environmental Research and Design Institute of Zhejiang Province，Hangzhou 310007，China； 2.Key Laboratory of environmental pollution control technology of Zhejiang Province，Hangzhou 310007，China； 3.Zhejiang University，Hangzhou 310058，China)

Based on the study of labeling reform of municipal wastewater treatment plant effluent，through the combination of high efficiency sedimentation tank and denitrification filter，municipal wastewater treatment plant in a town of Zhejiang Province to the discharge limit. After the combined process，the water quality meets COD≤30mg/L，BOD5≤6mg/L，SS≤5mg/L，NH3-N≤1.5mg/L，TN≤10mg/L，TP≤0.3mg/L，Water quality and stability.

high efficiency sedimentation；denitrification filter；municipal wastewater treatment plant effluent；nitrogen and phosphorus removal；improving process

项目资助：浙江省科技厅院所专项项目(No.2017F30031)

荆王松，硕士，研究方向为水污染治理

王晓敏，硕士，高级工程师，研究方向为水污染治理

文献格式：荆王松 等.高效沉淀/反硝化滤池处理城镇污水厂尾水的深度提标工艺研究[J].环境与可持续发展，2017，42(6)：167-169.

X703

A

1673-288X(2017)06-0167-03