深床反硝化滤池在污水处理厂提标改造工程的应用

2022-04-13刘利，王程

低碳世界 2022年2期

刘利，王程

（1.重庆市三峡鱼复排水有限责任公司，重庆 401133；2.重庆市三峡水务北碚排水有限责任公司，重庆 400700）

0 引言

在实施高TN排放标准的污水处理措施中，反硝化滤池是较为有效的途径[1]。由于反硝化滤池本身具有占地面积小、能获得较好过滤性能和脱氮效果等优势，是目前深度处理城镇污水行业研究和应用的重点，并在污水处理厂再生水处理利用和提标改造中得到大量的应用[2-4]。

活性污泥工艺是目前国内污水处理厂生物处理段普遍使用的工艺，但部分污水处理厂存在用地不足的情况，生物滤池因其占地小在二级生物处理中和硝化滤池串联使用[5-8]。三峡库区某污水处理厂在此次提标改造范围内，该污水处理厂设计建成规模5×104m3/d，采用“前置厌氧池+氧化沟”工艺，出水水质按《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级B标准执行。因该厂建厂年限较久，受实际进水水质、水量与原设计差异较大，且厂区周边可用土地较少等影响，采用减量提标的方式进行提标改造。一方面分流该厂1万m3污水，减少该厂污水处理量，增加水力停留时间；另一方面实施提标改造工程，通过更换氧化沟曝气机增加曝气量确保NH3-N稳定达标，同时新建深度处理工艺深床反硝化滤池确保SS、TP、TN稳定达标[9-10]。提标改造工程于2017年底完成后，该污水处理厂出水执行一级A标准，目前运行效果良好。

1 提标前现状

1.1 提标前的工艺流程

该厂提标前的工艺流程如图1所示，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，进入到氧化沟生物池，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，二沉池出水再进入接触消毒池进行二氧化氯消毒，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。

图1 提标前的工艺流程

1.2 进、出水的水量、水质

根据该污水处理厂2015年1月1日—2017年10月31日的进、出水水量和水质监测数据等相关的资料统计，该污水处理厂于2001年建成投运，至今已21年，随着城市发展，该厂进水水质与设计水质已有较大差异。图2为该厂2015年1月1日—2017年10月31日处理水量统计。

图2 2015年1月1日—2017年10月31日处理水量统计

1.2.1 进水水量、水质

该厂2015年1月—2017年10月进水水质数据统计如表1所示。

表1 2015年1月—2017年10月进水水质数据统计

该厂处理水量超过设计规模的频率达44.73%，除进水总氮（无设计值）及NH3-N之外，其他污染物进水水质指标均长期出现超过设计值的情况，其中COD、BOD5、SS、TP超过设计值的频率分别为91.40%、80.93%、97.68%、93.41%。进水水质已严重超过该厂设计负荷。

1.2.2 出水水质

该厂2015年1月—2017年10月出水质数据统计如表2所示。

表2 2015年1月—2017年10月出水水质数据统计

与一级A标准对比，该厂出水水质除COD、BOD5稳定达标以外，其余指标均不能稳定达标，其SS、TN、TP、NH3-N达标率分别为61.93%、74.18%、34.91%、97.00%。通过分析，现状通过二级处理的TP、SS能稳定达到一级B标，要实现一级A标可以通过增加化学除磷药剂使用量和增强过滤效果提高的TP和SS的去除率；要实现NH3-N的达标排放可以通过增加氧化沟曝气量；要实现TN的达标排放可通过提高生物池反硝化效率、后置新增反硝化工艺等措施。

2 提标改造工程工艺设计

2.1 提标改造工艺确定

根据1.2章节中进、出水的水量、水质数据可以看出，本次提标改造重点是SS、TN、TP这3个指标，同时兼顾NH3-N指标稳定达标。综合考虑该厂实际情况：①该厂进水水量、水质严重超过设计负荷。②按该厂处理规模5万m3，出水水质达一级A标核算后，总有效容积、水力停留时间均为需求标准55%，反硝化区严重不足。③该厂曝气方式主要采用表面曝气机进行充氧，充氧效率较低。④扩建用地少，无法大幅进行生物池扩容及后置多个深度处理工艺。故考虑一方面减量提标，分流该厂污水处理厂水量1万m3；另一方面在现有氧化沟工艺增加曝气量，确保硝化完全，保障出水氨氮达标，后置深度处理工艺采取反硝化措施。同时，深度处理工艺选择能够同时降低SS、TP、TN这3个污染物浓度值的技术，因此本次提标改造采用“氧化沟改造+深床反硝化滤池”工艺。