污水深度處理工藝的對比分析

王舜和

(天津市市政工程設計研究院，天津 300051)

北方某城鎮污水處理廠需進行提標改造工程，工程規模3 萬t/d。原處理標準為一級B，主要構筑物包括粗格柵、提升泵房、細格柵、沉砂池、生物反應池、二沉池、消毒設施等。為滿足一級A 處理標準，污水處理廠需要改造生物處理工藝和增加深度處理工藝，前者使之提升對COD 及氮的處理能力，后者用于處理磷和SS 指標，為此需要對目前常用的深度處理工藝進行對比分析，選擇合適的處理工藝。

1 污水處理廠常用深度處理工藝

1)傳統砂濾。該工藝主要借鑒給水廠過濾技術，通常以V 型濾池作為過濾單元，采用均質濾料，濾料深約1.2 m，濾速6 m/h～8 m/h，濾后水質好且穩定。采用氣水反沖洗，輔以表沖，濾料沖洗徹底，過濾周期長，運行管理經驗豐富。但V 型濾池占地面積較大，自控要求較高，大多數閥門為氣動閥，設備繁多，需配套反沖洗風機和水泵，工藝運行水頭損失達2 m 以上，耗能高，土建構造復雜，施工難度較大，工程費用很高。

2)反硝化濾池。該工藝主要為解決脫氮問題而開發，和V 型濾池池形相似，主要區別在于工藝具備脫氮功能，通過碳源投加控制系統可實現深度反硝化。從目前的工程經驗看，反硝化濾池運行效果穩定，可同步去除約5 mg/L 的TN，為脫氮受限制的污水廠提供了選擇。工藝的主要問題是一次投資成本較高，反沖洗系統耗能較大，僅適合對TN 有嚴格要求的污水廠采用。

3)活性砂濾池。活性砂濾池是近些年廣泛采用的一種綜合性深度處理設備，是一種集混凝、澄清、過濾為一體的高效過濾器，它不需停機反沖洗;采用單級濾料，無需級配，沒有水力分布不均和初濾液等問題;不需要反沖洗水泵及其停機切換用電動、氣動閥門。石英砂濾料在過濾器中呈自上而下的運動狀態，對原水起攪拌作用，過濾器內濾料清潔及時，可承受較高的進水污染物濃度。活性砂過濾器特殊的內部結構及其自身特點，使得混凝、澄清、過濾在同一個池體內全部完成，同其他技術相比，活性砂工藝往往可省略絮凝和沉淀環節，使得深度處理流程更為簡潔，占地面積相對緊湊，運行費用低于傳統工藝。

表1 過濾單元參數對比

4)纖維轉盤濾池。纖維轉盤濾池的特點是采用有機纖維堆織的纖維毛濾布，由6 小塊扇形單元組成過濾盤片，再通過中央集水管串聯起來，工藝配套反沖洗裝置由反洗水泵、反抽吸裝置及閥門組成，排泥裝置由排泥管、排泥泵及閥門組成，排泥泵與反洗水泵為同一水泵，運行狀態包括:過濾、反沖洗、排泥狀態。該技術的主要特點是能耗低，占地面積小，反沖洗水量較少，水頭損失少，是目前應用廣泛的一種過濾設備。

5)精密過濾器。回轉式精密過濾器是一種去除懸浮固體的過濾裝置。裝置為滾筒式，由設備主體模塊、核心過濾模塊、反沖洗系統、驅動系統、自控系統組成，滾筒上裝有可方便拆卸的濾網。設備的主要特點是采用高強度不銹鋼濾網，使用壽命長，維護工作少，且由于設備的集成化布置，占地面積很小，運行成本低，是近年來受到關注的新型深度處理工藝。本工程受占地面積限制，首先排除傳統處理工藝。此外根據近兩年水質情況，進水TN 約25 mg/L～35 mg/L，碳源相對充足，不需要另行建設反硝化設施，因此工藝對比主要集中在活性砂濾池、纖維轉盤濾池和精密過濾器。

2 各工藝設計參數對比

結合各設備方案，整理設計參數對比如表1 所示。

3 各工藝投資及成本對比

表2 過濾單元投資及運行成本對比

各工藝投資及運行成本如表2 所示。

4 各工藝特點分析總結

根據表1，表2 所列對比，對以上三種工藝的優缺點進行總結，如表3 所示。

表3 各工藝優缺點對比

5 工程方案的選擇及結論

本工程項目提標改造，占地面積受到限制;且為避免增加二次提升增大污水廠運行負擔，工程深度處理設計按重力流進行，實際可用水頭損失約為0.8 m;工程收水范圍內大部分為工業企業，根據以往運行經驗，轉盤濾池對該類水質較敏感，容易發生堵塞問題。根據上述工藝特點分析和總結，結合本項目實際情況，工程最終采用精密過濾器作為設計方案。

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