活性砂濾池在污水處理工程中的應(yīng)用

陳華東　茍曉東　尹秀貞

（1山東省環(huán)科院環(huán)境工程有限公司山東濟(jì)南2500132中化地質(zhì)礦山總局山東地質(zhì)勘查院山東濟(jì)南250013）

活性砂濾池在污水處理工程中的應(yīng)用

陳華東1茍曉東1尹秀貞2

（1山東省環(huán)科院環(huán)境工程有限公司山東濟(jì)南2500132中化地質(zhì)礦山總局山東地質(zhì)勘查院山東濟(jì)南250013）

國(guó)內(nèi)引進(jìn)和使用活性砂濾池的時(shí)間相對(duì)較短，由于活性砂濾池在SS、TN、TP的去除方面有著較好的效果，因此，逐漸應(yīng)用于新建污水處理廠的深度處理及現(xiàn)有污水處理廠的提標(biāo)改造等方面。

活性砂濾池；深度處理；提標(biāo)改造

活性砂濾池最初于20世紀(jì)70年代末期由瑞典某研究所設(shè)計(jì)研發(fā)。主要用于通過采集河水、湖水來生產(chǎn)工藝用水和飲用水，同時(shí)還用于一定的廢水處理領(lǐng)域。近年來，因其具有良好的過濾和脫氮功能，在污水處理廠的深度處理和提標(biāo)改造工程中應(yīng)用越來越多。

1　工作原理

活性砂濾池為上流式移動(dòng)床過濾器，內(nèi)部介質(zhì)深度根據(jù)不同應(yīng)用和配置而有所不同。未處理的水進(jìn)入最近的頂部，之后通過配水器流入池底部。未凈化水通過介質(zhì)床向上流時(shí)，其中的的懸浮物固渣被過濾掉。當(dāng)過濾水到達(dá)過濾器頂部時(shí)，越過出流堰然后排出小部分過濾水通過洗砂機(jī)分流，這部分水可用于清洗，轉(zhuǎn)移固渣廢料。

活性砂濾池沖洗采用逆流沖洗方式，當(dāng)過濾水時(shí)，逆流沖洗會(huì)循環(huán)進(jìn)行。安裝在組件中心底部的空氣泵，將介質(zhì)從過濾器底部向上泵送到洗砂器。介質(zhì)送入到洗砂單元，會(huì)掉進(jìn)洗砂器，在該砂洗器中從砂中分離出來。過濾液在砂洗器中將固體顆粒作為廢物分離出來。落到砂床上繼續(xù)使用。各空氣提升泵通過氣控柜進(jìn)行調(diào)節(jié)。

活性砂濾池是一種集混凝、澄清、過濾為一體的高效過濾器。由于石英砂濾料在過濾器中呈自上而下的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，對(duì)原水起攪拌作用，因此攪拌絮凝作用可在過濾器內(nèi)完成。在進(jìn)水中加入鐵鹽或鋁鹽混凝劑時(shí)，即可實(shí)現(xiàn)化學(xué)除磷及除去懸浮物的功能；在進(jìn)水中加入碳源時(shí)，運(yùn)行狀態(tài)稍做調(diào)整，即可實(shí)現(xiàn)生物反硝化的功能。活性砂濾池的反硝化脫氮功能主要是附著在石英砂表面的反硝化細(xì)菌（石英砂表面粗糟，在其凹凸面上易于附著生物膜），利用水體中碳源或者外加的碳源，在缺氧條件下，利用硝酸氧化有機(jī)物質(zhì)而獲得自身生命活動(dòng)所需的能量，同時(shí)將水體中亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮?dú)猓_(dá)到脫氮目的同時(shí)提高水體中的堿度[1]。

2　工藝特點(diǎn)

（1）無初濾液，確保處理后的水干凈，質(zhì)量高；（2）沖洗水處理系統(tǒng)無沖擊荷載；（3）高懸浮物，無需預(yù)處理；（4）水頭損失低；（5）能耗低；（6）監(jiān)測(cè)、維護(hù)成本低；（7）連續(xù)反沖洗連續(xù)過濾無間隙；（8）占地面積小。

3　工程應(yīng)用實(shí)例

安徽某污水處理廠在深度處理階段采用了活性砂濾池，運(yùn)行數(shù)據(jù)表明，活性砂濾池對(duì)懸浮物具有良好的去除效果，當(dāng)進(jìn)水SS為15mg/L～35 mg/L時(shí)，出水SS＜8mg/L[2]。株洲某污水處理廠在提標(biāo)改造中，采用了活性砂砂濾池。對(duì)濁度和TP濃度的去除效果較明顯，同時(shí)能夠進(jìn)一步降低COD。針對(duì)污水處理廠的水質(zhì)條件，連續(xù)活性砂濾系統(tǒng)在濾速9.62m/h的水力條件下，投加聚合硫酸鐵50mg/L，砂濾出水水質(zhì)SS≤10mg/L，TP≤0.5mg/L，SS和TP的去除率都穩(wěn)定在65%以上[3]。

譚明[1]等人在河南省某污水廠廠研究在低水溫條件下連續(xù)砂濾池的反硝化脫氮效果及其主要影響因素，尋找最佳的甲醇碳源投加比。運(yùn)行結(jié)果表明：當(dāng)水溫降低至11.7℃時(shí)，在連續(xù)砂濾池里反硝化菌培養(yǎng)時(shí)間為24d；穩(wěn)定運(yùn)行后，砂濾池的濾速為4m/h時(shí)，反硝化去除總氮量超過15mg/L，容積負(fù)荷達(dá)0.6kg/(m3·d)，最佳甲醇碳源投加比為2.8～3.2，出水COD、SS濃度均可達(dá)到GB18918-2002中的一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。影響連續(xù)砂濾池反硝化脫氮效果的主要因素為進(jìn)水水溫、硝酸鹽濃度、溶解氧濃度、上升水力流速和甲醇投加比等。

4　運(yùn)行中存在的問題及解決措施

鄧書盈[4]等人對(duì)多個(gè)市政污水處理廠活性砂濾池的應(yīng)用及運(yùn)行管理進(jìn)行調(diào)研。調(diào)研發(fā)現(xiàn)活性砂濾池在市政污水處理廠應(yīng)用中存在的幾個(gè)共性問題和缺陷：（1）跑砂；（2）反沖洗不充分，礬花穿透砂層；（3）存在死角；（4）配水布水器及底部導(dǎo)砂倒傘損壞；（5）反沖洗水量過大。并提出了具體解決方法：首先，從設(shè)計(jì)上進(jìn)行改進(jìn)，一是選擇合適的濾速，一般宜取6.0 m/h～7.5m/h；二是優(yōu)化導(dǎo)砂堆體及導(dǎo)砂墻的設(shè)計(jì)，將其從底部到頂部均做成圓形結(jié)構(gòu)并砌筑到砂層上方，保證洗砂均勻，避免砂層出現(xiàn)死角，沉積淤泥。其次，加強(qiáng)運(yùn)行管理，必須進(jìn)行定期巡查，及時(shí)排除運(yùn)行中的故障，才能保證活性砂濾池的正常運(yùn)行。

朱甲華[5]等人對(duì)南方某污水處理廠活性砂濾池在運(yùn)行過程中出現(xiàn)的氣提故障問題進(jìn)行了分析，指出引起氣體故障問題的兩個(gè)主要原因是“水域真空”和“氣塞”現(xiàn)象。為解決“水域真空”問題，砂濾單元洗砂器附近增設(shè)升降氣沖管，直接插入到洗砂器底部某位置，為后續(xù)板結(jié)氣沖松砂洗砂服務(wù)。為解決“氣塞”現(xiàn)象，氣體管內(nèi)增設(shè)升降氣沖管，以方便后續(xù)提砂管內(nèi)砂粒板結(jié)，造成氣塞，便于疏通管路。

5　結(jié)語

活性砂濾池在SS、TN、TP的去除方面有著較好的效果，逐漸用于新建污水處理廠的深度處理及現(xiàn)有污水處理廠的提標(biāo)改造等方面。應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際需要，進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)、改進(jìn)設(shè)備材質(zhì)，避免使用過程中出現(xiàn)問題。

[1]譚明,等.連續(xù)砂濾池在低水溫條件下的反硝化脫氮效果[J].環(huán)境工程,2014,04:46-50.

[2]陳志平,等.活性砂濾池在污水處理廠深度處理中的應(yīng)用[J].中國(guó)給水排水,30(20):127-129.

[3]周進(jìn)勤,等.活性砂濾工藝在株洲某污水處理廠提標(biāo)改造工程中的應(yīng)用[J].中國(guó)市政工程,2015,06:36-38.

[4]鄭書盈,等.活性砂濾池在市政污水處理廠的應(yīng)用及運(yùn)行管理[J].中國(guó)給水排水,28(14):102-105.

[5]朱甲華,等.南方某污水廠活性砂濾池氣提故障的解決與建議[J].中國(guó)給水排水,31(8):109-111.

陳華東（1979—），男，山東濟(jì)寧，碩士，工程師，主要從事污水處理技術(shù)的應(yīng)用研究和工程設(shè)計(jì)工作。