硝化曝氣生物濾池與反硝化生物濾池工程實例

文/董俊 徐州市市政設計院有限公司江寧分公司 江蘇南京 210000

近年來全國水環境污染形勢嚴峻。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厲，污水排放水質要求愈加嚴格，很多早期建設的污水廠氮、磷排放標準低，已無法滿足新的環境保護需求，必須進行提標改造，減少氮、磷排放，改善生態環境。

本論文以大連某污水廠及中水廠工程為例，通過分析現狀問題，設計了優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模為4 ×104m 3/d，設計流量為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，并于2007年建成使用。污水廠二級處理采用CAST，經過處理的污水水質達到一級B 排放標準。中水廠以污水廠合格排水為水源，為了保證后續中水廠的穩定達標運行，中水廠設計產水水質為一級A 標準，實際運行水質數據顯示，中水廠產水水質經常不達標，主要表現為總氮超標。

污水廠處理出水自流進入二次提升泵池，污水經泵提升進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。濾池出水進入綜合池內的回流井，其中設置連續回流的硝化液回流泵，保證系統脫氮效率。污水在綜合池末端投加除磷藥劑后，經DE 濾池去除SS 和消毒池殺菌后回用。

通過工藝分析可以發現，本工藝存在硝化和反硝化不徹底的問題，導致總氮經常不達標，且DE 濾池前有加藥除磷，加大了濾布處理負荷，出水濾布反抽吸沖洗頻繁，降低系統了產水率。

2、技改工藝流程

工程技改技術細節如下：

本次技改將現狀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，在現狀曝氣生物濾池配水渠中新建精細格柵，并將現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，污水首先進入精細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氮。濾池出水經DE 濾池去除SS 和消毒池殺菌后回用。

3、構筑物及設備參數

（1）二次提升泵池：收集并調節污水廠處理排水水量，保證硝化曝氣生物濾池連續穩定進水。二次提升泵池尺寸為28 ×15 ×5.5m（有效水深4.5m），設計停留時間為61min，二次提升泵池內設4 臺變頻控制潛污泵。

（2）精細格柵：去除大顆粒雜物，保證濾池穩定運行。格柵型式為內進流板式膜格柵，過柵孔徑2mm。

（3）硝化曝氣生物濾池：經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，表面水力負荷6.4m/h，氨氮容積負荷為0.26kg/（m3·d）。

（4）三次提升泵池：收集硝化曝氣生物濾池產水，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），設計停留時間為11min，三次提升泵池內設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節污水營養平衡，污水中的硝態氮在濾料上附著的反硝化細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，表面水力負荷6.4m/h，硝態氮容積負荷為0.20kg/（m3·d）。

（6）綜合池：收集反硝化生物濾池產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。其中清水區尺寸為20.5 ×13.3 ×5.2m（有效水深4.2m），反洗排水區尺寸為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：對中水廠產水進行消毒殺菌，數量為2 座，每座尺寸為20 ×8 ×4.2m（有效水深3.5m），設計停留時間為40min。

（9）碳源加藥間：設置乙酸鈉加藥裝置，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 期間進行了連續采樣監測。

運行數據顯示該組合工藝運行穩定，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。考慮到進水氨氮和總氮濃度的大幅度波動，可以認為新系統對于氨氮具有明顯的去除率優勢，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。可長期保證中水廠穩定產水。

結論：

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）該工藝結構緊湊，占地面積小，適用于污水廠深度處理單元和中水廠項目；

（2）該工藝濾池內設置在線監測儀表，相應管道配備自動閥門，系統自動化運行；

（3）該工藝技術成熟，脫氮效果穩定，可保證系統穩定出水。同時系統配備在線監測儀表，可實現碳源精確加藥，節省運行成本。

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的問題。該案例可以為類似項目提標改造提供有用的參考數據資料。