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摘 要：海寧丁橋污水處理廠原有一、二期工程主體工藝為 SBR，三期工程主體工藝為 A2O，運(yùn)行中出水 TN、TP 和 SS 達(dá)不到錢(qián)塘江流域要求的一級(jí) A 排放標(biāo)準(zhǔn)。提標(biāo)工程在現(xiàn)狀流程后增加反硝化深床濾池深度處理工藝以強(qiáng)化脫氮除磷及去除 SS。實(shí)際運(yùn)行時(shí)因進(jìn)水溶解氧幾近飽和，脫氮消耗的外加碳源遠(yuǎn)大于理論值，所以不再外加碳源，出水水質(zhì)也能達(dá)到一級(jí) A 排放標(biāo)準(zhǔn)。出水TP、TN、SS、NH3 － N、BOD5 和 COD 最大濃度分別為 0． 31、12． 70、7． 00、3． 05、6． 0、43． 7 mg /L，平均去除率分別為 40． 11% 、6． 20% 、35． 03% 、69． 32% 、33． 33% 、14． 08% ，表明反硝化深床濾池去除總氮效果一般，但對(duì) TP、SS、NH3 － N 的去除效果很好。

關(guān)鍵詞：反硝化深床濾池; 一級(jí) A 提標(biāo); 運(yùn)行效果

錢(qián)塘江水系為浙江省八大水系之首，為保護(hù)錢(qián)塘江的區(qū)域水環(huán)境，《浙江省地面水環(huán)境保護(hù)功能區(qū)劃分》要求其達(dá)到Ⅲ類(lèi)水體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。《浙江省環(huán)境保護(hù)“十二五”規(guī)劃》提出“加快推進(jìn)污水處理設(shè)施提標(biāo)改造，新建、在建城市污水處理廠配套建設(shè)脫氮除磷設(shè)施，太湖流域、錢(qián)塘江流域城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施執(zhí)行一級(jí) A 標(biāo)準(zhǔn)，其他地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施執(zhí)行一級(jí) B 標(biāo)準(zhǔn)”的指導(dǎo)意見(jiàn)。在此背景之下，對(duì)屬于錢(qián)塘江流域的海寧丁橋污水處理廠進(jìn)行升級(jí)改造，出水水質(zhì)由一級(jí) B 提升至一級(jí) A 排放標(biāo)準(zhǔn)。

1 工程概況

海寧丁橋污水處理廠現(xiàn)狀設(shè)計(jì)規(guī)模為 15萬(wàn) m3 /d，分為一、二期工程和三期工程兩個(gè)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)出水水質(zhì)為一級(jí) B 標(biāo)準(zhǔn)。一、二期設(shè)計(jì)規(guī)模為10 萬(wàn)m3 /d主體采用 SBＲ 工藝; 三期工程設(shè)計(jì)規(guī)模為 5萬(wàn) m3/d，主體采用 A2O 工藝。

升級(jí)改造前，海寧丁橋污水處理廠主要面臨以下問(wèn)題: ① 一、二期工程主體采用 SBＲ 工藝，由于潷水器出水易虹吸，出水水量極不穩(wěn)定，峰值流量超過(guò)平均流量的 1． 5 倍以上，嚴(yán)重影響了后續(xù)處理單元的運(yùn)行，尤其是影響現(xiàn)有終沉池的泥水分離效果，出 水 SS 超標(biāo)較嚴(yán)重。② 一、二期 SBＲ 工藝出水水質(zhì)不穩(wěn)定，脫氮效果較差。③ 三期工程 TN、SS 不能穩(wěn)定達(dá)到一級(jí) A 排放標(biāo)準(zhǔn)。

該工程面臨時(shí)間緊、不能停水、水力高程受限等問(wèn)題，對(duì)現(xiàn)有生化系統(tǒng)，尤其是一、二期 SBＲ，進(jìn)行強(qiáng)化除磷脫氮的改造困難重重。反硝化深床濾池同時(shí)具有反硝化脫氮、過(guò)濾去除 SS 和 TP 的作用，在一級(jí)A 提標(biāo)項(xiàng)目中應(yīng)用較多，在現(xiàn)有流程后新建反硝化深床濾池，既不影響現(xiàn)狀污水處理廠的運(yùn)行，又能比較快速地實(shí)現(xiàn)提標(biāo)目標(biāo)。

因此海寧丁橋污水處理廠對(duì)一、二、三期工程采用深床反硝化濾池深度處理工藝進(jìn)行一級(jí) A 提標(biāo)改造。

2 反硝化深床濾池工藝設(shè)計(jì)及運(yùn)行參數(shù)

2. 1 工藝設(shè)計(jì)

設(shè)計(jì)規(guī)模為 15萬(wàn) m3 /d，總變化系數(shù)為 1． 3，設(shè)計(jì)水溫為 12 ℃。濾池設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)見(jiàn)表 1。

深床反硝化濾池在現(xiàn)狀一級(jí) B 出水后增加，這部分工藝流程見(jiàn)圖 1。

反硝化深床濾池主要設(shè)計(jì)參數(shù)如下:

① 反硝化濾池

分 9 格，單格平面尺寸為 3． 56 m × 32． 11 m，平均濾速 為 6． 83 m /h; 反硝化容積負(fù)荷為 0． 673 kgNO －3 － N/( m3 ·d) ; 空床濾料有效容積為 2 230 m3，濾池出水設(shè)置氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥。采用石英砂濾料，粒徑為 2 ～ 4 mm，濾床深度為2． 44 m，承托層為天然鵝卵石，粒徑為 3 ～ 38 mm，承托層深度為 0． 45 m，下向流，進(jìn)水和反沖洗反向。布水布?xì)庀到y(tǒng)采用濾磚和不銹鋼穿孔管。

② 反沖洗系統(tǒng)

設(shè)置清水池1 座，有效容積為876 m3，配置反沖洗潛水泵 2 臺(tái)( 1 用 1 備) ，流量為 1 675 m3 /h，揚(yáng)程為 113 kPa，功率為 90 kW。設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)房 1 座，平面尺寸為 12 m × 9． 6 m，配置反沖洗羅茨鼓風(fēng)機(jī) 3 臺(tái)，風(fēng)量為 104． 5 m3 /min，風(fēng)壓為 82． 7 kPa，功率為 200 kW。

③ 反沖洗廢水

反沖洗廢水池有效容積為 876 m3，滿足 2 格同時(shí)反沖洗儲(chǔ)存水量要求。配置反沖洗排水泵 2 臺(tái) ( 1 用 1 備) ，流量為 348 m3 /h，揚(yáng)程為 80 kPa，功率為 15 kW。

④ 加藥系統(tǒng)

本工程利用現(xiàn)狀工程混凝沉淀池的 PAC 投加系統(tǒng)進(jìn)行絮凝劑投加。改造現(xiàn)狀加藥間，在提升泵后管道投加液體乙酸鈉。采用 25% 濃度的商品乙酸鈉溶液，該溶液COD 當(dāng)量為 220 000 mg /L，設(shè)計(jì)最大投加量為 50 mg /L，最大日為 34． 08 m3 /d，稀釋至 15% 后投加。設(shè)置 4 臺(tái)數(shù)字計(jì)量泵( 2 用 2 備) ，流量為 0 ～ 1 500 L /h，揚(yáng)程為 400 kPa，功率為 0． 75 kW。

2. 2 運(yùn)行參數(shù)

深床反硝化濾池采用變水位運(yùn)行，濾床最大設(shè)計(jì)水頭損失為 25 kPa，濾料以上運(yùn)行水位為 1． 2 ～ 2． 4 m。沖洗周期約 36 ～ 48 h，驅(qū)氮周期根據(jù)水質(zhì)情況確定為 4 ～ 6 h。

反沖洗方式: 濾池采用自動(dòng)反沖洗，反沖洗程序根據(jù)濾池單池水頭損失或時(shí)間來(lái)控制，也可進(jìn)行手動(dòng)控制。氣反沖洗強(qiáng)度為 110 m /h; 氣水反沖洗強(qiáng)度: 氣 110 m /h，水 14． 7 m /h; 水反沖洗強(qiáng)度為 14．7 m /h; 每格反洗水量為 334m3/d。同一格濾池二者不同時(shí)進(jìn)行。

3 反硝化深床濾池運(yùn)行效果分析

2017 年 2 月—5 月，對(duì)反硝化深床濾池進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試。調(diào)試期間投加碳源液體乙酸鈉，調(diào)試期結(jié)束后不再加藥，運(yùn)行至今。

3. 1 投加乙酸鈉進(jìn)行反硝化脫氮運(yùn)行效果

運(yùn)行調(diào)試期間，乙酸鈉投加量為 3． 4 ～ 30． 6 t /d不等，不同投加量下的 TN 去除效果見(jiàn)表 2。

從表 2 可知，本工程出水的硝態(tài)氮比較平穩(wěn)，并沒(méi)有因乙酸鈉投加量增加而有明顯的減小。在生物脫氮工藝中，COD/NO －3 － N 是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)參數(shù)，它表征了去除硝酸鹽所需要的可利用的有機(jī)物量。以乙酸鈉為碳源時(shí)，單位 NO －3－ N 去除量的COD 投加量為 3．66。本工程深床反硝化濾池進(jìn)水為二級(jí)生化出水，調(diào) 試 運(yùn) 行 期 間 ΔCOD/ ΔNO －3 － N平均值約 15． 68。碳源利用率較低的原因與進(jìn)水溶解氧含量過(guò)高有關(guān)。一方面，本工程進(jìn)水 COD 最高達(dá)到 800 mg /L 以上，為去除 COD，SBＲ生物池曝氣量大，且出水溶解氧比較高; 另一方面，本工程采用變水頭過(guò)濾，濾池進(jìn)水存在最大 1．2 m 的跌水，客觀上起到了跌水曝氣的效果，使得濾池進(jìn)水中的溶解氧處于飽和狀態(tài)，這些溶解氧需要消耗大量的外加碳源才能形成反硝化所需要的缺氧狀態(tài)，從而限制了濾池反硝化脫氮的能力。

3. 2 沒(méi)有外加碳源的運(yùn)行效果

本工程實(shí)際運(yùn)行時(shí)不再外加碳源，2018 年 1 月—7 月的運(yùn)行數(shù)據(jù)見(jiàn)表 3。

由表 3 可知，出水 TP、TN、SS、NH3 － N、BOD5 和 COD 最大質(zhì)量濃度分別為 0． 31、12． 70、7． 00、3． 05、 6． 0、43． 7 mg /L，平 均 去 除 率 分 別 為 40． 11% 、 6． 20% 、35． 03% 、69． 32% 、33． 33% 、14． 08% ，表明濾池去除總氮效果一般，但對(duì) TP、SS、NH3 － N 的去除效果很好，出水水質(zhì)接近地表水準(zhǔn)Ⅳ類(lèi)指標(biāo)。

4 結(jié)論與建議

① 本工程反硝化深床濾池實(shí)現(xiàn)了脫氮除磷和降低 SS 的工程目標(biāo)，出水水質(zhì)能夠穩(wěn)定達(dá)到一級(jí) A標(biāo)準(zhǔn)，并且接近地表水Ⅳ類(lèi)水質(zhì)指標(biāo)。

② 反硝化深床濾池可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)確定是否投加碳源，實(shí)現(xiàn)過(guò)濾功能和反硝化功能的切換。

③ 本工程中，反硝化深床濾池除了除磷脫氮和去除 SS 以外，對(duì) COD 也有約10% 的降解能力，且出水水質(zhì)穩(wěn)定。

④ 今后的運(yùn)行中，如要進(jìn)一步降低出水 TN，建議通過(guò)調(diào)節(jié)濾池出口氣動(dòng)調(diào)節(jié)蝶閥的開(kāi)度，用閥門(mén)阻力逐漸減小的方法，克服濾層中增加的水頭損失，實(shí)現(xiàn)恒水位過(guò)濾，控制跌水高度，降低進(jìn)水溶解氧的含量，節(jié)約外加碳源的投加量。

⑤ 如要進(jìn)一步降低出水 SS 和 TP，建議前端混凝沉淀池增大 PAC 投藥量，同時(shí)適當(dāng)縮短反硝化深床濾池反沖洗間隔時(shí)間。

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