惠州市某鎮生活污水處理廠一期工程設計規模日處理生活污水 1.0 萬 m³/d，于 2005 年 9 月建成投入運行，主體工藝采用改良型氧化溝工藝，污水處理廠處理后的尾水達到廣東省地方標準《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第二時段一級標準和《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級 B 標準的較嚴者。
為了為確保水污染得到有效控制和改善，改善城市居民的生活環境，完善城鎮基礎設施，營造良好的投資環境，促進經濟的發展，該鎮污水處理廠實施了提標改造工程。本工程實例提標是在原有改良型氧化溝工藝的基礎上，增加混凝池和反硝化深床濾池工藝。
1 設計水質水量
設計水量為 1.0 萬 m³/d，收集的污水主要為生活污水，污水處理廠設計進水水質及提標前出水水質如下表所示。
本工程實例提標前現狀的出水水質基本達標，提標后采用廣東省地方標準《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第二時段一級標準和《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級 A 標準的較嚴者。如下表所示。
2 提標改造工藝流程
根據污水處理廠的運行狀況，污水處理廠的二沉池有浮萍等富營養化標志物出現，出水中含較多 N、P 元素;同時由于帶式脫水機的處理能力不足，一方面導致回流量增大，系統內污泥齡加大，使得污泥活性降低，脫氮除磷效果變差，另一方面導致二沉池沉淀污泥停留時間變長，產生厭氧效果，磷在厭氧條件下被釋放，使出水含磷量增高。針對污水處理廠實際運行問題，本著減少對現狀產生影響的原則，本工程的提標改造在原有粗格柵——細格柵——旋流沉砂池——改良型氧化溝——二沉池——接觸消毒的工藝流程基礎上，增加中間水池、混凝池、反硝化深床濾池、清水池、污泥濃縮池、反硝化加藥間和風機房，同時增加污泥脫水機。提標改造后具體工藝流程圖見圖：
來自生活污水收集管網的污水進入粗、細格柵，旋流沉砂池，將大部分固體垃圾、SS 去除，以保護管道、閥門等設施免受磨損和阻塞。經過物理預處理工藝段之后，生活污水提升至改良型氧化溝的厭氧段布水系統，經過厭氧反應，COD 可得到大幅度的降低，以推流流態經過缺氧段和好氧段，并保持一定的回流比，進行生化脫氮除磷。經生化處理后的出水進入二沉池，生物污泥沉淀至池體下部，通過污泥回流泵站輸送至污泥濃縮池，污泥經過污泥濃縮池的作用含水率降低，然后通過螺桿泵輸送至帶式濃縮壓濾機進行污泥處理。
二沉池出水含超過標準濃度的氮、磷，因此在二沉池后加混凝池和反硝化深床濾池，分別采用物理化學方法和生物方法對磷、氮元素進行深度處理。反硝化濾池利用適量優質碳源，附著生長在石英砂表面上的反硝化細菌把 NOx-N 轉換成 N2，完成脫氮反應過程，并在過濾作用下有效降低 SS。反硝化深床濾池出水接入接觸消毒池，沿用原有消毒工藝進行消毒，去除各類細菌病原體，大幅減少大腸菌數，最后經巴氏計量槽計量后達標排放。
3 混凝池+反硝化深床濾池的工藝描述
反硝化深床砂濾池的濾料采用 2~4 mm 石英砂介質，濾床深度 1.83 m，濾床有足夠的水質保護深度，避免水質擊穿，即使前段處理工藝發生污泥膨脹或異常情況也不會使濾床發生水力穿透，能輕松應對峰值流量或處理廠污泥膨脹等異常情況。由于固體物負荷高、床體深，均質石英砂濾床允許固體雜質透過濾床的表層，深入濾料中，達到整個濾池縱深截留固體物。當反硝化濾池完全失去過濾水頭時，必須對濾池進行反沖洗，反沖洗模擬人洗手搓擦模式，采用強力空氣和水進行聯合反沖洗，高強度的空氣使濾床產生微膨脹，使濾料相互搓擦，使截留的 SS 全部剝離介質，通過反沖洗水將 SS 清理出濾池，清洗率達到 100 %，采用腰段排泥反沖洗模式，反沖洗用水不超過處理廠水量的 2 %。
去除 TN：利用適量優質碳源，附著生長在石英砂表面上的反硝化細菌把 NOx-N 轉換成 N2 完成脫氮反應過程，經過多個工程經驗和數年的歷史數據表明，在前端硝化反應較完全的情況下，本技術可穩定做到出水 TN≤10 mg/L。在反硝化過程中，由于硝酸氮不斷被還原為氮氣，深床濾池中會逐漸集聚大量的氮氣，一方面這些氣體會使污水繞竄介質之間，這樣增強了微生物與水流的接觸，同時也提高了過濾效率。但是當池體內積聚過多的氮氣氣泡時，則會造成水頭損失，這時就必須采用驅氮技術驅散氮氣，恢復水頭，每次持續 2 分鐘左右。
去除 SS：通常每毫克 SS 中含 BOD5 0.4~0.5 毫克，因此在去除固體懸浮物的同時，同時也降低了出水中的 BOD5。另外，出水中固體懸浮物含有氮、磷及其他重金屬物質，去除固體懸浮物通常能降低部分上述雜質，配合適當的化學處理，能使出水總磷穩定降至 0.5 mg/L 以下。反硝化濾池能輕松滿足 SS 不大于 8mg/L(通常 SS 5 mg/L 左右)的要求。
去除 TP：結合整體工藝流程，如需去除 TP，則在深床濾池前加絮凝反應池，可去除 TP，出水達到一級 A 標準。微絮凝直接過濾除磷，是省去沉淀過程而將混凝與過濾過程在濾池內同步完成的一種接觸絮凝過濾工藝技術。微絮凝過濾充分體現了深層濾料中的接觸凝聚或絮凝作用。這種直接過濾技術用于污水深度處理一般是指在二沉池后投加混凝劑，經機械混合后直接進入濾池，不僅可以進一步降低 CODcr 和 BOD5，而且可以穩定保證 SS、TP 達標，不僅可簡化污水廠處理流程，降低投資費用，減少運行費用，而且還可延長過濾周期，提高產水量及出水水質。
4 主要構筑物及設計參數
4.1 主要工藝參數
具體見表 3。
4.2 工藝特點
(1)運行穩定，出水水質好;
(2)負荷高，占地非常節省;
(3)反應效率高，具有高度的脫氮功能;
(4)對水質水量的變化有較強的適應性;
(5)對進水懸浮物的要求非常寬松;
(6)水面進水避免高位水頭跌落的充氧，反硝化時可有效節省碳源;
(7)腰段排泥，進一步降低 30 %以上的反沖洗水量;
(8)復式深床反硝化過濾系統，對生化和過濾進行有效分工，提高濾池過濾運行時間，減少驅氮次數，降低運行成本。
5 運行情況
5.1 監測站數據
本工程自運行以來，出水穩定，各項出水指標均達到廣東省地方標準《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第二時段一級標準和《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級 A 標準的較嚴者，具體出水水質情況見表 4。
5.2 監測站投資
本工程總投資 875.57 萬元，其中土建投資為 206.24 萬元，設備及其他投資為 669.33 萬元。增加 0.45 元/噸水的污水運營成本。
6 結語
本工程改造后的粗格柵——細格柵——旋流沉砂池——改良型氧化溝——二沉池——中間水池——混凝池——反硝化深床濾池——加氯接觸消毒——巴氏流量槽，出水各項指標均達到廣東省地方標準《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第二時段一級標準和《城鎮污水處理廠污染物排放標準》一級 A 標準的較嚴者。本工程運行穩定，出水水質達標，證明污水處理廠提標改造中采用反硝化深床濾池工藝適用可靠。(來源:《廣東化工》 作者:袁兆黎)
