1 提標(biāo)改造項(xiàng)目概況

　　廣東地區(qū)某鎮(zhèn)污水處理廠，已建污水處理設(shè)施兩期，污水處理規(guī)模共50 000m3/d，根據(jù)該廠歷年的進(jìn)水水質(zhì)數(shù)據(jù)趨勢分析，項(xiàng)目設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)如下：

　　CODCr：120～300mg/ L;BOD5：60～150mg/ L;SS： 100～200mg/L;NH3-N：20～30mg/L;TN：30～40mg/L;

　　TP：2～4mg/L。

　　項(xiàng)目提標(biāo)改造后的設(shè)計(jì)出水水質(zhì)按照《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18918—2002)一級A標(biāo)準(zhǔn)

　　(未提標(biāo)前為一級B標(biāo)準(zhǔn))和廣東省《水污染物排放限值》(DB 44/26—2001)第二時(shí)段一級標(biāo)準(zhǔn)的較嚴(yán)值執(zhí)行(見下表)。

陳村污水處理廠設(shè)計(jì)出水水質(zhì)   （單位：mg/L）

　　2 提標(biāo)改造項(xiàng)目工藝設(shè)計(jì)

　　2.1 項(xiàng)目原處理工藝、現(xiàn)狀及存在問題

　　該項(xiàng)目的原處理工藝流程為：污水→粗格柵及提升泵房→配水井→細(xì)格柵及旋流沉砂池→CASS生化處理池→液氯接觸消毒池→出水提升泵房→尾水排放;CASS池底泥排入污泥池后由泵入帶式壓濾機(jī)濃縮脫水后外運(yùn)處理。

　　根據(jù)污水處理廠歷年的運(yùn)行情況，提標(biāo)前污水處理后的水質(zhì)指標(biāo)均可穩(wěn)定達(dá)到出水標(biāo)準(zhǔn)要求，達(dá)標(biāo)率為100 %。提標(biāo)改造設(shè)計(jì)的出水標(biāo)準(zhǔn)，COD、BOD、TN、NH3-N、TP的達(dá)標(biāo)保證率為100%，其中TN、NH3-N、TP的最大值接近出水標(biāo)準(zhǔn)，安全預(yù)留空間相對較小;SS超出新標(biāo)準(zhǔn)較多，達(dá)標(biāo)保證率為73%。故提標(biāo)改造重點(diǎn)控制的污染指標(biāo)為SS以及TP、NH3-N和TN。

　　現(xiàn)狀水量基本達(dá)到了設(shè)計(jì)水量，但現(xiàn)狀的進(jìn)水水質(zhì)濃度較低，與設(shè)計(jì)的進(jìn)水水質(zhì)濃度存在較大差異。進(jìn)水營養(yǎng)物質(zhì)(BOD)偏低，碳氮比(BOD/TN)較低，反硝化細(xì)菌的生物活性受到抑制，降低了反硝化效率，影響TN去除效率�，F(xiàn)狀運(yùn)行TN去除率在50%左右。

　　2.2 污染物穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的對策

　　NH3-N，在CASS池內(nèi)提高污泥濃度、提高曝氣量，增加硝化反應(yīng)效能，達(dá)到更好的去除效果;深度處理技術(shù)SS主要是混凝沉淀、過濾法等;針對TP，采用投加化學(xué)藥物進(jìn)行化學(xué)除磷;TN的去除是反硝化過程，選擇反硝化深床濾池做為深度處理工藝，可在原CASS池前端去除TN的基礎(chǔ)上，保證TN穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。該濾池反硝化和過濾同時(shí)運(yùn)行，SS、TP可同時(shí)過濾去除。

　　1.1 提標(biāo)改造項(xiàng)目總體工藝設(shè)計(jì)

　　項(xiàng)目的總體工藝流程設(shè)計(jì)為：污水→粗格柵及提升泵房→配水井→細(xì)格柵及旋流沉砂池→CASS生化處理池→調(diào)蓄池(原二期液氯接觸消毒池)→中間提升泵房(原出水提升泵房)→反硝化深床濾池→紫外消毒池(新建)→出水提升泵房(新建)→尾水排放。

　　原二期工程(30 000m3/d)CASS池僅建設(shè)一座，分兩格運(yùn)行，排水水量變化過大，設(shè)置調(diào)蓄池調(diào)節(jié)水量，保證后續(xù)反硝化深床濾池水量平均運(yùn)行。反硝化深床濾池(含反沖洗泵房)與紫外線消毒池、出水提升泵房合建，在原一期液氯接觸消毒池拆除后的位置建設(shè)。具體聯(lián)系污水寶或參見http://www.jianfeilema.cn更多相關(guān)技術(shù)文檔。

　　2 反硝化深床濾池設(shè)計(jì)

　　2.1 反硝化深床濾池影響因素

　　反硝化是在缺氧的狀態(tài)下，污水中的反硝化細(xì)菌將硝酸氮(NO3-N)和亞硝酸氮(NO2-N)還原成氣態(tài)氮(N2)的過程。除池容之外，其他影響反硝化效果的因素有，1)碳(C)源：反硝化反應(yīng)是由異養(yǎng)微生物完成的生化反應(yīng)，其在溶解氧濃度極低的條件下，利用硝酸鹽中的氧作為電子受體，有機(jī)物作為碳源及電子供體。當(dāng)BOD/TN>3～5時(shí)，可認(rèn)為C源充足;2)溫度：最適宜的溫度范圍是20℃～40℃，溫度低于5℃時(shí)，反應(yīng)速率會(huì)下降;3)pH值：反硝化過程的最適宜pH值為7.0～7.5;4)溶解氧：最好控制在0.5mg/L以下，以免過多消耗外加的碳源;5)有毒物質(zhì)。

　　該項(xiàng)目地處我國南方，且主要收集處理生活污水，水溫、pH、有毒物質(zhì)等水質(zhì)指標(biāo)較穩(wěn)定，故影響因素主要是溶解氧和C源。為防止濾池前的跌水充氧，污水管道均采用淹沒進(jìn)水，以減少溶解氧的影響。C源則嚴(yán)重不足，需外加C源。

　　3.2 外加C源分析及投加量

　　(1)外加C源的選擇：乙酸鈉做為常用外加C源，比淀粉易溶于水，無殘留和污泥絮體，不含有氮、磷等營養(yǎng)物質(zhì);淀粉需轉(zhuǎn)化為低分子有機(jī)酸才能被微生物利用，反硝化速率要遠(yuǎn)低于甲醇、乙醇、乙酸鈉。乙酸鈉相對于甲醇、乙醇，不屬于易燃易爆的危險(xiǎn)品，方便運(yùn)輸及儲存，且價(jià)格也相對便宜，故選擇乙酸鈉做為外加C源(市售溶液濃度為20%)。

　　( 2 ) 外加C源投加量： 結(jié)合現(xiàn)有的水質(zhì)資料

　　該次設(shè)計(jì)去除的T N 量按5 m g / L 考慮， 外加C 源按Cm(COD)=5N投加，則需投加COD約25mg/L，乙酸鈉COD當(dāng)量為0.68[5]，則乙酸鈉投加量為36.8mg/L。

　　3.2 反硝化深床濾池結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)原理

　　反硝化深床濾池為降流式填充床缺氧脫氮濾池，由濾池本體、濾料、反沖洗系統(tǒng)、自控系統(tǒng)等組成。由頂部進(jìn)水、渠道布水;采用特殊規(guī)格及形狀的石英砂作為反硝化生物的掛膜介質(zhì)， 同時(shí)深床又是硝酸氮(NO3-N)、亞硝酸氮(NO2-N)、懸浮物極好的去除場所。2～4mm介質(zhì)的比表面積較大。1.83m深介質(zhì)的濾床足以避免竄流或穿透現(xiàn)象。均質(zhì)石英砂允許固體雜質(zhì)透過濾床的表層，深入濾料深處，達(dá)到整個(gè)濾池縱深截留固體物，在反沖洗周期區(qū)間，每平方米過濾面積能保證截留≥7.3kg固體懸浮物的高負(fù)荷，從而可大大延長濾池過濾周期，減少了反沖洗次數(shù)，并能輕松應(yīng)對峰值流量或處理污水污泥的膨脹等異常情況。懸浮物不斷的被截留會(huì)增加水頭損失，因此需要反沖洗以去除截留的固體物。由于固體物負(fù)荷高、床體深，因此需要較高強(qiáng)度的反沖洗。濾池采用氣、水協(xié)同進(jìn)行反沖洗。反沖洗模擬人的搓手模式，大量強(qiáng)有力的空氣使濾料相互搓擦，使截留的SS全部清洗出池，沖洗用水一般為總量的1%～3%。反沖洗污水返回至前段處理單元。

　　3.3 反硝化深床濾池設(shè)計(jì)參數(shù)

　　(1)項(xiàng)目的污水處理量為50 000m3/d，濾池分6組設(shè)計(jì)，5組運(yùn)行，1組備用，其中一組進(jìn)行反沖洗時(shí)運(yùn)行備用濾池。故每組濾池處理水量10 000m3/d。變化系數(shù)K=1.38，單組平均設(shè)計(jì)流量416.67m3/h，最大設(shè)計(jì)流量575m3/h;設(shè)計(jì)平均濾速按7m/h，過濾面積為59.5m2，根據(jù)用地形狀尺寸，每組池內(nèi)尺寸為12.2m×4.88m。設(shè)計(jì)峰值濾速為9.66m/h。

　　(2)濾池高程按5.45m設(shè)計(jì)，超高0.78m，布水裝置(由專業(yè)公司提供)高0.77m，有效水深3.9m。有效停留時(shí)間33.4min(峰值時(shí)為24.2min)。濾池內(nèi)部總水頭損失2.95m，出水消毒后經(jīng)尾水提升泵排入受納水體。

　　(3)水反沖洗強(qiáng)度取15m3/m2 h，單池反沖洗水量

　　893m3/h，采用濾后水反沖;空氣反沖洗強(qiáng)度取92m3/m2 h，單池反沖洗空氣量5477.31m3/h。采用氣水分布濾磚技術(shù)，形成空氣反射內(nèi)腔，氣水混合從相鄰磚間隙強(qiáng)力噴出，分布整個(gè)濾池，形成均勻及強(qiáng)力氣水反沖。反沖洗周期按48小時(shí)進(jìn)行1次，每次歷時(shí)5～8min。

　　(4)反硝化過程中硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化成的氮?dú)鈿馀荼粸V床生物膜截留，聚集于介質(zhì)表層，須借助外力對其進(jìn)行擾動(dòng)脫穩(wěn)排出池體，恢復(fù)水頭，故濾池設(shè)驅(qū)氮設(shè)備，將N2更快速吹脫入空氣中。驅(qū)氮強(qiáng)度按15m /m h設(shè)計(jì)，頻率4小時(shí)1次，歷時(shí)0.5～2min。

　　4 結(jié)語

　　項(xiàng)目實(shí)施以上提標(biāo)改造設(shè)施建設(shè)后，2 018年年底進(jìn)行了環(huán)保監(jiān)測及驗(yàn)收，出水水質(zhì)情況為：C ODCr： 16～25mg/L;BOD5：3.4～5.6mg/L;SS：5～9mg/L;NH3-N：0.142～0.675mg/L;TN：9.35～13.3mg/L;TP：0.07～0.39mg/L;糞大腸菌群數(shù)800～900個(gè)/L。各項(xiàng)污染指標(biāo)均滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　反硝化深床濾池應(yīng)用于污水處理廠提標(biāo)改造的深度處理，對TN、TP、SS的去除均有明顯效果。調(diào)試過程根據(jù)CASS出水情況調(diào)節(jié)外加C源量，投加量略低于設(shè)計(jì)投加量。(來源：廣東順建規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司)