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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，運行中出水 TN、TP 和 SS 達不到錢塘江流域要求的一級 A 排放標準。提標工程在現(xiàn)狀流程后增加反硝化深床濾池深度處理工藝以強化脫氮除磷及去除 SS。實際運行時因進水溶解氧幾近飽和，脫氮消耗的外加碳源遠大于理論值，所以不再外加碳源，出水水質(zhì)也能達到一級 A 排放標準。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 TP、SS、NH3 － N 的去除效果很好。

關(guān)鍵詞：反硝化深床濾池; 一級 A 提標; 運行效果

錢塘江水系為浙江省八大水系之首，為保護錢塘江的區(qū)域水環(huán)境，《浙江省地面水環(huán)境保護功能區(qū)劃分》要求其達到Ⅲ類水體的水質(zhì)標準?！墩憬…h(huán)境保護“十二五”規(guī)劃》提出“加快推進污水處理設施提標改造，新建、在建城市污水處理廠配套建設脫氮除磷設施，太湖流域、錢塘江流域城鎮(zhèn)污水處理設施執(zhí)行一級 A 標準，其他地區(qū)城鎮(zhèn)污水處理設施執(zhí)行一級 B 標準”的指導意見。在此背景之下，對屬于錢塘江流域的海寧丁橋污水處理廠進行升級改造，出水水質(zhì)由一級 B 提升至一級 A 排放標準。

1 工程概況

海寧丁橋污水處理廠現(xiàn)狀設計規(guī)模為 15萬 m3 /d，分為一、二期工程和三期工程兩個系統(tǒng)，設計出水水質(zhì)為一級 B 標準。一、二期設計規(guī)模為10 萬m3 /d主體采用 SBＲ 工藝; 三期工程設計規(guī)模為 5萬 m3/d，主體采用 A2O 工藝。

升級改造前，海寧丁橋污水處理廠主要面臨以下問題: 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，峰值流量超過平均流量的 1． 5 倍以上，嚴重影響了后續(xù)處理單元的運行，尤其是影響現(xiàn)有終沉池的泥水分離效果，出 水 SS 超標較嚴重。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)定達到一級 A 排放標準。

該工程面臨時間緊、不能停水、水力高程受限等問題，對現(xiàn)有生化系統(tǒng)，尤其是一、二期 SBＲ，進行強化除磷脫氮的改造困難重重。反硝化深床濾池同時具有反硝化脫氮、過濾去除 SS 和 TP 的作用，在一級A 提標項目中應用較多，在現(xiàn)有流程后新建反硝化深床濾池，既不影響現(xiàn)狀污水處理廠的運行，又能比較快速地實現(xiàn)提標目標。

因此海寧丁橋污水處理廠對一、二、三期工程采用深床反硝化濾池深度處理工藝進行一級 A 提標改造。

2 反硝化深床濾池工藝設計及運行參數(shù)

2. 1 工藝設計

設計規(guī)模為 15萬 m3 /d，總變化系數(shù)為 1． 3，設計水溫為 12 ℃。濾池設計進、出水水質(zhì)見表 1。

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

反硝化深床濾池主要設計參數(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，濾池出水設置氣動調(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，進水和反沖洗反向。布水布氣系統(tǒng)采用濾磚和不銹鋼穿孔管。

② 反沖洗系統(tǒng)

設置清水池1 座，有效容積為876 m3，配置反沖洗潛水泵 2 臺( 1 用 1 備) ，流量為 1 675 m3 /h，揚程為 113 kPa，功率為 90 kW。設置鼓風機房 1 座，平面尺寸為 12 m × 9． 6 m，配置反沖洗羅茨鼓風機 3 臺，風量為 104． 5 m3 /min，風壓為 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 格同時反沖洗儲存水量要求。配置反沖洗排水泵 2 臺 ( 1 用 1 備) ，流量為 348 m3 /h，揚程為 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 當量為 220 000 mg /L，設計最大投加量為 50 mg /L，最大日為 34． 08 m3 /d，稀釋至 15% 后投加。設置 4 臺數(shù)字計量泵( 2 用 2 備) ，流量為 0 ～ 1 500 L /h，揚程為 400 kPa，功率為 0． 75 kW。

2. 2 運行參數(shù)

深床反硝化濾池采用變水位運行，濾床最大設計水頭損失為 25 kPa，濾料以上運行水位為 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: 濾池采用自動反沖洗，反沖洗程序根據(jù)濾池單池水頭損失或時間來控制，也可進行手動控制。氣反沖洗強度為 110 m /h; 氣水反沖洗強度: 氣 110 m /h，水 14． 7 m /h; 水反沖洗強度為 14．7 m /h; 每格反洗水量為 334m3/d。同一格濾池二者不同時進行。

3 反硝化深床濾池運行效果分析

2017 年 2 月—5 月，對反硝化深床濾池進行運行調(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，運行至今。

3. 1 投加乙酸鈉進行反硝化脫氮運行效果

運行調(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 去除效果見表 2。

從表 2 可知，本工程出水的硝態(tài)氮比較平穩(wěn)，并沒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 是一個重要的設計參數(shù)，它表征了去除硝酸鹽所需要的可利用的有機物量。以乙酸鈉為碳源時，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水為二級生化出水，調(diào) 試 運 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水溶解氧含量過高有關(guān)。一方面，本工程進水 COD 最高達到 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濾，濾池進水存在最大 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 沒有外加碳源的運行效果

本工程實際運行時不再外加碳源，2018 年 1 月—7 月的運行數(shù)據(jù)見表 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 TP、SS、NH3 － N 的去除效果很好，出水水質(zhì)接近地表水準Ⅳ類指標。

4 結(jié)論與建議

① 本工程反硝化深床濾池實現(xiàn)了脫氮除磷和降低 SS 的工程目標，出水水質(zhì)能夠穩(wěn)定達到一級 A標準，并且接近地表水Ⅳ類水質(zhì)指標。

② 反硝化深床濾池可根據(jù)進水水質(zhì)確定是否投加碳源，實現(xiàn)過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 COD 也有約10% 的降解能力，且出水水質(zhì)穩(wěn)定。

④ 今后的運行中，如要進一步降低出水 TN，建議通過調(diào)節(jié)濾池出口氣動調(diào)節(jié)蝶閥的開度，用閥門阻力逐漸減小的方法，克服濾層中增加的水頭損失，實現(xiàn)恒水位過濾，控制跌水高度，降低進水溶解氧的含量，節(jié)約外加碳源的投加量。

⑤ 如要進一步降低出水 SS 和 TP，建議前端混凝沉淀池增大 PAC 投藥量，同時適當縮短反硝化深床濾池反沖洗間隔時間。

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