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反硝化深床滤池在污水处理厂提标改造工程中的应用

2郑州市建设安全监督站

摘要：本文通过深度处理工艺的对比选择，发现了反硝化深床滤池更适合对去除氮磷和SS要求较高的污水处理厂提标改造工程。结合江苏某污水处理厂提标改造工程实例，分析了反硝化脱氮的影响因素，详细描述了反硝化深床滤池系统及其控制方式，为反硝化深床滤池在提标改造工程中的应用提供数据和设计参考。

关键词：反硝化深床滤池；深度处理工艺；提标改造工程

2021年，我国印发了《十四五城镇污水处理及资源化利用发展规划》，规划进一步提出，要强化城镇污水处理设施弱项，提升污水水质排放标准。按照相关标准和规划要求，多地污水处理厂尾水水质需要从《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）中的一级A或一级B标准提升为更高标准[1,2]。所以，污水处理厂需要结合提标要求、现状工艺、场地条件等因素，相应地开展提标改造工作。

深度处理是污水处理厂提标改造工程中重要的一环，其中反硝化深床滤池因其较好的过滤脱氮效果，广泛应用于污水处理厂提标改造工程中[1]。本文对比了几种反硝化滤池的优缺点，对江苏某污水处理厂提标改造工程中反硝化深床滤池的设计及特点进行了介绍，以期为城镇污水处理厂提标改造工程提供参考。

1深度处理工艺选择

根据不同的处理目的和要求，污水深度处理段可以采用不同的工艺组合，其中包括混凝沉淀、过滤、生物脱氮、活性炭吸附、臭氧氧化等[2]。污水处理厂的提标改造工程对出水水质提出了更高的要求，除了常规的二级生物处理之外，往往还需要在深度处理阶段强化总氮的去除，因此需要采用具有脱氮功能的过滤工艺。常用的具备反硝化功能的过滤工艺主要有反硝化深床过滤池、反硝化生物滤池、反硝化活性砂滤池。

1.1反硝化深床滤池

反硝化深床滤池是集生物脱氮及过滤功能合二为一的处理单元，在运行过程中，滤料层不断截留、吸附生化处理工艺出水中的悬浮物以及大量的微生物[3]。在缺氧的环境中，利用菌群将硝态氮进行降解，进行脱氮处理。反硝化深床滤池采用石英砂作为填料，滤层深度一般为1.8~2.4m。反硝化深床滤池的均值石英砂滤料允许固体杂质通过滤床表层，深入至滤池内部滤料中，达到整个滤池纵深截留固体物的优异效果，该方式可使水头损失缓慢增加，从而降低反冲洗频率，以节省能耗和运行成本。

1.2反硝化生物滤池

反硝化生物滤池工艺的特点是使用新型的填料（较具代表性的滤料有聚苯乙烯、火山岩、陶粒滤料），在其表面及内腔空间生长有微生物膜，污水由下而上或由上而下（取决于不同的滤池型式）时，微生物膜吸收污水中的硝酸盐并利用内碳源或外加碳源进行脱氮。反硝化生物滤池中使用的填料具有较高的比表面积，导致该滤池具有更高的生物膜量，在有限的碳源下，对碳源的利用率更高，但由于该滤池填料的粒径较大，导致该滤池对SS的过滤效果较差。

1.3反硝化活性砂滤池

反硝化活性砂滤池与流砂过滤器类似，其通过活性砂上长有的生物膜进行反硝化过程。活性砂滤池一般流程为自下而上进行（水向上流经砂床，而砂子慢慢向下移动），在反应过程中，石英砂滤料处于流化状态，加入混凝剂后，可以与水实现快速混合，通过絮凝作用，将污水中的悬浮物去除，同时兼具化学除磷的功能。滤池发生脱氮反应时设备容易发生堵塞，设备能耗及故障率较高。

表1反硝化滤池综合评价对比表

反硝化滤池

反硝化活性砂滤池

反硝化生物滤池

反硝化深床滤池

介质

石英砂

陶粒

2~3mm石英砂

功能

去除SS、TP、TN

去除SS、TN

去除SS、TP和TN

保证效果

SS5mg

TP0.2mg/L

NO3--N5mg

SS10mg（不能稳定达到）

SS5mg

TP0.3mg/L

TN3mg

耐冲击能力

较差

一般

较好

占地

较小

一般

一般

反冲洗方式

连续运行、反洗

气水反冲洗

气水反冲洗

反冲洗周期

/

≥24h

≥24h

反冲洗水量

高（10～15%）

2%

2~4%(通常2%)

适用范围

适合小型污水厂、工业给水、污水深度处理

适用于大、中、小型污水厂

适用于大、中、小型污水厂

综合评价

一般

一般

较好

分别对3种反硝化滤池的介质、功能等进行了综合评价对比，详见表1。三种反硝化过滤池均能够满足后置反硝化脱氮的需求。但反硝化生物滤池出水SS的稳定性不高，反硝化活性砂滤池的单组规模较小，配套滤池组数极多，对布水布气等要求极高，且容易堵塞，维修工作量大，反冲洗水量也较大，因此限制了该工艺的广泛应用。综上，反硝化深床滤池工艺更适合对去除氮磷和SS要求较高的污水处理厂提标改造工程。

2工程概述

江苏省某市污水处理厂总规模为6.0万m3/d，已建规模为6.0万m3/d，本工程对现状6.0万m3/d处理设施进行提标改造。本工程实施后，该污水处理厂处理能力保持6.0万m3/d