污水厂提标改造中的反硝化滤池工程设计与调试

1、    污水厂提标改造中的反硝化滤池工程设计与调试    摘 要：国家对环境保护的重视程度不断加强，其中污水厂的排放标准明显提高，对现有污水厂提标改造，成为必须开展的工程。文章首先分析了反硝化滤池的系统组成和运行原理，然后通过实际案例对提标改造方案进行了介绍。关键词：反硝化滤池；提标改造；工程设计；调试在污水处理工艺中，反硝化滤池的应用历史较长，最初出现在上个世纪70年代，主要用于颗粒悬浮物的清除。随后反硝化滤池的建设数量不断增加，能够明显提高出水水质，成为污水处理的重要技术手段之一。1 反硝化滤池的系统组成和运行原理对反硝化滤池的组成主要包括滤料、砾层

2、、滤砖、堰板、阀门、反冲洗泵、仪表管路、控制系统、碳源投加系统等，既具有过滤功能，又具有生物脱氮功能。其中，滤料能够过滤，并吸附反硝化生物菌群；砾层能避免滤料进入配水系统；滤砖能分配反冲洗气水；堰板能对进水、反冲洗出水进行均衡分配；阀门是控制水和气的部件；反冲洗泵对滤料进行反冲洗；控制系统则对各个设备、部件进行统一调控；碳源投加系统在分析进水硝酸氮量的基础上，对碳源投加数量进行控制。反硝化滤池的系统运行原理是二沉池出水进入滤床后，悬浮物经沉淀、过滤、截留等方式，最终留在滤床中；然后在反冲洗下将其排出废水池，滤层的过滤性能得以恢复。在冬季，由于气温较低，硝化速度、反硝化速度会减慢，为了解决碳源不

3、足的问题，会通过外加碳源的形式，将滤池转变为反硝化滤池。此时反硝化滤池的运行，滤料层处于缺氧状态，会在表面附着反硝化生物菌群。当出水经过滤料层时，污水中的no2、no3就会被生物膜吸附，继而还原成为n2，排除在污水之外，实现了反硝化脱氮的过程。而且，颗粒滤料还具有截留悬浮物的作用。2 污水厂提标改造方案以某市污水处理厂为例，其中污水来源主要是生活污水，设计处理规模为8×104m3/d。进水水质设计参数如下：cod为332mg/l，bod为114mg/l，ss为259mg/l，tp为4.4mg/l，tn为25.4mg/l，nh3-n为15mg/l。在运行期间，实际进水水质略低于设计标准

4、，考虑到污水来源越来越多，为了满足长远发展的目标，提标改造方案要求进水水质和设计标准一致，污水经处理后，出水水质满足gb18918-2002中的一级b标准。原工艺针对cod、nh3-n的去除效果较好，能达到一级b标准，但是工艺流程中没有缺氧段、厌氧段，因此不具备脱氮、除磷功能。本次提标改造的主要目的，就是保证tp、tn达标。提标改造方案制定后，对污水处理厂的现状进行分析，认为改造工艺应该减少对目前生产工作的影响，在处理工艺上，一是强化生物处理等级，二是增加深度处理工艺。强化生物处理等级是在现有设施的基础上，调整滤池功能、优化运行方式，从而提高处理能力，措施包括增加内回流泵，以提升脱氮效率；减少

5、氧化沟转碟数量，以降低氧化沟的充氧量；在氧化沟增加潜水推进器，以避免淤泥堆积等，但会对现有生产造成影响。增加深度处理工艺是污水经二级处理后，增加反硝化滤池工序，从而再次降低ss、tn浓度，以满足水质排放标准，对于现有生产不会产生影响。本次改造采用增加深度处理工艺的方案，具体流程见下图。3 反硝化滤池的工程设计3.1 反硝化滤池二沉池出水进入滤池前端的混合池内，其中设置功率为5.5kw的搅拌机1台；同时增设碳源投加点，长度、宽度、深度分别为3m、3m、5.8m。混合池出水经配水渠进入滤池，滤池结构为矩形的钢筋混凝土，将其分割成4个小部分，单个尺寸为13.4m、5.8mm、5.8m。过滤周期共计2

6、3.5小时，其中水、气的冲洗强度分别为每秒4.2l/m2、25.6l/m2。为了保证气和水均匀分布，并提高反冲力度，采用气水分布滤砖技术，反冲水进入滤砖后，会在一级分配腔内形成梯度分布；然后经过限流孔进入补偿腔，此时反冲强度明显提高，并经过滤砖分配孔进入滤床。如此一来，滤床反冲洗期间，反冲洗水强度均匀稳定，能够提高反冲洗效率，延长滤池的使用寿命，并减少维护检修工作量。另外，支承层采用3种级配砾石，小粒径为3.2-6.4mm，中等粒径为6.4-12.7mm，大粒径为12.7-19.1mm；滤料使用石英砂，粒径在1.7-3.35mm之间。3.2 综合水池反硝化滤池建设完成后，还要配套建设新的综合水

7、池，主要包括二级泵池、反冲洗废水池、反冲洗水池等组成。其中，二级泵池的作用，是提升二沉池来水从而进入滤池混合池，长度、宽度、深度为6m、6m、5.3m，设置潜水提升泵3台，单泵扬程为5m，流量为每小时850m3。反冲洗废水池的作用，是缓冲反冲洗产生的废水，尺寸大小为6m、6m、3.3m，设置功率2.2kw的潜水搅拌机1台。反冲洗水池有两个作用，一是滤池的集水池，能减小下游水位对滤池出水渠道水位的影响；二是反冲洗用水的集水池，以满足滤池反冲洗操作时的水量需求。尺寸大小为6m、6m、5.3m，设置潜水提升泵3台，单泵扬程为12m、流量为每小时590m3。3.3 反冲洗鼓风机房新建1座鼓风机房，长度

8、、宽度均为6m，内部装设3台风机，单台功率为110kw，风压为58.8kpa，风量为每分钟60m3。另外，考虑到运行期间产生的振动和噪音，另外加用隔振沟、设备罩等设施。3.4 碳源投加系统在冬季低温条件下，为了满足碳源需求，增设1套碳源投加系统，用于反硝化滤池内的碳源投加，以提高生物脱氮效果，保证出水tn浓度达标。其中，选用醋酸作为投加碳源，投加位置在滤池前端的混合池内。醋酸储罐容积为10m3，设置3台加药泵，单泵扬程为60m，流量为每小时50l。碳源的投加采用前后反馈复合环路控制，系统能收集进水流量、氧浓度、硝基氮浓度信号，从而准确计算出投加数量，避免因投加过量造成出水bod值过高。3.5

9、自控系统新增的自动控制系统，能够和超声波液位计联动，从而实现自动调节运行的功能。控制软件包括反冲洗周期设定、反冲洗频率设定、进水泵控制、反冲洗鼓风机控制、电动蝶阀和闸门控制、碳源投加量控制等。4 反硝化滤池的调试和效益本次提标改造工程的工藝技术可靠，改造后系统水质、水量冲击负荷承受能力明显提高，提高了出水标准。污水经处理后，tn指标达到了一级b标准，cod、bod、ss、tp、nh3-n则达到了一级a标准，在深化处理的同时节约了资金成本。改造后的系统维护工作少，池体不需维护，因此管理更加方便。5 结束语依据运行现状和需求制定提标改造方案，其中反硝化滤池的工程设计，包括反硝化滤池、综合水池、反冲洗鼓风机房、碳源投加系统、自控系统等部分。结果显示污水处理后满足排放标准，而且节约了资