硝化曝气生物滤池与反硝化生物滤池工程实例

文/董俊 徐州市市政设计院有限公司江宁分公司 江苏南京 210000

近年来全国水环境污染形势严峻。国家加大水污染防治力度，相继出台“水十条”等政策文件。伴随着国家对污水治理管控日趋严厉，污水排放水质要求愈加严格，很多早期建设的污水厂氮、磷排放标准低，已无法满足新的环境保护需求，必须进行提标改造，减少氮、磷排放，改善生态环境。

本论文以大连某污水厂及中水厂工程为例，通过分析现状问题，设计了优化技改措施并在实际运行中证明了其对总氮处理效果的改善作用。

1、工程概况

大连某污水厂及中水厂工程规模为4 ×104m ³/d，设计流量为1667m ³/h，最大流量为1856m³/h。再生处理后的水作为工业冷却用水、城市浇洒绿地用水和城市杂用水等。

该工程2006年开工建设，并于2007年建成使用。污水厂二级处理采用CAST，经过处理的污水水质达到一级B 排放标准。中水厂以污水厂合格排水为水源，为了保证后续中水厂的稳定达标运行，中水厂设计产水水质为一级A 标准，实际运行水质数据显示，中水厂产水水质经常不达标，主要表现为总氮超标。

污水厂处理出水自流进入二次提升泵池，污水经泵提升进入曝气生物滤池配水渠并均匀分配至各池。滤池底部1.5m 滤料为反硝化段，上部3.0m 滤料为硝化段。滤池出水进入综合池内的回流井，其中设置连续回流的硝化液回流泵，保证系统脱氮效率。污水在综合池末端投加除磷药剂后，经DE 滤池去除SS 和消毒池杀菌后回用。

通过工艺分析可以发现，本工艺存在硝化和反硝化不彻底的问题，导致总氮经常不达标，且DE 滤池前有加药除磷，加大了滤布处理负荷，出水滤布反抽吸冲洗频繁，降低系统了产水率。

2、技改工艺流程

工程技改技术细节如下：

本次技改将现状8 座曝气生物滤池改造成2组（每组4 座），分别为硝化曝气生物滤池与反硝化生物滤池，在现状曝气生物滤池配水渠中新建精细格栅，并将现状综合池的回流井改造成三次提升泵池。

二次提升泵池出水管上投加除磷剂，污水首先进入精细格栅单元去除较大悬浮物后，均匀分配至硝化曝气生物滤池去除氨氮和COD 后，在三次提升泵池中收集并提升至反硝化生物滤池去除硝态氮。滤池出水经DE 滤池去除SS 和消毒池杀菌后回用。

3、构筑物及设备参数

（1）二次提升泵池：收集并调节污水厂处理排水水量，保证硝化曝气生物滤池连续稳定进水。二次提升泵池尺寸为28 ×15 ×5.5m（有效水深4.5m），设计停留时间为61min，二次提升泵池内设4 台变频控制潜污泵。

（2）精细格栅：去除大颗粒杂物，保证滤池稳定运行。格栅型式为内进流板式膜格栅，过栅孔径2mm。

（3）硝化曝气生物滤池：经过去除较大粒径悬浮物的污水，污水中的有机物和氨氮在滤料上附着的硝化细菌降解作用下得以去除。单座硝化曝气生物滤池尺寸9.5 ×8 ×8.25m，4 座，表面水力负荷6.4m/h，氨氮容积负荷为0.26kg/（m³·d）。

（4）三次提升泵池：收集硝化曝气生物滤池产水，并提升输送至反硝化生物滤池，尺寸为10.3 ×8 ×5.2m（有效水深4.2m），设计停留时间为11min，三次提升泵池内设4 台变频控制潜污泵。

（5）反硝化生物滤池：向污水中补充碳源调节污水营养平衡，污水中的硝态氮在滤料上附着的反硝化细菌降解作用下得以去除。单座反硝化生物滤池尺寸9.5 ×8 ×8.25m，4 座，表面水力负荷6.4m/h，硝态氮容积负荷为0.20kg/（m³·d）。

（6）综合池：收集反硝化生物滤池产水并为硝化曝气生物滤池与反硝化生物滤池提供反洗清水，同时收集硝化曝气生物滤池与反硝化生物滤池反洗排水。其中清水区尺寸为20.5 ×13.3 ×5.2m（有效水深4.2m），反洗排水区尺寸为24 ×8 ×5.2m（有效水深4.5m）。

（7）DE 滤池间：去除污水中的剩余悬浮物。本项目DE 滤池单格有效过滤面积为72 平方米，共4 格，正常滤速6.1m/h，强制滤速8.1m/h。

（8）接触池：对中水厂产水进行消毒杀菌，数量为2 座，每座尺寸为20 ×8 ×4.2m（有效水深3.5m），设计停留时间为40min。

（9）碳源加药间：设置乙酸钠加药装置，本项目碳源采用25%浓度的乙酸钠液体药剂，配备2 台450L/h 的加药计量泵，变频控制，并于反硝化生物滤池出水总氮连锁，实时调整加药量。

4、运行效果

本项目正常运行后，于2019-10-15 至2019-11-14 期间进行了连续采样监测。

运行数据显示该组合工艺运行稳定，除了2019年10月20日，10月28日，11月11日的氨氮去除率稍低以外，出水氨氮总体上控制在2.0mg/L 以下，总氮浓度维持在10 mg/L 左右。考虑到进水氨氮和总氮浓度的大幅度波动，可以认为新系统对于氨氮具有明显的去除率优势，说明工程技改将硝化曝气生物滤池与反硝化生物滤池分置的措施提高了氨氮的去除率，解决了该项目前期问题。可长期保证中水厂稳定产水。

结论：

硝化曝气生物滤池与反硝化生物滤池组合工艺处理在中水厂工程或污水厂深度处理工程中可以取得良好的运行效果，该工艺具有以下特点：

（1）该工艺结构紧凑，占地面积小，适用于污水厂深度处理单元和中水厂项目；

（2）该工艺滤池内设置在线监测仪表，相应管道配备自动阀门，系统自动化运行；

（3）该工艺技术成熟，脱氮效果稳定，可保证系统稳定出水。同时系统配备在线监测仪表，可实现碳源精确加药，节省运行成本。

本次工程技改将硝化曝气生物滤池与反硝化生物滤池分置的措施提高了氨氮的去除率，解决了大连市中水厂项目前期出现的问题。该案例可以为类似项目提标改造提供有用的参考数据资料。