何亚鹏
瀚蓝环境股份有限公司
广东省佛山市528200
摘要：文章介绍了佛山市南海区狮山镇某污水处理厂提标改造工程的调试与运行情况，包括生化池升级改造、深床滤池的过滤与反硝化功能调试，总结了调试运行的中出现的问题和解决办法,提供了运行的经验参数。调试运行结果显示，在一定碳源投加量的前提下，反硝化滤池的脱单效果比较稳定，TN去除率约为35%-45%，出水TN能稳定达到一级A标准。
关键词：提标改造；反硝化深床滤池；生物脱氮
1 概述
佛山市南海区某污水处理厂一设计规模1万m3/d，2009年7月建成投入运行，二期设计规模3万m3/d，主体工艺采用AO氧化沟，2010年4月建成投入运行，主体工艺采用A2O氧化沟，尾水排放均采用《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002)一级B标准。提标后采用广东省地标《水污染物排放限值》（DB44/26-2001)第二时段一级标准和《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002)一级A标准和《汾江河流域水污染物排放标准》（DB44-1366-2014)的较严值。提标改造工程增加了二次提升泵房+反硝化深床滤池+加氯接触池深度污水处理工艺，通过投加药剂补充碳源，去除SS、TP、TN等污染物。
1 设计水量水质
污水处理厂设计水量为4万m3/d，设计进、出水水质如下表：
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厂内原有氧化沟工艺基本能满足BOD5除去要求，但安全系数不高，原氧化沟对TN除去能力有限。原氧化沟通过设备改造，确保达到最佳除去效果，包括一期更换部分推流器、更换曝气头、外回流泵，二期更换鼓风机，确保BOD5达标排放，同时增强脱氮效果。另外再增加二次提升泵房、反硝化深床滤池、接触消毒池、加药间等。提标改造后的具体工艺流程图如下：
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2.1氧化沟设备改造
该厂一二期生化池原设计均使用管式曝气器，随着使用年限的增加，曝气效率越来越低，部分污染物指标在进水波动大，出水提标是越来越难以满足，后续反硝化深床滤池的设计进水TN为不大于25mg/L，因此，为提高生化池的曝气效率，强化生化池的反硝化功能，将原有管式曝气器更换成球冠型曝气器。为不造成停产，对一二期生化池进行分段分系列实施。
2.2反硝化深床滤池
该厂反硝化滤池是集生物脱氮及过滤功能合二为一的处理单元，采用石英石作为反硝化生物的挂膜介质，2~4 毫米介质的比表面积较大。1.83m深介质的滤床足以避免窜流或穿透现象, 即使前段处理工艺发生污泥膨胀或异常情况也不会使滤床发生水力穿透。介质有极好的悬浮物截留功效，在反冲洗周期区间，每m2过滤面积能保证截留 ≥7.3kg的固体悬浮物。固体物负荷高的特性大大延长了滤池过滤周期，减少了反冲洗次数，并能轻松应对峰值流量或处理厂污泥膨胀等异常情况。悬浮物不断的被截留会增加水头损失，因此需要反冲洗来去除截留的固体物。由于固体物负荷高、床体深，因此需要高强度的反冲洗。反硝化滤池采用气、水协同进行反冲洗。反冲洗污水一般返回到前段生物处理单元。由于滤床固体物高负荷的截留性能，反冲洗用水不超过处理厂水量的4%。
3 反硝化滤池的调试与运行
3.1 深床反硝化滤池初期运行情况
该厂提标改造工程由2017年12月开始，于2018年8月中旬完成，同时开始投入试运行，运行初期，深床滤池并未投加缓凝剂和碳源，只具备过滤的功能。
深床反硝化滤池投入运行前后水质月平均值如下：
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从上表显示，经生化池设备改造、反硝化深床滤池运行后，出水COD、BOD、TP、SS等主要污染物指标较提标前有明显降低，主要是因为生化池的曝气器效率增高，二沉池出水悬浮物大部分被反硝化深床滤池截留，但TN变化不大，BOD/TN小于3，总体上碳源不足，出水TN难以稳定达标。
3.2 深床反硝化滤池反硝化功能调试及运行效果
3.2.1反硝化功能的调试
由于进入冬季，生化池反硝化速率降低，进水TN还有上升的趋势，厂于2019年1月14日开始进行反硝化滤池反硝化功能的调试工作，碳源选择为20%含量的乙酸钠，调试期计划约10天。去除1g的TN需要消耗2.86gCOD[1]，按除去5mg/L的TN计算，松岗厂4万吨/天的处理水量，需去除TN200kg，需投加COD572kg。换算成20%的乙酸钠约5吨/天[2]，投加剂量125mg/L。初始投加剂量设为20%，并每天以20%的量递增，第五天达到100%投加量。
反硝化滤池分4格，调试期间，根据每格池体液位的上升程度采用手动方式驱氮（3min/2h）、反冲洗（10min/2d）。调试正式开始后，由于开始选取的是含量60%固态乙酸钠，并人工将其溶解至20%含量，前四天每天投加量较少，配药工作可以跟上，待投加量逐步提高后，配药工作无法及时跟进，影响调试工作，厂部选择了直接采购液态乙酸钠的方式。因采购液态乙酸钠，调试期间停止投加乙酸钠7天。
从调试的前四天看，每天的投加剂量为25mg/L、50mg/L、75mg/L、100mg/L，前三天驱氮时无明显气泡，第四天，液位开始有所上升，驱氮时气泡明显。从图2可以看出，调试前四天，TN去除率逐步升高至26%，有较明显的反硝化效果。但反硝化的能力暂未使出水稳定达到一级A标准。还需要进一步的调试。
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3.2.2深床反硝化滤池的反硝化功能重启
2019年1月15日，某厂20%有效含量的液态乙酸钠已采购完毕，深床反硝化滤池可以连续投加，重新投加碳源剂量为25mg/L，以20%的量递增，第五天达到125mg/L，结果显示反硝化滤池液位快速上升，在重启碳源投加第二天，驱氮时有明显的气泡溢出，同时液位上升较快，在第三天，滤池要开启反冲洗程序，并且暂定1次/3d。反硝化滤池有明显的除氮效果。此时深床反硝化滤池的运行参数为驱氮：3min/h、反洗：1次/2d。
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从上表可以看出，生化池出水控制在1mg/L以下，但由于生化池出水是跌入出水口再进入二沉池的，这个过程出水进行了搅动，有了充氧；同样，二沉池出水也需要经历一个同样的过程进入二次提升泵房，最终进入生物滤池。因此，从生化池出水口到反硝化滤池进水口，溶解氧平均升高了1.7mg/L，而到了反硝化滤池出水口溶解氧平均下降了1.8mg/L，这说明在反硝化滤池内，进行了一定的好氧活动。另外，在常规生物处理过程中，有机物的生物降解伴随着微生物菌体的合成[5]，所以深床反硝化滤池中微生物的生长也会消耗掉部分碳源。
4结论
4.1反硝化深床滤池为多功能型滤池，且可一池多用，平时主要去除SS和TP，为普通深床滤池，当滤池出水TN不达标时，通过投加适量碳源变为反硝化深床滤池，使出水满足要求；而且滤池无需易损易耗件，管理维护简便。
4.2反硝化深床滤池在低温环境下也可以气动调试，并稳定实现反硝化效果。
4.3反硝化深床滤池的去除率要达到5mg/L以上，需要投加150mg/L有效含量为20%的三水乙酸钠。
4.4乙酸钠投加浓度较理论值高，主要原因是生化池、二沉池等构筑物出水进行了二次充氧，导致反硝化滤池进水溶解氧过高，此现象对于污水处理厂的节能降耗精准控制有一定的参考意义。
4.5城镇污水处理厂提标改造工程改造曝气生物滤池，优化水处理构筑物，新建一座反硝化深床滤池，有效节约用地，充分发挥反硝化深床滤池脱氮除磷的功能。提标改造后出水水质达到设计标准，且SS、TP和TN的平均去除率分别有所提高，提标前分别为90．9%、90.3%和62.2%,提标后增加至94.9%、94.5%和70.6%。
5结束语
综上所述，深床反硝化滤池作为时下较为先进且应用较为广泛的污水深度处理工艺，其能够同步实现去除SS、脱氮等功能，同时，其工艺技术成熟、使用性能稳定、处理效果较好、运行成本较低，并能够根据污水水质情况进行深床过滤功能与反硝化脱氮功能的灵活转化，真正实现了一池两用，节约了一定成本，因此极具进一步深度推广应用价值。
参考文献
[1]马沛生.《有机化合物实验物性数据手册》
[2]马小杰,陈其楠,冼巍等《城镇污水深度处理反硝化砂滤池技术规程》
徐学军,黎万全,陆荟存.CASS+高效沉淀+反硝化深床滤池工艺在污水处理厂提标升级中的应用[J].节能与环保,2019(12):99-100.
[3]李彭.不同电子供体深度脱氮工艺及微生物群落特征研究[D].北京：清华大学,2014.
[4]于江杰.城镇污水处理厂深度处理工程研究[J].中外建筑,2019(07):239-240.
[5]李培，潘杨.A2 /O 工艺内回流中溶解氧对反硝化的影响[J].环境科学与技术，2012，35( 1) : 103－106．
[6]袁兆黎.反硝化深床滤池在污水处理厂提标改造中的应用实例[J].广东化工,2019,46(08):154-155+143.