高效沉淀/反硝化濾池處理城鎮污水廠尾水的深度提標工藝研究

(1.浙江省環境保護科學設計研究院，浙江 杭州 310007；2.浙江省環境污染控制技術研究重點實驗室，浙江 杭州 310007；3.浙江大學，浙江杭州 310058)

高效沉淀/反硝化濾池處理城鎮污水廠尾水的深度提標工藝研究

荊王松1，2，3王曉敏1，2張敏東1，2梅榮武1，2孔令為1，2

(1.浙江省環境保護科學設計研究院，浙江 杭州 310007；2.浙江省環境污染控制技術研究重點實驗室，浙江 杭州 310007；3.浙江大學，浙江杭州 310058)

基于對城鎮污水處理廠尾水提標改造的研究，通過高效沉淀池與反硝化濾池聯用，對浙江某城鎮污水處理廠出水進行處理至特別排放限值。聯用工藝處理后，水質滿足COD≤30mg/L、BOD5≤6mg/L、SS≤5mg/L、NH3-N≤1.5mg/L、TN≤10mg/L、TP≤0.3mg/L，且出水水質穩定。

高效沉淀；反硝化濾池；城鎮污水廠尾水；脫氮除磷；提標工藝

近幾年，我國城鎮污水處理廠尾水基本執行一級A標準，隨著國內對于污水排放標準要求日趨嚴格，尤其對國土開發密度較高、環境承載能力較弱、環境容量較小、生態環境脆弱的區域需執行水污染物特別排放限值，污水處理的深度提標工作勢在必行(主要污染物指標的特別排放限值與一級A標準見表1)。而浙江省污水處理廠排放的污水量約占全省總污水量的60%，是污水深度提標的切入點，更是改善水環境質量的重點。

表1 主要污染物指標的不同排放標準

注：括號外為水溫>12度，括號內為水溫<12度。

許多學者也在提標改造方面進行了大量的試驗研究。何圣兵等[1]、陳冠輝等[2]基于膜生物反應器(MBR)的基礎上，利用高濃度的污泥在絮體中形成的好氧和厭氧環境實現同步消化反硝化，COD的去除和脫氮效果顯著。鄒聯沛等[3]通過向MBR工藝中投加絮凝劑，可以通過共沉淀的方式來提高磷的去除效果。但大部分的同步脫氮除磷的工藝技術操作復雜且占地面積較大，在實際操作中，城鎮污水處理廠難以滿足這樣操作要求。而且對于磷的去除最終必須靠排出剩余污泥來實現，因此對于工藝研究依然提標改造工作的重中之重。

1 提標工藝設計

結合表1可知，城鎮污水處理廠尾水提標至排放限值，主要是解決脫氮除磷的問題。因此，提標改造工作中脫氮除磷工藝的選擇非常重要。

1.1 脫氮工藝選擇

尾水中總氮多為硝態氮和氨氮，對總氮的去除需要強化反硝化過程，如如強化前端生化池單元、增加深床反硝化濾池單元以增強生物脫氮效果[4]。

反硝化濾池是生物反硝化作用過程與過濾工藝的有機結合，但最主要的功效是利用生物反硝化脫氮，通過縱深截留固體物來補充碳源，達到脫氮效果。反硝化濾池的去除效率高，在較小的占地面積依然具有較強去除效果，切出水水質穩定。由于額外碳源的投加，對于 COD穩定達標較敏感的污水處理廠，可在反硝化生物濾池后設置短停留時間的曝氣池，以去除過量的碳源。

1.2 除磷工藝選擇

尾水中總磷則是指污水中有機磷和無機磷的總和。生物除磷法通常會受到生物脫氮的影響，深度除磷工藝有生物法、化學法和膜法。

除磷工藝中生物法不需投加藥劑、產生污泥量少，但運行穩定性較差，對進水的水質水量要求嚴格。相比較生物除磷，化學法除磷具有操作簡單、去除效果好、運行結果穩定等優點，而且對于進水濃度較大或有一定波動時，仍有較好的除磷效果[5]。高效沉淀作為化學法中常用的除磷技術，可在較小的容積下表現出較高的處理效果，且效率較高。

因此采用高效沉淀/反硝化濾池的組合工藝處理浙江某城鎮污水處理廠出水，對聯用工藝技術進行探究。

2 工藝分析

2.1 運行過程

通過收集浙江某城鎮污水處理廠達標排放的尾水進行靜流實驗，尾水先進入高效沉淀池，通過投加一定量的混凝劑對水體中的總磷進行去除；沉淀池出水再經過反硝化濾池，向系統中投加部分碳源，并對每次實驗進出水進行水質測定。根據水質測定的結果，開展條件實驗，對每個處理單元的參數進行優化。

完成工藝參數優化工作后，開展高效沉淀-反硝化濾池的連續流中試實驗，考察擬選擇的提標改造工藝的運行效果。

2.2 運行結果

中試實驗起始于2017年7月1日，為期一個多月。每天定時對聯用工藝的處理單元進行水質測定，尾水處理水質結果見表2。

表2 聯用工藝處理水質結果

續表2

日期高效沉淀池出水/反硝化濾池進水CODSSTNTP反硝化濾池出水CODSSTNTP7.234713160.255747.930.1547.24584414.10.883543124.10.4027.25571118.1/58410.6/7.26481512.80.3837661.890.1817.2741912.90.0354852.380.0357.28401312.10.0365241.720.0287.29361110.40.0294571.010.0327.3036107.030.0364134.020.0287.313749.810.0334244.970.0288.138410.40.1224145.180.0288.235612.90.0363628.240.0168.337612.10.0334123.940.0298.437812.90.0444235.840.021

2.3 運行結果分析

由于聯用工藝后期趨于穩定，為了便于對比分析，因此采用中試實驗前部分數據進行分析。反硝化濾池具體水質分析見下圖1。

圖1 反硝化濾池進、出水TP

由圖1可知，經過高效沉淀池的出水TP濃度波動較大，TP濃度基本都在特別排放限值以上，在工藝運行后期，27天以后進水基本穩定，低于特別排放限值。經過反硝化濾池處理后出水基本滿足特別排放限，后期工藝運行穩定，出水水質基本維持在0.02mg/L，說明反硝化濾池對于TP的去除有著良好的表現。

由圖2可知，高效沉淀池出水的TN濃度一直維持在較高的濃度，有一定的波動，但基本維持在15mg/L。經過反硝化濾池的處理后，雖然出水水質也具有一定的波動性，但TN濃度基本維持在特別排放限值以下，但仍有幾天超過排放限值，甚至超出一級A標，這可能與反硝化濾池中微生物的生活周期有關。經過停止碳源投加后，反硝化濾池出水中TN濃度穩定在排放限值以下，說明反硝化濾池中碳源的投加在一定程度上會影響TN的去除效果，這對后期工藝的優化有著重要的參照。

圖2 反硝化濾池進、出水TN

3 結論與建議

隨著我國對于污水排放標準要求日趨嚴格，尤其對國土開發密度較高、環境承載能力較弱、環境容量較小、生態環境脆弱的區域需執行水污染物特別排放限值，污水處理的深度提標工作勢在必行，是改善水環境質量的重點。本研究基于對城鎮污水處理廠尾水提標改造的研究，通過高效沉淀池與反硝化濾池聯用，對浙江某城鎮污水處理廠出水進行處理至特別排放限值。研究得出以下結論和建議：

(1)通過對城鎮污水廠尾水提標改造工藝中脫氮除

磷技術研究，并根據水質特別排放標準，篩選確定高效沉淀與反硝化濾池聯用工藝。

(2)通過開展靜流式條件實驗，篩選確定實驗參數，并在此基礎上進行連續流的工藝優化實驗，構建了一套可以穩定運行的尾水脫氮除磷工藝，并進行為期一個多月的連續實驗，處理效果良好。

(3)經過反硝化濾池處理后，出水COD≤30mg/L、BOD5≤6mg/L、SS≤5mg/L、NH3-N≤1.5mg/L、TN≤10mg/L、TP≤0.3mg/L，滿足提標改造特別排放限值，后期工藝運行穩定。

(4)雖然反硝化濾池對于TP的去除有著良好的表現。但碳源的投加在一定程度上會影響TN的去除效果。為了解決外加碳源的影響，后期將對無外加碳源脫氮除磷工藝進行研究。

[1]何圣兵，等.生物膜-膜生物反應器處理生活污水的實驗研究[J].給水排水，2002，28(11)：21-23.

[2]陳冠輝，王建永，高彥林.MBR的脫氮除磷工藝研究[J].水科學與工程技術，2008，(l)：57-59.

[3]鄒聯沛，等．膜生物反應器中化學除磷的研究[J]．中國給水排水，2O02，18(11)：19-21.

[4]劉紅磊，李安定，邵曉龍，等.天津市《城鎮污水處理廠污染物排放標準》解讀[J].城市環境與城市生態，2015，28(6)：22-28.

[4]陳華. 化學沉淀法除磷和生物法除磷的比較[J]. 上海環境科學，1997(6)：33-35.

StudyonDeepImprovingProcessforTreatingMunicipalWastewaterTreatmentPlantEffluentbyHighEfficiencySedimentation/DenitrificationFilter

JING Wangsong1，2，3WANG Xiaomin1，2ZHANG Mindong1，2MEI Rongwu1，2KONG Lingwei1，2

(1. Environmental Research and Design Institute of Zhejiang Province，Hangzhou 310007，China； 2.Key Laboratory of environmental pollution control technology of Zhejiang Province，Hangzhou 310007，China； 3.Zhejiang University，Hangzhou 310058，China)

Based on the study of labeling reform of municipal wastewater treatment plant effluent，through the combination of high efficiency sedimentation tank and denitrification filter，municipal wastewater treatment plant in a town of Zhejiang Province to the discharge limit. After the combined process，the water quality meets COD≤30mg/L，BOD5≤6mg/L，SS≤5mg/L，NH3-N≤1.5mg/L，TN≤10mg/L，TP≤0.3mg/L，Water quality and stability.

high efficiency sedimentation；denitrification filter；municipal wastewater treatment plant effluent；nitrogen and phosphorus removal；improving process

項目資助：浙江省科技廳院所專項項目(No.2017F30031)

荊王松，碩士，研究方向為水污染治理

王曉敏，碩士，高級工程師，研究方向為水污染治理

文獻格式：荊王松 等.高效沉淀/反硝化濾池處理城鎮污水廠尾水的深度提標工藝研究[J].環境與可持續發展，2017，42(6)：167-169.

X703

A

1673-288X(2017)06-0167-03