高密度沉淀池/反硝化深床濾池在污水處理廠提標改造工程中應用

張鈺彩 呂軍輝

摘 要：某污水處理廠設計規模為10×104m3/d，污水處理廠采用A2O工藝，為了使出水水質能夠達到地表水準Ⅳ類水質標準，采用高密度沉淀池+反硝化深床濾池工藝進行提標改造，通過對比分析改造前后的運行效果發現，經提高改造后，出水BOD5≤6mg/L、COD≤30mg/L、SS≤10mg/L、NH3-N≤1.5mg/L、TN≤12mg/L、TP≤0.3mg/L，出水水質全部達到地表水準Ⅳ類水質標準。

關鍵詞：污水處理廠;提標改造;高密度沉淀池;反硝化深床濾池

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2020）08-0025-01

0 引言

隨著人們對環境的更加重視，國家對城鎮污水處理廠污染物排放標準的提高，對污水處理提出了更嚴格的要求。該污水處理廠2015年出水從《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）[1]一級B排放標準提高到一級A排放標準。為了盡快與國家排放標準接軌，根據地方政策要求，要求2019年對該污水處理廠進行提標改造，出水從《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A排放標準提高到地表水準Ⅳ類水質標準。該污水處理廠采用A2O工藝，現狀出水執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）一級A排放標準。

1 現狀工藝流程及運行情況

1.1 現狀污水處理工藝介紹

現狀污水處理工藝：粗格柵→細格柵→曝氣沉砂池→初沉池→A2O工藝→二沉池→紫外線消毒→出水附近水系，設計規模為10萬m3/d[2]。

1.2 原進、出水水質（見表1）

1.3 污水廠現狀分析

該污水處理廠原設計進水水質較低，主要為生活污水，現狀實際進水水質較高，有部分工業廢水排入，導致水質波動較大，進水水質指標超出原設計值，嚴重影響出水穩定性。因此，本次提標改造應充分考慮進水水質超標時的設計余量[3]。

該污水處理廠現狀出水執行一級A標準，各項指標基本達到要求。本次提標改造的重點是脫氮除碳、去除SS及提高TP、TN的去除效果，同時保證出水水質穩定。

原設計中缺少化學除磷工藝，僅在生物池出水投加除磷藥劑，除磷效率低下。因此，本次提標改造考慮增加化學除磷工藝，新建處理能力10m3/d的高效混凝沉淀池。

原設計過濾單元，無法保證出水穩定達標。因此，本次提標改造考慮新建反硝化深床濾池作為過濾單元，同時保障TN穩定達標。

2 提標改造設計進、出水水質（見表2）

3 提標改造工藝設計

3.1 提標改造工藝的確定

根據提標改造進出水水質，需提升的指標有COD、BOD、氨氮、TP、TN[4-5]。

（1）提升COD、BOD、氨氮指標考慮采用加強生化處理系統功能，保障指標穩定達到提標改造要求?？煽紤]的手段有：增設硝化液回流泵，提高硝化液回流比，從而提高脫氮效率;在生化池內投加填料，提高微生物量提高脫氮、除碳效率。

（2）提升總磷指標通常采用的工程手段有生化除磷和化學除磷，該二污進水TP已超出可采用生物除磷范疇，因此必須考慮采用化學除磷。本次化學除磷采用高密度沉淀池。

（3）提升總氮指標擬優化A2O池運行參數，增大硝化液回流比，盡可能在生化池解決總氮問題，為了提高達標保證率，增設獨立的生物脫氮工藝單元反硝化深床濾池，在設計參數取值上無需過于保守，并增設碳源投加和存儲設備設施。

3.2提標改造后的工藝流程

“格柵+沉砂池+初沉池+生物池+二沉池+高效混凝沉淀池+反硝化深床濾池+紫外消毒池+計量槽”。

3.3 主要構筑物及設備參數

（1）生物池因進水總氮遠高于設計值，原設計硝化液回流比偏小，本次設計增大回流比，在原有6臺硝化液回流泵基礎上新增硝化液回流泵4臺，流量2083m3/h，揚程0.8m，功率20kW，使回流比達到400，提高總氮去除率。同時在好氧段投加MBBR填料，增加污泥濃度，從而提高脫氮除碳效率。

（2）新建高密度沉淀池。原設計缺少化學除磷工藝，僅在生物池出水投加除磷藥劑，除磷效率低下，故此次新建10m3/d的高密度沉淀池，同時去除TP、SS、有機物等污染物，保證出水穩定達標排放。高密度沉淀池1座（分兩組），由混凝區、絮凝區、沉淀區、濃縮區、污泥回流系統及污泥排放系統組合，其中混凝區停留時間為2min，絮凝區停留時間為7min，沉淀區負荷為15.5m3/（m2/h）。高密度沉淀池采用鋼筋混凝土結構，尺寸為32.4m×31.25m×6.5m。

主要設備：混凝池攪拌器，4臺，功率4kW。絮凝池攪拌器，2臺，功率11kW。中心傳動刮泥機2臺，功率0.55kW。污泥回流泵4臺，流量110m3/h，壓力2bar，功率18.5kW，變頻控制。污泥排放泵2臺，流量110m3/h，壓力2bar，功率18.5kW。

（3）新建反硝化深床濾池。深床濾池設計8格。濾速5.9m/h，采用鋼筋混凝土結構，尺寸為46.0m×36.5m×7.2m。

主要設備：反沖洗水泵3臺，流量650m3/h，揚程10.7m，功率30kW。反沖洗風機3臺，風量4854m3/h，風壓79.2kPa，功率160kW。反洗廢水排放泵2臺，流量270m3/h，揚程7.6m，功率11kW。碳源投加裝置1套，其中1臺，儲罐50m3（10d的儲存用量），碳源投加泵3臺，流量700L/h，揚程60m，功率0.75kW。

4 運行效果及成本效益分析

本次提標改造總投資1.3億元，新增運行費用0.278元/m3，其中電費新增0.066元/m3，藥劑費新增0.212元/m3。提標改造工程建成投運后，COD、BOD、NH3-N、TP、TN削減量分別為73、15、12、0.7、11t/a。由此可見，該提標改造工程投資少、新增運行費用較低且環境效益顯著。

5 結語

（1）通過增設高密度沉淀池、反硝化深床濾池設施后，系統運行穩定，各項出水指標均能穩定達到地表水準Ⅳ類水質標準。（2）提標改造后的運行結果表明，經過高密度沉淀池、反硝化深床濾池處理后，平面出水TP<0.3mg/L，TN<12mg/L，SS<10mg/L，除磷脫氮效果明顯。（3）本項目提標改造進一步消減了污染物排放量，對當地水環境的改善及流域水環境保護有積極的作用。

參考文獻

[1] GB18918-2002，城鎮污水處理廠污染物排放標準[S].

[2] 李慧.高效沉淀池的工藝設計與應用案例[J].凈水技術，2012，31（2）：84-87.

[3] 張雙，陳貴生，楊仁凱，等.高密度沉淀池在污水處理廠提標改造工程的應用[J].中國給水排水，2019，35（24）：80-84.

[4] 成匡.反硝化深床濾池工藝提標改造污水處理廠工藝設計研究[J].廣東化工，2019（6）：177-178.

[5] 李采芳，楊丹，王志剛.A/O+高效沉淀+深床濾池用于污水廠提標擴建[J].中國給水排水，2018，34（16）：88-92.