高密度沉淀池/反硝化深床滤池在污水处理厂提标改造工程中应用

张钰彩 吕军辉

摘 要：某污水处理厂设计规模为10×104m3/d，污水处理厂采用A2O工艺，为了使出水水质能够达到地表水准Ⅳ类水质标准，采用高密度沉淀池+反硝化深床滤池工艺进行提标改造，通过对比分析改造前后的运行效果发现，经提高改造后，出水BOD5≤6mg/L、COD≤30mg/L、SS≤10mg/L、NH3-N≤1.5mg/L、TN≤12mg/L、TP≤0.3mg/L，出水水质全部达到地表水准Ⅳ类水质标准。

关键词：污水处理厂;提标改造;高密度沉淀池;反硝化深床滤池

中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2020）08-0025-01

0 引言

随着人们对环境的更加重视，国家对城镇污水处理厂污染物排放标准的提高，对污水处理提出了更严格的要求。该污水处理厂2015年出水从《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）[1]一级B排放标准提高到一级A排放标准。为了尽快与国家排放标准接轨，根据地方政策要求，要求2019年对该污水处理厂进行提标改造，出水从《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A排放标准提高到地表水准Ⅳ类水质标准。该污水处理厂采用A2O工艺，现状出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A排放标准。

1 现状工艺流程及运行情况

1.1 现状污水处理工艺介绍

现状污水处理工艺：粗格栅→细格栅→曝气沉砂池→初沉池→A2O工艺→二沉池→紫外线消毒→出水附近水系，设计规模为10万m3/d[2]。

1.2 原进、出水水质（见表1）

1.3 污水厂现状分析

该污水处理厂原设计进水水质较低，主要为生活污水，现状实际进水水质较高，有部分工业废水排入，导致水质波动较大，进水水质指标超出原设计值，严重影响出水稳定性。因此，本次提标改造应充分考虑进水水质超标时的设计余量[3]。

该污水处理厂现状出水执行一级A标准，各项指标基本达到要求。本次提标改造的重点是脱氮除碳、去除SS及提高TP、TN的去除效果，同时保证出水水质稳定。

原设计中缺少化学除磷工艺，仅在生物池出水投加除磷药剂，除磷效率低下。因此，本次提标改造考虑增加化学除磷工艺，新建处理能力10m3/d的高效混凝沉淀池。

原设计过滤单元，无法保证出水稳定达标。因此，本次提标改造考虑新建反硝化深床滤池作为过滤单元，同时保障TN稳定达标。

2 提标改造设計进、出水水质（见表2）

3 提标改造工艺设计

3.1 提标改造工艺的确定

根据提标改造进出水水质，需提升的指标有COD、BOD、氨氮、TP、TN[4-5]。

（1）提升COD、BOD、氨氮指标考虑采用加强生化处理系统功能，保障指标稳定达到提标改造要求。可考虑的手段有：增设硝化液回流泵，提高硝化液回流比，从而提高脱氮效率;在生化池内投加填料，提高微生物量提高脱氮、除碳效率。

（2）提升总磷指标通常采用的工程手段有生化除磷和化学除磷，该二污进水TP已超出可采用生物除磷范畴，因此必须考虑采用化学除磷。本次化学除磷采用高密度沉淀池。

（3）提升总氮指标拟优化A2O池运行参数，增大硝化液回流比，尽可能在生化池解决总氮问题，为了提高达标保证率，增设独立的生物脱氮工艺单元反硝化深床滤池，在设计参数取值上无需过于保守，并增设碳源投加和存储设备设施。

3.2提标改造后的工艺流程

“格栅+沉砂池+初沉池+生物池+二沉池+高效混凝沉淀池+反硝化深床滤池+紫外消毒池+计量槽”。

3.3 主要构筑物及设备参数

（1）生物池因进水总氮远高于设计值，原设计硝化液回流比偏小，本次设计增大回流比，在原有6台硝化液回流泵基础上新增硝化液回流泵4台，流量2083m3/h，扬程0.8m，功率20kW，使回流比达到400，提高总氮去除率。同时在好氧段投加MBBR填料，增加污泥浓度，从而提高脱氮除碳效率。

（2）新建高密度沉淀池。原设计缺少化学除磷工艺，仅在生物池出水投加除磷药剂，除磷效率低下，故此次新建10m3/d的高密度沉淀池，同时去除TP、SS、有机物等污染物，保证出水稳定达标排放。高密度沉淀池1座（分两组），由混凝区、絮凝区、沉淀区、浓缩区、污泥回流系统及污泥排放系统组合，其中混凝区停留时间为2min，絮凝区停留时间为7min，沉淀区负荷为15.5m3/（m2/h）。高密度沉淀池采用钢筋混凝土结构，尺寸为32.4m×31.25m×6.5m。

主要设备：混凝池搅拌器，4台，功率4kW。絮凝池搅拌器，2台，功率11kW。中心传动刮泥机2台，功率0.55kW。污泥回流泵4台，流量110m3/h，压力2bar，功率18.5kW，变频控制。污泥排放泵2台，流量110m3/h，压力2bar，功率18.5kW。

（3）新建反硝化深床滤池。深床滤池设计8格。滤速5.9m/h，采用钢筋混凝土结构，尺寸为46.0m×36.5m×7.2m。

主要设备：反冲洗水泵3台，流量650m3/h，扬程10.7m，功率30kW。反冲洗风机3台，风量4854m3/h，风压79.2kPa，功率160kW。反洗废水排放泵2台，流量270m3/h，扬程7.6m，功率11kW。碳源投加装置1套，其中1台，储罐50m3（10d的储存用量），碳源投加泵3台，流量700L/h，扬程60m，功率0.75kW。

4 运行效果及成本效益分析

本次提标改造总投资1.3亿元，新增运行费用0.278元/m3，其中电费新增0.066元/m3，药剂费新增0.212元/m3。提标改造工程建成投运后，COD、BOD、NH3-N、TP、TN削减量分别为73、15、12、0.7、11t/a。由此可见，该提标改造工程投资少、新增运行费用较低且环境效益显著。

5 结语

（1）通过增设高密度沉淀池、反硝化深床滤池设施后，系统运行稳定，各项出水指标均能稳定达到地表水准Ⅳ类水质标准。（2）提标改造后的运行结果表明，经过高密度沉淀池、反硝化深床滤池处理后，平面出水TP<0.3mg/L，TN<12mg/L，SS<10mg/L，除磷脱氮效果明显。（3）本项目提标改造进一步消减了污染物排放量，对当地水环境的改善及流域水环境保护有积极的作用。

参考文献

[1] GB18918-2002，城镇污水处理厂污染物排放标准[S].

[2] 李慧.高效沉淀池的工艺设计与应用案例[J].净水技术，2012，31（2）：84-87.

[3] 张双，陈贵生，杨仁凯，等.高密度沉淀池在污水处理厂提标改造工程的应用[J].中国给水排水，2019，35（24）：80-84.

[4] 成匡.反硝化深床滤池工艺提标改造污水处理厂工艺设计研究[J].广东化工，2019（6）：177-178.

[5] 李采芳，杨丹，王志刚.A/O+高效沉淀+深床滤池用于污水厂提标扩建[J].中国给水排水，2018，34（16）：88-92.