前置反硝化生物滤池在污水提标工程中的应用

摘要：浙江省余杭污水处理厂二期工程采用前置反硝化生物滤池作为污水厂提标工程的主体工艺，采用甲醇作为外加碳源，滤池出水水质稳定达到一级A标准。重点介绍了前置反硝化生物滤池的工程设计及调试阶段处理效果，结果表明，该工艺是一种有效的提标工程生物处理工艺。

关键词：曝气生物滤池，前置反硝化，生物脱氮，甲醇

中图分类号：X703.1 文献标识码：A文章编号：

Abstract：As the main body of sewage upgrade project in Zhejiang Yuhang Sewage Treatment Plant Phase II , the pre-denitrification biological aerated filter applyed the methanol as external carbon source.The effluent quality of the filter can achieve primary standard. In this paper, the engineering design and the effect of pre-denitrification biological aerated filter was introduced. The result shows that, the process is an effective biological treatment processes on upgrade project.

Keywords：biological aerated filter；pre-denitrification；biological removal of nitrogen；methanol

由于国家对城市污水处理厂排放标准要求的提高，使得众多已投产使用的污水处理厂出水水质必须由《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）一级B标准提高至一级A标准[1]，其中提标改造的难点在于污水碳源匮乏的条件下TN指标的控制，曝气生物滤池是目前污水处理厂提标改造工程应用较多的生物处理方法之一。

一、 工程概况

余杭污水处理厂二期工程，设计规模6万吨/天，出水水质要求达到一级A标准。

二、工艺流程

余杭污水处理厂二期工程设计进、出水水质见表2.1-1。

表2.1-1污水厂深度处理进、出水水质

Table 2.1-1 The influent and effluent water quality of the sewage

本次深度处理工程设计进水BOD5/TN=1.25＜3，不具备完全生物脱氮条件[2]，因此采用生物脱氮工艺时应考虑外部投加碳源。针对工程水质不稳定的特点，设计采用前置反硝化生物滤池脱氮工艺，并投加甲醇作为补充碳源。前置反硝化生物滤池可以在充分利用进水碳源的情况下完成硝化和反硝化脱氮过程，并在碳源投加过量时保证出水COD达标。工艺流程如下：

三、主要构建筑物及设备

3.1反硝化生物滤池

反硝化回流比0.3，反硝化生物滤池共4座，单池尺寸为：11×8×7.5m，滤料层高4米，粒径4～6mm。反硝化负荷0.3NO3--N/(m3滤料·d)，表面水力负荷9.23m3/m2·h，空床水力停留时间（含回流）25.98min。

3.2 硝化曝气生物滤池

硝化曝气生物滤池共6座，单池尺寸为：11×8×7.5m，滤料层高4米，其中粒径为1.8～3mm的滤料层高度为1米、粒径为3～5mm的滤料层高度为3米。硝化负荷0.3 NH3-N/(m3滤料·d)，表面水力负荷6.16m3/m2·h，空床水力停留时间（含回流）38.99min，曝气量2659.2 m3/h。

3.3回流清水池

储存生物滤池处理出水，同时为滤池提供硝化回流液及反冲洗用水，池体尺寸为：11×5×7.5m，有效水深6.5m，设置三台反洗水泵，2用1备，两台回流水泵，1用1备。

3.4反冲洗排水缓冲池

储存生物滤池反洗排水，缓冲池中的废水由潜污泵提升至厂区进水泵房。池体尺寸为：11×5×7.5m，有效水深6.0m，设置两台排水泵，1用1备，1台潜水搅拌机。

3.5鼓风机房

滤池反冲洗风机及曝气风机集中安装于鼓风机房内，风机房尺寸为：18×8×5m，共3台曝气离心风机，2台反洗离心风机，曝气与反洗共用1台备用风机。

3.6甲醇投加系统

本工程采用甲醇作为外部碳源，设计2座容积为20 m3直径为3米的立式浮顶储罐储存甲醇，储罐区尺寸为：13.4×8.4m，甲醇投加间尺寸为：9.0×6.3×5m，内置两台加药泵1用1备，一套消防系统。

四、工程调试

本工程调试数据如下：

图2COD去除效果

Fig. 2 The removal effect of COD

生物滤池进水COD浓度变化范围为8~89mg/L，出水COD浓度变化范围为10~36mg/L，符合GB18918-2002中规定的一级A标准（COD浓度小于50mg/L）。当COD进水值较低时其出水值反而较高，分析认为是当进水COD浓度较低碳源不足时投加甲醇的缘故。

图3TN去除效果

Fig. 3 The removal effect of TN

生物滤池进水TN的浓度变化范围为8.07~14.5mg/L，出水TN的浓度变化范围为6.52~12.1mg/L，符合GB18918-2002中规定的一级A标准。进出水中TN值相差不大，TN去除率最高为31.87%，分析认为进水中TN浓度较低，且二沉池进水DO值过高（8~9mg/L），消耗了水中大量的碳源，阻碍了微生物反硝化反应的进行，导致反硝化效果不明显，由于需要保证出水COD达标，且目前出水TN值已符合标准，所以并未增加碳源投加量来进一步降低TN。由数据分析可知，曝气生物滤池能够在污水中的TN浓度较低的情况下对TN进行进一步的降解。

图4NH3-N去除效果

Fig. 4 The removal effect of NH3-N

生物滤池进水NH3-N的浓度变化范围为0.063~6.03mg/L，出水NH3-N的浓度变化范围为0.018~0.571mg/L，均小于0.6 mg/L，符合GB18918-2002中规定的一级A标准（NH3-N浓度小于5mg/L），其中去除率最高达99.56%，说明曝气生物滤池能对原出水中的NH3-N起到进一步的降解作用，且去除效果十分明显。

图5TP去除效果

Fig. 5 The removal effect of TP

生物滤池进水TP的浓度变化范围为0.224~3.222mg/L，出水TP的浓度变化范围为0.166~2.39mg/L，虽然大多时段出水TP浓度值小于0.5mg/L，符合一级A标准，但不能稳定达到出水要求，分析认为原设计对TP去除为后期砂滤池加药混凝沉淀，目前活性砂滤池未启用，故出水TP无法保证小于0.5mg/L。

图6SS去除效果

Fig. 6 The removal effect of SS

出水SS的浓度变化范围为6~10mg/L，符合GB18918-2002中规定的一级A标准（SS浓度小于10mg/L）。

五、结论及建议

1、采用前置反硝化生物滤池工艺进行污水提标处理，出水水质稳定，在投加碳源的情况下，出水COD值稳定达到一级A标准；

2、氨氮出水值保持在1mg/L以下，稳定达到一级A排放标准，处理效果十分明显；

3、总氮处理出水值稳定达到一级A标准，在碳源充足的情况下可以保证TN的去除效果，但溶解氧较高的情况下甲醇消耗量较大，运行费用会有所增加；

4、正常运行状况下出水SS值稳定保持在10mg/L以内，在反洗前后阶段SS稍高，滤池运行稳定后即恢复正常；

5、在未开启化学除磷系统状况下，出水TP无法保证稳定达到一级A标准，可见前置反硝化生物滤池的生物除磷效果并不明显，必须采用辅助化学除磷的方法。

参考文献：

[1]国家环境保护总局环发[2005]110 号“关于严格执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》的通知.

[2]郑俊，吴浩汀.曝气生物滤池工艺的理论与工程应用[M].化学工业出版社,2005.