东深原水生物硝化工程试运行小结

摘要：东深原水生物硝化工程采用生物接触氧化法对微污染原水进行处理，设计处理规模为400万m3/d。通过半年的试运行，可以初步认为，生物接触氧化工艺适于处理东深微污染原水，对氨氮去除率在75%以上，对其它10多项水质指标也有不同程度的降解，基本达到设计要求。

关键词：原水工程 微污染原水 生物接触氧化 试运行

0　前言

东江-深圳供水工程是向香港、深圳和东莞乡镇供应原水的跨流域大型引水工程。从工程建成投产的1965年初至1998年底，已累计向香港供水108.35亿m3 ，向深圳市供水27.52亿m3，为香港的繁荣稳定和深圳特区经济的高速发展作出了重要贡献。

图1　东深供水原水生物处理工程工艺流程

80年代初期，东深供水水质仍保持了东江原水的较高质量水平。进入90年代以后，随着流域经济从过去以农业为主逐渐转变为以三来一补的工业为主，外来人口急剧增加，污水排放量逐年递增，东深工程原水的污染速度加快。面对水质日益恶化，近年来东深局会同有关科研院所开展了多项采用生物措施改善供水水质的科研项目，并进行实地考察。试验研究和现场调研结果表明，采用生物接触氧化工艺处理微污染原水是切实可行的，是适用于处理东深原水微污染要求的。

1997年广东省计委、建委先后组织和通过了该工程的项目可行性研究和初步设计评审，经省政府批准，决定兴建东深供水原水生物硝化工程。1998年1月5日工程正式开工，经过全体建设者日以继夜的奋战，工程于1998年12月28日通过省水利厅组织的验收，实现了当年开工、当年建成、当年投产的建设目标。

1 生物硝化工程概况

本工程位于深圳水库库尾，设计处理规模为400万m3/d，即设计流量为46.3m3/s，按生物处理池24h运行，流量为16.7万m3/h。工艺流程如下：

东深原水经沉砂区去除大的砂粒，再由粗格栅拦截大的漂浮物，细格栅拦截小的漂浮物及悬浮物后，进入该工艺的主体--生物处理池，使有机污染物和氨氮因氧化作用而得到降解。详见东深供水原水生物处理工程工艺流程(图1)。

生物处理池最大外形尺寸为316.5m×200m，面积约6.33万m2，属砼和钢筋砼结构，设6条宽25m，长27m过水廊道，生物池底坡降采用2.5‰，进出水口分别设进水闸门和出水闸门，处理池顶垂直于廊道隔墙设三座人行桥，在处理池的中央隔墙顶设61m×10m鼓风机房一座。详见东深供水原水生物处理工程总平面布置图(图2)。

泄洪闸及填筑坝并排设在生物处理池右侧，总长188m，其中水闸总长41m，宽60.2m，分5 孔，每孔净宽10m，高6.5m。变电站配电厂房布置在生物池的左岸，长46.64m宽19.0m。

图2　东深供水原水生物处理工程总平面布置图

生物处理池工艺部分主要设计参数：

水力停留时间：55.40min；

填料接触时间：39.3min；

有效水深：3.8m；

填料高度：3.0m；

气水比：1∶1。

本工程填料支架采用固定式不锈钢支架，为便于安装和管理，支架由多种构件拼装成一个方阵，每个方阵尺寸为：长×宽×高=12.0m×25.0m×3.7m，每条廊道安装20个，6条廊道120个方阵，共安装不锈钢1400t。

根据东深原水工艺优化试验，YDT弹性立体填料挂膜、脱膜容易，使用寿命长，处理效果好，运输和安装也较为方便，因此综合填料比表面积、价格和试验结果，确定本工程选用 YDT弹性立体填料。填料在现场加工后，安装在不锈钢支架上，填料体积占生物池体积的71.1%，共安装填料10.7万m3。

曝气方式采用穿孔管曝气。曝气管道系统中的主干管及干管布置在地面上或隔墙中，采用钢制管道，其防腐要求为埋管部分涂沥青漆及两层以上沥青玻璃丝布，外露部分涂环氧防锈底漆和面漆，干膜厚度不少于250μm。管道布置形式为在生物池的每条廊道内布置一套穿孔曝气系统，DN50穿孔曝气管相邻水平间距为0.7m。其穿孔管孔口同侧孔距为200mm，异侧孔距100mm。曝气支管采用ABS工程塑料管。

鼓风机采用丹麦HVTURBO公司生产的6台KA44SV?GL225型机组，每台电机功率为550kW，设计单机风量为555.6m3/min，6台机组总装机容量为3300kW。

2 生物硝化工程运行情况

2.1 工艺启动过程

自1998年11月24日生物池通水以来，东深供水原水生物处理工程已进入工艺启动试运行阶段，从11月24日至12月1日，基本处理完与连续过水及均匀曝气密切相关的工程有关问题，1 2月2日完成6条生物池的曝气均匀性的初步调试。12月1日开始对已过水曝气的处理池进、出水进行现场人工采样与监测，共采样8个点，每天对水温、DO、pH、NH3－N、NO3－N、CODMn、SS、浊度等8个项目进行监测。

2.1.1 工艺条件的控制

在试运行阶段，工艺启动过程的主要任务是培养生物膜。通过控制生物池过水流量为320 万m?3/d(即13.33万m3/h)和各池的水位能保证淹没池体前、后端的填料和支架，以及通过大、小阀门调节使曝气均匀等措施，维持良好的工艺条件保证生物池发挥正常处理功能。

从1998年12月12日开始，生物处理池基本能够按照试运行程序中规定的工艺条件稳定运行。

2.1.2 工艺启动过程运行状况分析

本工程工艺启动过程采用自然接种方式，通过培养驯化，使填料挂膜，形成系统的生物硝化能力。启动过程完成的主要标志是处理系统形成稳定的氨氮去除率和硝酸盐生成率。

由于本工程试运行处于冬季，低水温的环境条件对工艺启动过程是不利的，另外工艺启动工程中，机电设备等还处于调试状态，水量、气量和水位等工艺运行条件的波动对填料的挂膜也有一定程度的影响。

2.1.3 生物硝化效果的变化

本工程采用生物接触氧化工艺处理微污染原水中的氨氮，硝化是该工艺最主要的生化过程，故下面分析主要围绕氨氮去除效果。为简化数据分析，将6条处理池作为一个处理系统，考察工艺启动过程中整个处理系统运行状态的变化，下面的统计数据均采用6条生物池的总体平均值。

2.1.3.1 氨氮去除效果的变化

1998年12月1日～27日，处理系统氨氮去除率的历时变化如表1和图3所示。

表1　处理系统NH3－N去除率历时总体平均值

时间

(日)的变化(见表2和图4)，也可以反映出工艺启动过程运行状态的变化。

由表2可见，随着填料上硝化细菌的生长繁殖，处理池消化能力的逐步发挥，虽然氨氮去除率有时因进水氨氮浓度突增而波动，但硝酸盐氮生成量仍稳步增加，这也表明池内生物膜正日趋成熟。

表2　处理系统NO3-－N生成量

时间

(日)并增加了深圳水库水体的溶解氧，从而提高了水库的自净能力，同时生物处理工程还对色度、非离子氨、CODMn 、总氮、铁、锰、铅、锌和藻类等10多项水质指标均有不同程度的降解。由此可见，东深原水生物硝化工程对生化降解氨氮等有机物，改善和提高东深供水水质的作用是十分显著的。

表5　气水比与溶解氧统计

年代