用于改造高氮污水處理裝置的上向流脫氮過(guò)濾器
隨著國(guó)家環(huán)保要求的提高，許多污水處理工廠面臨著尾水深度凈化的需求。許多先進(jìn)的尾水凈化工程需要將原污水處理廠的B級(jí)出水提升至《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于部分污水處理廠，由于進(jìn)水氨氮和總氮較高或C/N不平衡，僅靠A2/O或類(lèi)似工藝難以將出水總氮指標(biāo)處理至一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，因此需要在末端增設(shè)脫氮濾池。
一、污水處理廠改造前的現(xiàn)狀
1.1改造前水量和水質(zhì)
該污水處理工廠位于湖北省南部，設(shè)計(jì)處理能力為3萬(wàn)噸/天。主要處理附近的生活污水和部分工業(yè)廢水。其中，含氮量較高的廢水來(lái)自附近的生物保健品公司。經(jīng)預(yù)處理后，符合《污水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T31962-2015)，排入污水處理廠。設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)和運(yùn)行多年后實(shí)測(cè)進(jìn)出水水質(zhì)見(jiàn)表1。
括號(hào)內(nèi)數(shù)值為水溫>:12℃時(shí)的控制指標(biāo)，括號(hào)內(nèi)數(shù)值為水溫≤12℃時(shí)的控制指標(biāo)。
1.2改造前的工藝流程
改造前，該污水處理廠采用“二級(jí)A+O生物塘”工藝。主要構(gòu)筑物有粗格柵、細(xì)格柵、旋流沉砂池、二級(jí)A+O池、二級(jí)沉淀池、紫外線消毒池。實(shí)踐證明，該工藝能有效去除有機(jī)物、氨氮和總氮，出水水質(zhì)達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《城市污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(
二、投標(biāo)改進(jìn)設(shè)計(jì)方案
2.1設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)
升級(jí)后污水處理廠的出水應(yīng)符合《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，詳見(jiàn)表2。
括號(hào)內(nèi)數(shù)值為水溫>:12℃時(shí)的控制指標(biāo)，括號(hào)內(nèi)數(shù)值為水溫≤12℃時(shí)的控制指標(biāo)。
2.2工藝流程
指標(biāo)主要是總氮、總磷、SS等。工藝流程圖如圖2所示。
2.3升流式脫氮過(guò)濾器的選擇
由于本污水處理廠占地面積有限，進(jìn)水總氮指標(biāo)較高，選擇上流式反硝化濾池作為反硝化濾池，通過(guò)增加濾料高度來(lái)滿足硝酸鹽氮的容積負(fù)荷要求。后續(xù)的磁混凝沉淀池可以去除總磷和懸浮物。綜合比較表明，該工藝路線的工程投資和占地面積均低于深床脫氮濾池。深度脫氮濾池雖然具有同時(shí)脫氮除磷的功能，但其流動(dòng)狀態(tài)為向下流動(dòng)，濾料不能太厚，否則容易出現(xiàn)負(fù)水頭或空氣阻力，濾料高度也受到限制。另外受占地面積限制，成本高，工藝復(fù)雜，設(shè)備維護(hù)復(fù)雜，不選擇。
升流式脫氮濾池的結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖3。
2.4升流式脫氮濾池工藝設(shè)計(jì)參數(shù)
上流式脫氮過(guò)濾系統(tǒng)分為六組，每組處理能力為5000噸/天。進(jìn)水由電動(dòng)閥和手動(dòng)閥均勻分配。進(jìn)水經(jīng)過(guò)成品濾板和長(zhǎng)柄濾頭分配，然后依次經(jīng)過(guò)濾頭、濾板、支撐層和濾料層。出水經(jīng)穩(wěn)流器穩(wěn)定后，進(jìn)入集水池，再進(jìn)入后端的磁混凝沉淀池。
為應(yīng)對(duì)高含氮廢水的沖擊，濾池設(shè)計(jì)容積負(fù)荷為1.0kg NO3-N/(m2·d)，濾速為4.3m/h，強(qiáng)制濾速為5.2m/h；陶粒濾料采用3~5mm陶粒濾料，厚度3m，單格過(guò)濾面積48m2，總過(guò)濾面積288m2。
反硝化過(guò)濾器的反洗采用氣水聯(lián)合反洗，水反洗強(qiáng)度為20 m3/(m2·h)，氣反洗強(qiáng)度為50m 3/(m2·h)。分為三個(gè)階段:第一階段是單獨(dú)氣洗，先用羅茨風(fēng)機(jī)提供的壓縮空氣氣洗2~5分鐘；第二階段為氣水聯(lián)合反洗，由清水泵提供的氣洗和水洗同時(shí)進(jìn)行約10~15分鐘；第三階段是水洗階段，光是水洗就需要10~15分鐘左右。以上三個(gè)階段為一組反硝化過(guò)濾器的反沖洗過(guò)程，六組反硝化過(guò)濾器的反沖洗按時(shí)間順序進(jìn)行。
為防止濾頭堵塞，應(yīng)采用防堵塞大間隙的專(zhuān)用濾頭，并為進(jìn)水設(shè)置精密格柵。
第三，操作效果
該項(xiàng)目于2019年5月試運(yùn)行，至今已運(yùn)行半年左右。出水可穩(wěn)定達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，本文僅對(duì)總氮指標(biāo)進(jìn)行闡述，其余指標(biāo)不再贅述。
試運(yùn)行期間流出物的總氮指數(shù)見(jiàn)下圖4。
調(diào)試初期(約10日)，發(fā)現(xiàn)反硝化濾池出水總氮去除率不高，僅比二沉池出水低0.5~2mg/L。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)二沉池出水DO過(guò)高(高達(dá)3~6mg/L)。原因是二級(jí)A+O生物池至二級(jí)沉淀池和二級(jí)提升泵房有多次跌水和復(fù)氧。投加碳源后，反硝化濾池出水總氮逐漸下降，因此進(jìn)行調(diào)試。
在正式運(yùn)行期間，由于碳源購(gòu)買(mǎi)不及時(shí)，污水處理廠已經(jīng)減少了碳源的用量。在此期間，反硝化濾池出水總氮明顯升高，說(shuō)明DO對(duì)反硝化濾池的影響很大。
四。結(jié)論
(1)將升流式反硝化濾池應(yīng)用于含氮量較高的城市污水處理植物的升級(jí)改造是可行的，處理后的出水可以達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，可為類(lèi)似工程的設(shè)計(jì)和運(yùn)行提供參考。
(2)在上流式脫氮濾池的設(shè)計(jì)和運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)特別注意防止底部濾頭堵塞。建議采用防止堵塞和大間隙的專(zhuān)用濾頭，進(jìn)水應(yīng)設(shè)置精密格柵。
(3)DO對(duì)脫氮濾池的影響很大，在設(shè)計(jì)中要盡可能避免減少水滴和復(fù)氧。設(shè)置多格柵過(guò)濾器時(shí)，不宜采用配水堰進(jìn)行配水，建議采用閥門(mén)進(jìn)行配水。(來(lái)源:廣東開(kāi)元環(huán)境科技有限公司)
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