上向流反硝化深床滤池在污水厂提标改造工程应用.doc
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1、上向流反硝化深床滤池在污水厂提标改造工程应用摘要:广东省某水质净化厂一期工程原采用SBR+纤维转盘滤池为主体工艺,要求提标改造后主要出水指标达到地表水环境质量标准V类标准(TN15mg/L),实际出水TP偶尔超标,TN严重超标。提标改造工程在现有SBR工艺后端新增了上向流反硝化深床滤池模块化水处理装备,出水COD30 mg/L、BOD56 mg/L、TN12 mg/L、TP0.3 mg/L和SS5 mg/L,达到了地表准类标准,表明上向流反硝化深床滤池脱氮除磷效果好,尤其是脱氮效率极高,最大去除量高达29.4 mg/L,相应的反硝化负荷达到了2.08 kgNO3-N/(m3d)。1 概述广东省
2、某水质净化厂一期工程,设计规模为10.00万m3/d,采用SBR生物处理作为主体工艺,出水执行城镇污水处理厂污染物排放标准(GB/T18918-2002)一级B标准。2012年,为提高出水水质,在原有基础上新增了纤维转盘滤池,出水水质执行城镇污水处理厂污染物排放标准(GB/T18918-2002)一级A级标准(TN除外)。随着“水十条”的提出,深圳市政府对污水厂出水要求提高至地表水环境质量标准(GB 3838-2002)准V类标准(TN15mg/L)。根据污水厂实际运行水质数据可知,出水污染物因子COD、BOD、氨氮均能稳定达到地表V类,总磷偶尔超标,但总氮严重超标。因此,需要进行深度处理,即
3、对SBR的出水TN、TP进行处理。由于污水处理厂可利用的占地有限,施工工期也比较紧张,采用传统的高效沉淀池+反硝化深床滤池不适合该工程,最终选择了上向流反硝化深床滤池模块化水处理装备于2019年进行提标改造。主要建设内容有:增加精细格栅、上向流反硝化深床滤池、碳源投加设施等。其中上向流反硝化深床滤池是此次提标改造工程的重点设施,该滤池需要承担大部分的TN去除功能,确保出水TN稳定低于15mg/L,同时需要进一步去除水中的悬浮物。2设计进出水水质根据污水厂提供的水质数据进行分析,确定上向流反硝化深床滤池设计进、出水水质如下表1所示。3改造后工艺流程根据原工艺流程实际运行来看,SBR工艺出水SS不
4、稳定,容易造成纤维转盘滤池堵塞,清洗维护麻烦;同时,需要脱氮处磷。为此,在SBR池后新增精细格栅和上向流反硝化深床滤池,确保出水水质达标排放,改造后详细工艺流程如下图1:新建的上向流反硝化深床滤池主要设计参数如下:上向流反硝化深床滤池装备呈两侧对称布置,每侧8格,每2格为1组,共计8组(16格),采用碳钢防腐结构;单格尺寸(LBH)为12.0 m3.0 m4.5m,单格有效过滤面积为36 m2;设计处理规模为10.00万 m3/d,最大流量为13.00万m3/d(Kz= 1.3);平均滤速为7.2m/h,强制滤速为8.3m/h,最大滤速为9.4m/h;滤料采用石英砂,粒径为2-4mm,滤料层高
5、2.5m,空床停留时间为20.8min。4运行效果分析该水质净化厂(一期)提标改造项目从2018年12月底通水调试,运行至今已有2年,运行期间其出水水质稳定达到地表水环境质量标准(GB 3838-2002)准类标准,并达到设计产水规模。上向流反硝化深床滤池运行过程中采用含量25%乙酸钠溶液(NaAC)作为外加碳源,记录了2019年4月份至2019年12月份脱氮效果,结果如表所示:表2 不同月份乙酸钠投加量脱氮效果由上表2数据可知,经过上向流反硝化深床滤池的处理后,出水TN平均浓度能够低于10 mg/L,可以发现随着总氮去除量的增加相应的碳源投加量也会随之增加,其中在12月份碳源投加量达到了最大
6、值,为178.31 mg/L,相对应的总氮去除量为13.69 mg/L。根据表2中乙酸钠投加浓度与TN去除量的数据,可以计算出4月12月反硝化深床滤池去除单位硝态氮消耗的乙酸钠投加量(NaAC/TN),结果可见图2。图2 不同月份单位硝态氮消耗的乙酸钠投加量从图2可以看出,广东省某水质净化厂(一期)提标改造工程采用的上向流反硝化深床滤池单位硝态氮消耗的乙酸钠投加量(NaAC/TN)在2.473.83 kgNaAC/(kgNO3-N),其中最大值为3.83,其余均不超过理论投加量3.67,表明本工程的反硝化深床滤池碳源利用率较高,主要是因为上向流进水方式不存在配水跌落充氧的现象,从而有效避免进水
7、溶解氧(DO)二次升高,可以节约这部分DO作为电子受体所消耗的碳源。根据相关报道,常规的下向流反硝化深床滤池会因进水渠道配水跌落引起DO 值平均上升2.19 mg/L,由此消耗了大量的碳源。在相同条件下,上向流反硝化深床滤池相比于下向流反硝化深床滤池的碳源投加量可节省30%以上。此外发现,上向流反硝化滤池水头损失达到3m左右时,滤池需要进行反冲洗,相对应的反洗周期为24h。图3是该水质净化厂(一期)提标改造后上向流反硝化深床滤池4月份TN的处理效果,结果显示在进水TN为1020mg/L之间,出水TN5mg/L,TN去除率为50%80%。同时,可以发现深床滤池具有良好的抗冲击负荷能力,在进水TN
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