用于改造高氮污水处理装置的上向流脱氮过滤器
随着国家环保要求的提高，许多污水处理工厂面临着尾水深度净化的需求。许多先进的尾水净化工程需要将原污水处理厂的B级出水提升至《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准。对于部分污水处理厂，由于进水氨氮和总氮较高或C/N不平衡，仅靠A2/O或类似工艺难以将出水总氮指标处理至一级A标准，因此需要在末端增设脱氮滤池。
一、污水处理厂改造前的现状
1.1改造前水量和水质
该污水处理工厂位于湖北省南部，设计处理能力为3万吨/天。主要处理附近的生活污水和部分工业废水。其中，含氮量较高的废水来自附近的生物保健品公司。经预处理后，符合《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T31962-2015)，排入污水处理厂。设计进出水水质和运行多年后实测进出水水质见表1。
括号内数值为水温>:12℃时的控制指标，括号内数值为水温≤12℃时的控制指标。
1.2改造前的工艺流程
改造前，该污水处理厂采用“二级A+O生物塘”工艺。主要构筑物有粗格栅、细格栅、旋流沉砂池、二级A+O池、二级沉淀池、紫外线消毒池。实践证明，该工艺能有效去除有机物、氨氮和总氮，出水水质达到国家标准《城市污水处理厂污染物排放标准》(
二、投标改进设计方案
2.1设计进、出水水质
升级后污水处理厂的出水应符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A标准，详见表2。
括号内数值为水温>:12℃时的控制指标，括号内数值为水温≤12℃时的控制指标。
2.2工艺流程
指标主要是总氮、总磷、SS等。工艺流程图如图2所示。
2.3升流式脱氮过滤器的选择
由于本污水处理厂占地面积有限，进水总氮指标较高，选择上流式反硝化滤池作为反硝化滤池，通过增加滤料高度来满足硝酸盐氮的容积负荷要求。后续的磁混凝沉淀池可以去除总磷和悬浮物。综合比较表明，该工艺路线的工程投资和占地面积均低于深床脱氮滤池。深度脱氮滤池虽然具有同时脱氮除磷的功能，但其流动状态为向下流动，滤料不能太厚，否则容易出现负水头或空气阻力，滤料高度也受到限制。另外受占地面积限制，成本高，工艺复杂，设备维护复杂，不选择。
升流式脱氮滤池的结构示意图见图3。
2.4升流式脱氮滤池工艺设计参数
上流式脱氮过滤系统分为六组，每组处理能力为5000吨/天。进水由电动阀和手动阀均匀分配。进水经过成品滤板和长柄滤头分配，然后依次经过滤头、滤板、支撑层和滤料层。出水经稳流器稳定后，进入集水池，再进入后端的磁混凝沉淀池。
为应对高含氮废水的冲击，滤池设计容积负荷为1.0kg NO3-N/(m2·d)，滤速为4.3m/h，强制滤速为5.2m/h；陶粒滤料采用3~5mm陶粒滤料，厚度3m，单格过滤面积48m2，总过滤面积288m2。
反硝化过滤器的反洗采用气水联合反洗，水反洗强度为20 m3/(m2·h)，气反洗强度为50m 3/(m2·h)。分为三个阶段:第一阶段是单独气洗，先用罗茨风机提供的压缩空气气洗2~5分钟；第二阶段为气水联合反洗，由清水泵提供的气洗和水洗同时进行约10~15分钟；第三阶段是水洗阶段，光是水洗就需要10~15分钟左右。以上三个阶段为一组反硝化过滤器的反冲洗过程，六组反硝化过滤器的反冲洗按时间顺序进行。
为防止滤头堵塞，应采用防堵塞大间隙的专用滤头，并为进水设置精密格栅。
第三，操作效果
该项目于2019年5月试运行，至今已运行半年左右。出水可稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准，本文仅对总氮指标进行阐述，其余指标不再赘述。
试运行期间流出物的总氮指数见下图4。
调试初期(约10日)，发现反硝化滤池出水总氮去除率不高，仅比二沉池出水低0.5~2mg/L。经过多次试验，发现二沉池出水DO过高(高达3~6mg/L)。原因是二级A+O生物池至二级沉淀池和二级提升泵房有多次跌水和复氧。投加碳源后，反硝化滤池出水总氮逐渐下降，因此进行调试。
在正式运行期间，由于碳源购买不及时，污水处理厂已经减少了碳源的用量。在此期间，反硝化滤池出水总氮明显升高，说明DO对反硝化滤池的影响很大。
四。结论
(1)将升流式反硝化滤池应用于含氮量较高的城市污水处理植物的升级改造是可行的，处理后的出水可以达到排放标准，可为类似工程的设计和运行提供参考。
(2)在上流式脱氮滤池的设计和运行过程中，应特别注意防止底部滤头堵塞。建议采用防止堵塞和大间隙的专用滤头，进水应设置精密格栅。
(3)DO对脱氮滤池的影响很大，在设计中要尽可能避免减少水滴和复氧。设置多格栅过滤器时，不宜采用配水堰进行配水，建议采用阀门进行配水。(来源:广东开元环境科技有限公司)
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