【案例】两级上向流生物滤池及模块化装备应用于污水厂提标改造的工程实例

两级上向流生物滤池及模块化装备应用于污水厂提标改造的工程实例

叶昌明， 戴文权， 伍波 ，彭金城

表1 深度处理设计进出水水质表

根据主要超标的污染物因子随季节波动的情况，本项目提标改造采用新增两级生物滤池的深度处理工艺 ，二沉池出水提升至新增生物滤池，经两级生物滤池处理后出水进入原网格絮凝沉淀池，经沉淀及过滤，最后在清水池消毒后达标排放，工艺流程如图1。

图1提标改造工艺流程图

两级生物滤池均采用上向流滤池形式，且滤池的建设采用钢制模块化装备结构，根据水质的变化可将生物滤池的运行模式切换成以下两种：

模式一 ：硝化滤池+反硝化滤池，NH ₃ -N不达标，TN不稳定达标，去除NH ₃ -N、TN；

模式二 ：反硝化滤池+硝化滤池，TN不达标，NH ₃ -N不稳定达标，去除TN、NH ₃ -N。

图2 滤池系统平面布置

由于污水厂改造场地受限，改造系统分两层排布，上层放置生物滤池模块，下层设置为提标改造系统车间，车间内放置配套设施及管道系统。改造总占地面积约为400m ² ，平面尺寸为32.4m×12.3m。

本项目于2019年10月建设完成并投产，运行至今贯穿了冬季与夏季，平均处理水量为2.85万吨/天。针对本项目深度处理的水质，同时结合所使用滤池的特点，运行时通过功能切换，发挥滤池的硝化及反硝化功能，保证全年的出水水质。

（1）冬季氨氮超标运行模式

温度对硝化菌的活性影响较大，当12月-2月期间，冬季水温低于12℃时，污水厂原A ² O生化处理系统硝化速率下降，因此进入深度处理系统NH ₃ -N浓度较高，在TN浓度中占比也较高。针对NH ₃ -N超标，深度处理需强化硝化，采用模式一运行：1-6#一级生物滤池开启曝气进行硝化，1-4#二级生物滤池根据需要投加少量碳源，保证出水NH ₃ -N、TN稳定达标。硝化滤池滤速6.3m/h，反洗周期约60-72h；反硝化滤池滤速9.4m/h，反洗周期约36-48h。碳源投加采用“模糊控制”法，通过进水流量计、进出水在线硝态氮浓度仪的反馈，建立数学模型，动态控制碳源加药量。在保证出水COD、BOD ₅ 达标的前提下，精确的控制总氮的去除。以2月份运行数据为例，平均水温8℃，深度处理系统进水NH ₃ -N为7-10mg/L，进水TN为9-13mg/L，出水NH ₃ -N≤1.5mg/L，出水TN≤10mg/L。

图3 2020年2月份氨氮处理效果

图4 2020年2月份总氮处理效果

图5 2020年7月份氨氮处理效果

图6 2020年7月份总氮处理效果

本项目改造深度处理系统装机功率348.5kw，最大运行功率为170kw，电费0.07元/m ³ ，年平均碳源投加费为0.08元/m ³ ，人工费0.01元/m ³ ，年平均直接运行成本约0.16元/m ³ 。深度处理系统占地面积400m ² ，建设周期仅为一个月。

对于进、出水水质呈现季节性波动较大时，深度处理采用两级上向流生物滤池的组合工艺及其专有的布水布气系统，可实现硝化与反硝化的切换，根据水质需求启用硝化或反硝化功能，分别针对性去除NH ₃ -N或TN，出水可满足TN≤10mg/L，NH ₃ -N≤1.5mg/L，并能根据温度变化灵活运行，确保全年水质稳定达标。上向流生物滤池采用钢制标准模块化结构，与传统钢混建设模式相比，占地及工期优势显著。