高含氮污水处理厂提标改造上向流式反硝化滤池
随着国内环保要求日益提高，许多污水处理厂都面临尾水深度净化这一需求。很多尾水深度净化工程需要将原污水处理厂的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B出水提升至稳定达到一级A标准。对于某些污水处理厂，由于进水的氨氮、总氮较高，或C/N失衡，仅依靠A2/O或类似工艺很难将出水的总氮指标处理到一级A标准，需要在末端增设反硝化滤池。
一、污水厂改造前的状况
1.1 改造前水量、水质
本污水处理厂位于湖北省南部，设计处理规模3万吨/日，主要处理附近的居民生活污水及部分工业废水，其中，高含氮废水来自附近的生物保健品公司，经预处理后达到《污水排入城镇下水道水质标准》(GB/T31962-2015)后排入污水处理厂。设计进出水水质及多年运行实测进出水水质如表1所示。
括号外数值为水温>12℃时的控制指标，括号内数值为水温≤12℃时的控制指标。
1.2 改造前工艺流程
改造前该污水处理厂采用“二级A+O生物池”的工艺，主要构筑物有粗格栅、细格栅及旋流沉砂池、二级A+O池、二沉池和紫外消毒池，实践证明该工艺能够有效去除有机物、氨氮和总氮，出水水质达到国家标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准，工艺流程如图1所示。
二、提标改造设计方案
2.1 设计进、出水水质
提标改造后污水处理厂出水应执行国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准，详见表2。
括号外数值为水温>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
提标的指标主要是总氮、总磷、SS等，工艺流程图如图2。
2.3 上向流反硝化滤池的选择
由于本污水处理厂占地面积有限，进水总氮指标较高，反硝化滤池选用上向流反硝化滤池，可以通过加高滤料高度的方式，满足硝酸盐氮的容积负荷的要求，总磷和悬浮物均可通过后续的磁混凝沉淀池去除，综合比较，该工艺路线的工程投资、占地面积都比深床反硝化滤池低;深床反硝化滤池虽同时具有脱氮除磷功能，但其流态为下向流，滤料不能过厚否则容易出现负水头或气阻，滤料高度受到限制，另外受到占地面积限制，造价高，工艺复杂，设备维修复杂，故不选用。
上向流式反硝化滤池结构示意图见图3。
2.4 上向流反硝化滤池的工艺设计参数
上向流式反硝化滤池系统分为6组，每组的处理水量为5000吨/日，进水采用电动阀门+手动阀门调节均匀布水，进水通过成品滤板和长柄滤头配水，依次通过滤头、滤板，承托层、滤料层，出水通过稳流板稳流后，进入集水槽，最后进入后端的磁混凝沉淀池。
为了应对高含氮废水冲击，滤池设计容积负荷1.0kgNO3-N/(m2・d)，滤速4.3m/h，强制滤速5.2m/h;陶粒滤料滤料采用3~5mm陶粒滤料，厚度为3m，单格过滤面积48m2，总过滤面积288m2。
反硝化滤池反冲洗采用气水联合反冲洗，反冲洗强度：水洗20m3/(m2・h)，气洗50m3/(m2・h)。分三个阶段：第一阶段为单独气洗，首先采用罗茨鼓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冲洗，气洗和清水泵提供的水洗同时进行约10~15分钟;第三阶段为水洗阶段，单独采用水洗约10~15分钟。以上三个阶段为一组反硝化滤池的反洗流程，六组反硝化滤池反冲洗根据时间依次进行。
为防止滤头堵塞，采用防堵塞大缝隙专用的滤头，进水宜设置精密格栅。
三、运行效果
本项目于2019年5月通水调试，运行至今约半年，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，其中本文只阐述总氮指标，其余指标不予赘述。
调试期间出水总氮指标见下图4。
调试初期(约10日)发现反硝化滤池出水总氮去除率不高，与二沉池出水相比仅下降0.5~2mg/L，经多次检测发现二沉池出水DO过高(达3~6mg/L)，原因为二级A+O生物池至二沉池及二次提升泵房出现多次跌水复氧，投加碳源后，反硝化滤池出水总氮逐步降低，调试第20日后基本出水总氮能维持在13mg/L以下。
正式运营期间，该污水厂曾因碳源采购不及时而导致碳源减少投加，期间反硝化滤池出水总氮升高明显，可知DO对反硝化滤池的影响是非常大的。
四、结论
(1)上向流式反硝化滤池应用于高含氮的城镇污水处理厂的提标改造是可行的，处理出水可达到排放标准，可为同类项目的设计及运行提供参考。
(2)上向流反硝化滤池在设计及运行时，应特别注意防止底部滤头堵塞，建议采用防堵塞大缝隙专用的滤头，进水宜设置精密格栅。
(3)DO对反硝化滤池的影响较大，设计时注意避免尽可能减少跌水复氧，设置多格滤池时，不宜采用配水堰配水，建议采用阀门配水。(来源：广东开源环境科技有限公司)
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