(1.浙江省環(huán)境保護科學(xué)設(shè)計研究院，浙江 杭州 310007；2.浙江省環(huán)境污染控制技術(shù)研究重點實驗室，浙江 杭州 310007；3.浙江大學(xué)，浙江杭州 310058)

高效沉淀/反硝化濾池處理城鎮(zhèn)污水廠尾水的深度提標(biāo)工藝研究

荊王松1，2，3王曉敏1，2張敏東1，2梅榮武1，2孔令為1，2

(1.浙江省環(huán)境保護科學(xué)設(shè)計研究院，浙江 杭州 310007；2.浙江省環(huán)境污染控制技術(shù)研究重點實驗室，浙江 杭州 310007；3.浙江大學(xué)，浙江杭州 310058)

基于對城鎮(zhèn)污水處理廠尾水提標(biāo)改造的研究，通過高效沉淀池與反硝化濾池聯(lián)用，對浙江某城鎮(zhèn)污水處理廠出水進(jìn)行處理至特別排放限值。聯(lián)用工藝處理后，水質(zhì)滿足COD≤30mg/L、BOD5≤6mg/L、SS≤5mg/L、NH3-N≤1.5mg/L、TN≤10mg/L、TP≤0.3mg/L，且出水水質(zhì)穩(wěn)定。

高效沉淀；反硝化濾池；城鎮(zhèn)污水廠尾水；脫氮除磷；提標(biāo)工藝

近幾年，我國城鎮(zhèn)污水處理廠尾水基本執(zhí)行一級A標(biāo)準(zhǔn)，隨著國內(nèi)對于污水排放標(biāo)準(zhǔn)要求日趨嚴(yán)格，尤其對國土開發(fā)密度較高、環(huán)境承載能力較弱、環(huán)境容量較小、生態(tài)環(huán)境脆弱的區(qū)域需執(zhí)行水污染物特別排放限值，污水處理的深度提標(biāo)工作勢在必行(主要污染物指標(biāo)的特別排放限值與一級A標(biāo)準(zhǔn)見表1)。而浙江省污水處理廠排放的污水量約占全省總污水量的60%，是污水深度提標(biāo)的切入點，更是改善水環(huán)境質(zhì)量的重點。

表1 主要污染物指標(biāo)的不同排放標(biāo)準(zhǔn)

注：括號外為水溫>12度，括號內(nèi)為水溫<12度。

許多學(xué)者也在提標(biāo)改造方面進(jìn)行了大量的試驗研究。何圣兵等[1]、陳冠輝等[2]基于膜生物反應(yīng)器(MBR)的基礎(chǔ)上，利用高濃度的污泥在絮體中形成的好氧和厭氧環(huán)境實現(xiàn)同步消化反硝化，COD的去除和脫氮效果顯著。鄒聯(lián)沛等[3]通過向MBR工藝中投加絮凝劑，可以通過共沉淀的方式來提高磷的去除效果。但大部分的同步脫氮除磷的工藝技術(shù)操作復(fù)雜且占地面積較大，在實際操作中，城鎮(zhèn)污水處理廠難以滿足這樣操作要求。而且對于磷的去除最終必須靠排出剩余污泥來實現(xiàn)，因此對于工藝研究依然提標(biāo)改造工作的重中之重。

1 提標(biāo)工藝設(shè)計

結(jié)合表1可知，城鎮(zhèn)污水處理廠尾水提標(biāo)至排放限值，主要是解決脫氮除磷的問題。因此，提標(biāo)改造工作中脫氮除磷工藝的選擇非常重要。

1.1 脫氮工藝選擇

尾水中總氮多為硝態(tài)氮和氨氮，對總氮的去除需要強化反硝化過程，如如強化前端生化池單元、增加深床反硝化濾池單元以增強生物脫氮效果[4]。

反硝化濾池是生物反硝化作用過程與過濾工藝的有機結(jié)合，但最主要的功效是利用生物反硝化脫氮，通過縱深截留固體物來補充碳源，達(dá)到脫氮效果。反硝化濾池的去除效率高，在較小的占地面積依然具有較強去除效果，切出水水質(zhì)穩(wěn)定。由于額外碳源的投加，對于 COD穩(wěn)定達(dá)標(biāo)較敏感的污水處理廠，可在反硝化生物濾池后設(shè)置短停留時間的曝氣池，以去除過量的碳源。

1.2 除磷工藝選擇

尾水中總磷則是指污水中有機磷和無機磷的總和。生物除磷法通常會受到生物脫氮的影響，深度除磷工藝有生物法、化學(xué)法和膜法。

除磷工藝中生物法不需投加藥劑、產(chǎn)生污泥量少，但運行穩(wěn)定性較差，對進(jìn)水的水質(zhì)水量要求嚴(yán)格。相比較生物除磷，化學(xué)法除磷具有操作簡單、去除效果好、運行結(jié)果穩(wěn)定等優(yōu)點，而且對于進(jìn)水濃度較大或有一定波動時，仍有較好的除磷效果[5]。高效沉淀作為化學(xué)法中常用的除磷技術(shù)，可在較小的容積下表現(xiàn)出較高的處理效果，且效率較高。

因此采用高效沉淀/反硝化濾池的組合工藝處理浙江某城鎮(zhèn)污水處理廠出水，對聯(lián)用工藝技術(shù)進(jìn)行探究。

2 工藝分析

2.1 運行過程

通過收集浙江某城鎮(zhèn)污水處理廠達(dá)標(biāo)排放的尾水進(jìn)行靜流實驗，尾水先進(jìn)入高效沉淀池，通過投加一定量的混凝劑對水體中的總磷進(jìn)行去除；沉淀池出水再經(jīng)過反硝化濾池，向系統(tǒng)中投加部分碳源，并對每次實驗進(jìn)出水進(jìn)行水質(zhì)測定。根據(jù)水質(zhì)測定的結(jié)果，開展條件實驗，對每個處理單元的參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

完成工藝參數(shù)優(yōu)化工作后，開展高效沉淀-反硝化濾池的連續(xù)流中試實驗，考察擬選擇的提標(biāo)改造工藝的運行效果。

2.2 運行結(jié)果

中試實驗起始于2017年7月1日，為期一個多月。每天定時對聯(lián)用工藝的處理單元進(jìn)行水質(zhì)測定，尾水處理水質(zhì)結(jié)果見表2。

表2 聯(lián)用工藝處理水質(zhì)結(jié)果

續(xù)表2

日期高效沉淀池出水/反硝化濾池進(jìn)水CODSSTNTP反硝化濾池出水CODSSTNTP7.234713160.255747.930.1547.24584414.10.883543124.10.4027.25571118.1/58410.6/7.26481512.80.3837661.890.1817.2741912.90.0354852.380.0357.28401312.10.0365241.720.0287.29361110.40.0294571.010.0327.3036107.030.0364134.020.0287.313749.810.0334244.970.0288.138410.40.1224145.180.0288.235612.90.0363628.240.0168.337612.10.0334123.940.0298.437812.90.0444235.840.021

2.3 運行結(jié)果分析

由于聯(lián)用工藝后期趨于穩(wěn)定，為了便于對比分析，因此采用中試實驗前部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行分析。反硝化濾池具體水質(zhì)分析見下圖1。

圖1 反硝化濾池進(jìn)、出水TP

由圖1可知，經(jīng)過高效沉淀池的出水TP濃度波動較大，TP濃度基本都在特別排放限值以上，在工藝運行后期，27天以后進(jìn)水基本穩(wěn)定，低于特別排放限值。經(jīng)過反硝化濾池處理后出水基本滿足特別排放限，后期工藝運行穩(wěn)定，出水水質(zhì)基本維持在0.02mg/L，說明反硝化濾池對于TP的去除有著良好的表現(xiàn)。

由圖2可知，高效沉淀池出水的TN濃度一直維持在較高的濃度，有一定的波動，但基本維持在15mg/L。經(jīng)過反硝化濾池的處理后，雖然出水水質(zhì)也具有一定的波動性，但TN濃度基本維持在特別排放限值以下，但仍有幾天超過排放限值，甚至超出一級A標(biāo)，這可能與反硝化濾池中微生物的生活周期有關(guān)。經(jīng)過停止碳源投加后，反硝化濾池出水中TN濃度穩(wěn)定在排放限值以下，說明反硝化濾池中碳源的投加在一定程度上會影響TN的去除效果，這對后期工藝的優(yōu)化有著重要的參照。

圖2 反硝化濾池進(jìn)、出水TN

3 結(jié)論與建議

隨著我國對于污水排放標(biāo)準(zhǔn)要求日趨嚴(yán)格，尤其對國土開發(fā)密度較高、環(huán)境承載能力較弱、環(huán)境容量較小、生態(tài)環(huán)境脆弱的區(qū)域需執(zhí)行水污染物特別排放限值，污水處理的深度提標(biāo)工作勢在必行，是改善水環(huán)境質(zhì)量的重點。本研究基于對城鎮(zhèn)污水處理廠尾水提標(biāo)改造的研究，通過高效沉淀池與反硝化濾池聯(lián)用，對浙江某城鎮(zhèn)污水處理廠出水進(jìn)行處理至特別排放限值。研究得出以下結(jié)論和建議：

(1)通過對城鎮(zhèn)污水廠尾水提標(biāo)改造工藝中脫氮除

磷技術(shù)研究，并根據(jù)水質(zhì)特別排放標(biāo)準(zhǔn)，篩選確定高效沉淀與反硝化濾池聯(lián)用工藝。

(2)通過開展靜流式條件實驗，篩選確定實驗參數(shù)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行連續(xù)流的工藝優(yōu)化實驗，構(gòu)建了一套可以穩(wěn)定運行的尾水脫氮除磷工藝，并進(jìn)行為期一個多月的連續(xù)實驗，處理效果良好。

(3)經(jīng)過反硝化濾池處理后，出水COD≤30mg/L、BOD5≤6mg/L、SS≤5mg/L、NH3-N≤1.5mg/L、TN≤10mg/L、TP≤0.3mg/L，滿足提標(biāo)改造特別排放限值，后期工藝運行穩(wěn)定。

(4)雖然反硝化濾池對于TP的去除有著良好的表現(xiàn)。但碳源的投加在一定程度上會影響TN的去除效果。為了解決外加碳源的影響，后期將對無外加碳源脫氮除磷工藝進(jìn)行研究。

[1]何圣兵，等.生物膜-膜生物反應(yīng)器處理生活污水的實驗研究[J].給水排水，2002，28(11)：21-23.

[2]陳冠輝，王建永，高彥林.MBR的脫氮除磷工藝研究[J].水科學(xué)與工程技術(shù)，2008，(l)：57-59.

[3]鄒聯(lián)沛，等．膜生物反應(yīng)器中化學(xué)除磷的研究[J]．中國給水排水，2O02，18(11)：19-21.

[4]劉紅磊，李安定，邵曉龍，等.天津市《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》解讀[J].城市環(huán)境與城市生態(tài)，2015，28(6)：22-28.

[4]陳華. 化學(xué)沉淀法除磷和生物法除磷的比較[J]. 上海環(huán)境科學(xué)，1997(6)：33-35.

StudyonDeepImprovingProcessforTreatingMunicipalWastewaterTreatmentPlantEffluentbyHighEfficiencySedimentation/DenitrificationFilter

JING Wangsong1，2，3WANG Xiaomin1，2ZHANG Mindong1，2MEI Rongwu1，2KONG Lingwei1，2

(1. Environmental Research and Design Institute of Zhejiang Province，Hangzhou 310007，China； 2.Key Laboratory of environmental pollution control technology of Zhejiang Province，Hangzhou 310007，China； 3.Zhejiang University，Hangzhou 310058，China)

Based on the study of labeling reform of municipal wastewater treatment plant effluent，through the combination of high efficiency sedimentation tank and denitrification filter，municipal wastewater treatment plant in a town of Zhejiang Province to the discharge limit. After the combined process，the water quality meets COD≤30mg/L，BOD5≤6mg/L，SS≤5mg/L，NH3-N≤1.5mg/L，TN≤10mg/L，TP≤0.3mg/L，Water quality and stability.

high efficiency sedimentation；denitrification filter；municipal wastewater treatment plant effluent；nitrogen and phosphorus removal；improving process

項目資助：浙江省科技廳院所專項項目(No.2017F30031)

荊王松，碩士，研究方向為水污染治理

王曉敏，碩士，高級工程師，研究方向為水污染治理

文獻(xiàn)格式：荊王松 等.高效沉淀/反硝化濾池處理城鎮(zhèn)污水廠尾水的深度提標(biāo)工藝研究[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2017，42(6)：167-169.

X703

A

1673-288X(2017)06-0167-03