污水厂提标改造的工程运行模式及运行效果

　　运行模式及运行效果

　　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A2O生化处理系统硝化速率下降，因此进入深度处理系统NH3-N浓度较高，在TN浓度中占比也较高。针对NH3-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NH3-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、BOD5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NH3-N为7-10mg/L，进水TN为9-13mg/L，出水NH3-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

　　(2)夏季总氮超标运行模式夏季降雨量大，集中在7月-8月期间，雨污合流使污水厂进水有机物浓度偏低，硝化效果较好，但碳氮比较低限制了反硝化的脱氮效果，通过在原生化处理增加碳源，但利用率较低，脱氮效果得不到明显改善，原A2O出水TN浓度偏高，大部分均为硝态氮。针对TN超标，深度处理需强化反硝化，以模式二运行为主：1-6#一级生物滤池不开启曝气并投加碳源作为反硝化滤池，去除硝态氮，1-2#二级生物滤池根据氨氮浓度决定是否开启曝气进行硝化补充，3-4#二级生物滤池不曝气作为过滤滤池，更好地保证出水效果。反硝化滤池滤速6.3m/h，反洗周期约36-48h;硝化滤池滤速9.4m/h，反洗周期约60-72h。以7月份运行数据为例，水温约23-25℃，深度处理系统进水NH3-N为0.2-0.9mg/L，进水TN为12-18mg/L，出水NH3-N≤0.5mg/L，出水TN≤8mg/L。

　　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

　　(3)其他时段主要运行模式根据本项目深度处理的进水情况，除上述集中水质指标较高的月份，其他时段NH3-N及TN少许超标，NH3-N相对超标频率较高，主要以模式一方式运行，根据NH3-N浓度开启1-6#一级生物滤池的几组进行曝气，1-4#二级生物滤池根据需要投加少许碳源作为水质保障。 综上述运行模式，两级滤池全年大部分为“硝化+反硝化”模式，其中7，8月份切换为“反硝化+硝化”模式。根据水质提前分组进行切换，调节进水阀门开度，反硝化切换为硝化时，停止投加碳源，强制反冲洗两次后开启曝气，培菌期间反洗周期为72-96h，再逐渐调整至60-72h;硝化切换为反硝化时，停止曝气，调整碳源加药泵冲程，培菌期间反洗周期设置为96h，一周后恢复反洗周期至36-48h。

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　　技术经济分析

　　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/m3，年平均碳源投加费为0.08元/m3，人工费0.01元/m3，年平均直接运行成本约0.16元/m3。深度处理系统占地面积400m2，建设周期仅为一个月。

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　　结论

　　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NH3-N或TN，出水可满足TN≤10mg/L，NH3-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。