摘 要：在(zai)上海市水(shui)污(wu)(wu)染防治行動中(zhong)，城鎮污(wu)(wu)水(shui)處理廠出(chu)水(shui)水(shui)質要求達(da)到《城鎮污(wu)(wu)水(shui)處理廠污(wu)(wu)染物排放標(biao)準》( GB 18918—2002) 一級 A 標(biao)準，技術重(zhong)點是(shi)實(shi)現總氮(dan)(dan)指標(biao)的控制。某(mou)城鎮污(wu)(wu)水(shui)處理廠在(zai)提標(biao)改造(zao)工程(cheng)中(zhong)，深度處理采用(yong)反硝化濾池，總設計規模為 24 × 104 m³ /d，其中(zhong)設備結(jie)合實(shi)際運行情(qing)況按 18 × 104 m³ /d 規模配置。運行結(jie)果(guo)表(biao)明，系統(tong)對硝態氮(dan)(dan)、總氮(dan)(dan)具有(you)非常穩定的去除效果(guo)，出(chu)水(shui)總氮(dan)(dan)穩定在(zai) 10 mg /L 以下; 濾池微生物群落特征和溶解氧變化，可(ke)以作為考察濾池運行狀態的必要輔助。經估(gu)算，該(gai)工程(cheng)新增的直接運行費用(yong)為 0． 012 元/m³。

關鍵詞：反硝化濾池; 提標改造; 總氮; 微生物特征; 溶解氧

為持續改善區域水(shui)(shui)環(huan)境(jing)質量(liang)，上海(hai)市于 2016 年(nian)—2017 年(nian)實(shi)施了(le)(le) 30 余座城(cheng)鎮(zhen)污(wu)水(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)廠提標改造和新建、擴建工(gong)程，執行《城(cheng)鎮(zhen)污(wu)水(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)廠污(wu)染物(wu)(wu)排(pai)放標準》( GB 18918—2002) 一級 A 標準，其(qi)(qi)重點在(zai)于氮(dan)、磷等(deng)(deng)污(wu)染物(wu)(wu)的(de)(de)深(shen)度(du)處(chu)(chu)理(li)(li)。近年(nian)來，作為深(shen)度(du)處(chu)(chu)理(li)(li)生(sheng)物(wu)(wu)脫氮(dan)的(de)(de)重要工(gong)藝———反(fan)硝(xiao)化濾(lv)池已在(zai)國(guo)(guo)內得到廣泛應用。夏(xia)文輝等(deng)(deng)、嚴國(guo)(guo)奇(qi)等(deng)(deng)介紹了(le)(le)反(fan)硝(xiao)化濾(lv)池在(zai)大型污(wu)水(shui)(shui)廠的(de)(de)設(she)計、調試與運行情(qing)況，系統脫氮(dan)效(xiao)果穩定。周曉黎(li)等(deng)(deng)依托實(shi)驗(yan)室反(fan)硝(xiao)化生(sheng)物(wu)(wu)濾(lv)池，研究了(le)(le)生(sheng)物(wu)(wu)膜胞外聚合物(wu)(wu)( EPS) 的(de)(de)空間分布特征，發現沿水(shui)(shui)流方向(xiang) EPS 含量(liang)呈先升(sheng)高(gao)后降低(di)的(de)(de)變(bian)化趨勢，在(zai)濾(lv)料層中間段(duan)最(zui)高(gao)。但受多種條件影響，其(qi)(qi)實(shi)際(ji)處(chu)(chu)理(li)(li)效(xiao)果報道不多，且較少(shao)結合微生(sheng)物(wu)(wu)特征來判斷(duan)運行狀態。以某(mou)城(cheng)鎮(zhen)污(wu)水(shui)(shui)處(chu)(chu)理(li)(li)廠工(gong)程為依托，探討了(le)(le)反(fan)硝(xiao)化濾(lv)池的(de)(de)調試運行情(qing)況，并提出設(she)備選擇的(de)(de)建議，旨在(zai)為該(gai)工(gong)藝的(de)(de)推廣應用積累實(shi)際(ji)工(gong)程經驗(yan)，為污(wu)水(shui)(shui)廠的(de)(de)運行管(guan)理(li)(li)提供(gong)參考。

1 工程概況

上海市某城鎮(zhen)污水(shui)處理廠于(yu) 2017 年初開(kai)始實施提標改(gai)造(zao)(zao)工程，改(gai)造(zao)(zao)后(hou)主體工藝流程為(wei)“粗/細格柵(zha)—曝氣沉(chen)砂池(chi)(chi)(chi)(chi)—初沉(chen)池(chi)(chi)(chi)(chi)—改(gai)良型 Bardenpho—二沉(chen)池(chi)(chi)(chi)(chi)—磁混(hun)凝(ning)沉(chen)淀(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)—反硝化濾(lv)池(chi)(chi)(chi)(chi)—消毒池(chi)(chi)(chi)(chi)”，其(qi)中深度處理段“磁混(hun)凝(ning)沉(chen)淀(dian)池(chi)(chi)(chi)(chi)—反硝化濾(lv)池(chi)(chi)(chi)(chi)”為(wei)新增單體。反硝化濾(lv)池(chi)(chi)(chi)(chi)集生(sheng)物脫氮和(he)過濾(lv)為(wei)一體，結合(he)傳統過濾(lv)和(he)反硝化作(zuo)用(yong)，同時(shi)去除(chu)懸(xuan)浮物和(he)總氮。土(tu)建按遠期(qi) 24 × 104 m³ /d 設(she)計(ji)，共(gong) 14 格。近期(qi)運行按 18 × 104 m³ /d，投產 10 格。濾(lv)池(chi)(chi)(chi)(chi)設(she)計(ji)進、出水(shui)水(shui)質見表 1( 其(qi)中，設(she)計(ji)最低水(shui)溫為(wei) 12 ℃，出水(shui)指標優(you)于(yu)一級(ji) A 標準) 。

2 主要構（建）筑物及設備配置

①反硝化濾池

磁混(hun)凝沉(chen)淀池(chi)(chi)出水總渠分兩(liang)路管道進入反硝(xiao)化濾(lv)池(chi)(chi)，濾(lv)池(chi)(chi)為(wei)東西(xi)兩(liang)側布置，每(mei)側布置混(hun)合(he)(he)池(chi)(chi)，設置1 臺混(hun)合(he)(he)攪拌機，功率為(wei) 5． 5 kW，用于快速(su)混(hun)合(he)(he)碳源。濾(lv)池(chi)(chi)共 14 格，單 格 尺 寸 ( L × B × H ) 為(wei) 22． 75 m × 4． 88 m × 5．85 m。池(chi)(chi)底(di)安(an)裝高(gao)密度(du)聚(ju)乙烯濾(lv)磚，作(zuo)為(wei)配水布氣(qi)(qi)系統(tong)，收集濾(lv)液至池(chi)(chi)底(di)中(zhong)央的集水槽; 反沖洗過程中(zhong)，均勻分布反沖洗氣(qi)(qi)流和水流; 同時作(zuo)為(wei)濾(lv)料層(ceng)的承載結構。由下(xia)至上(shang)布置承托(tuo)層(ceng)和石英(ying)砂(sha)(sha)層(ceng)，規格依次為(wei) 5 層(ceng)礫石( 19 mm × 13 mm、13 mm × 6 mm、6 mm × 3 mm、13 mm × 6 mm、 19 mm × 13 mm) ，以及石英(ying)砂(sha)(sha)層(ceng)。石英(ying)砂(sha)(sha)粒徑為(wei)1． 70 ～ 3． 35 mm，均勻系數為(wei) 1． 35，濾(lv)層(ceng)高(gao)度(du)為(wei) 2 m，球形度(du) ＞ 0． 8，莫(mo)氏(shi)硬度(du)為(wei) 7。

② 反沖洗清水池

尺寸( L × B × H) 為(wei) 21． 0 m × 9． 0 m × 4． 3 m( 有效水(shui)(shui)深為(wei) 3． 3 m) ，與清(qing)水(shui)(shui)渠(qu)連通。設反(fan)沖洗水(shui)(shui)泵(beng)( 潛(qian)水(shui)(shui)泵(beng) 3 臺(tai)，2 用 1 備) ，流量為(wei) 839 m3 /h，揚程(cheng)為(wei)98 kPa，功(gong)率為(wei) 35 kW。

③ 廢水池

尺寸(cun)( L × B × H) 為(wei) 19． 7 m × 9． 0 m × 6． 1 m( 有效水深為(wei) 5． 1 m) ，與清水渠連通。設置廢(fei)水泵( 潛水泵 2 臺(tai)，1 用 1 備) ，流量為(wei) 296 m³ /h，揚程為(wei) 81 kPa，功(gong)率為(wei) 10 kW。設潛水攪拌機 2 臺(tai)，功(gong)率為(wei) 4 kW。

④ 鼓風機房

尺(chi)寸( L × B × H) 為(wei) 22． 0 m × 9． 3 m × 8． 2 m，與(yu)濾池合建。設反(fan)沖洗鼓風機 3 臺(tai)( 2 用 1 備) ，風量(liang)為(wei) 5 074 m³ /h，風壓為(wei) 0． 07 MPa，功率為(wei) 160 kW。

設空壓機 2 套(tao)，風量為 0． 84 m3 /min，風壓為 0． 7 MPa，功率為 5． 5 kW，配(pei)套(tao)冷干機、儲(chu)氣(qi)罐等。

⑤ 碳源投加系統

新建儲液池，設(she)投加泵 2 臺，互為(wei)備(bei)用，流量為(wei)1 500 L /h，壓力為(wei) 0． 3 MPa，功(gong)率為(wei) 0． 75 kW，分別投加至東西兩側(ce)碳源混(hun)合(he)池。

⑥ 控制系統

每(mei)格(ge)濾(lv)池設置(zhi)(zhi) 5 個(ge)氣(qi)動蝶(die)(die)閥(fa)/閘門，分別為(wei)進水(shui)(shui)閘門、出(chu)(chu)水(shui)(shui)調(diao)節蝶(die)(die)閥(fa)、反沖(chong)(chong)洗(xi)(xi)(xi)進水(shui)(shui)蝶(die)(die)閥(fa)、反沖(chong)(chong)洗(xi)(xi)(xi)空氣(qi)蝶(die)(die)閥(fa)、廢水(shui)(shui)蝶(die)(die)閥(fa)。反沖(chong)(chong)洗(xi)(xi)(xi)水(shui)(shui)泵(beng)出(chu)(chu)口總管(guan)設置(zhi)(zhi) 1 個(ge)調(diao)節蝶(die)(die)閥(fa)，反沖(chong)(chong)洗(xi)(xi)(xi)鼓(gu)風機(ji)(ji)出(chu)(chu)口總管(guan)設置(zhi)(zhi) 1 個(ge)電動放空閥(fa)。系(xi)統內主(zhu)要(yao)儀表包括(kuo): 進水(shui)(shui)流(liu)(liu)量計(ji)(ji)、反沖(chong)(chong)洗(xi)(xi)(xi)水(shui)(shui)流(liu)(liu)量計(ji)(ji)、超(chao)聲波液位計(ji)(ji)、進出(chu)(chu)水(shui)(shui)硝酸鹽(yan)分析儀、進水(shui)(shui)溶(rong)氧儀，以及配套所(suo)需的壓力開關和液位開關等。濾(lv)池配套 1 個(ge)主(zhu)控柜，防護等級 IP55，含 PLC 及人機(ji)(ji)界面，用于控制濾(lv)池運行，包括(kuo)反沖(chong)(chong)洗(xi)(xi)(xi)鼓(gu)風機(ji)(ji)、反沖(chong)(chong)洗(xi)(xi)(xi)水(shui)(shui)泵(beng)、廢水(shui)(shui)泵(beng)及所(suo)有(you)自動控制閥(fa)門和儀表。

3 運行效果及分析

3.1 調試啟動

該工程于 2017 年(nian) 12 月(yue)建設完工，12 月(yue)底(di)正式(shi)進(jin)入(ru)調試運(yun)行(xing)階(jie)段(duan)(duan)。初(chu)期進(jin)水(shui)量為(wei)(wei) 12 × 104 m³ /d， 以 8 格運(yun)行(xing)。調試階(jie)段(duan)(duan)正值冬(dong)季，啟(qi)(qi)動初(chu)期水(shui)溫(wen)為(wei)(wei)10 ～ 12 ℃，進(jin)水(shui) DO 為(wei)(wei) 8． 5 ～ 9． 7 mg /L，SS 較低，為(wei)(wei) 3 ～ 14 mg /L，COD 為(wei)(wei) 15． 2 ～ 44． 2 mg /L，平均(jun)值為(wei)(wei)24． 6 mg /L。啟(qi)(qi)動方案有(you)兩種(zhong): ①采(cai)(cai)用(yong)(yong)污(wu)泥(ni)(ni)接種(zhong)，降低濾(lv)池(chi)(chi)的(de)液位至砂面上 300 ～ 500 mm，連接污(wu)泥(ni)(ni)泵和軟(ruan)管(guan)后(hou)，開啟(qi)(qi)污(wu)泥(ni)(ni)泵，首(shou)批投(tou)泥(ni)(ni); 將二沉池(chi)(chi)污(wu)泥(ni)(ni)分別投(tou)加(jia)到(dao)每格濾(lv)池(chi)(chi)作為(wei)(wei)接種(zhong)污(wu)泥(ni)(ni)，并通過(guo)曝氣使污(wu)泥(ni)(ni)均(jun)勻(yun)分布。②當水(shui)質濃度(du)較低或外部因素受限時，采(cai)(cai)用(yong)(yong)自(zi)然(ran)培養(yang)(yang)掛(gua)膜(mo)的(de)方式(shi)，依靠前(qian)端二沉池(chi)(chi)出(chu)(chu)水(shui)SS 所攜帶的(de)微生物(wu)(wu)完成(cheng)(cheng)污(wu)泥(ni)(ni)培養(yang)(yang)及(ji)積累，在(zai)啟(qi)(qi)動的(de)前(qian) 2 ～ 3 天，系統可超越(yue)磁混(hun)凝沉淀池(chi)(chi)運(yun)行(xing)或者暫停混(hun)凝加(jia)藥。方案①接種(zhong)生化污(wu)泥(ni)(ni)，在(zai)缺氧環境(jing)下可能出(chu)(chu)現釋磷(lin)現象，存在(zai)磷(lin)超標的(de)風險。因此，該工程采(cai)(cai)用(yong)(yong)自(zi)然(ran)培養(yang)(yang)的(de)方式(shi)掛(gua)膜(mo)，依靠前(qian)段(duan)(duan)出(chu)(chu)水(shui) SS 所攜帶的(de)微生物(wu)(wu)完成(cheng)(cheng)污(wu)泥(ni)(ni)培養(yang)(yang)及(ji)積累，培養(yang)(yang)反硝化細(xi)菌。

根(gen)據水(shui)(shui)量(liang)(liang)和進水(shui)(shui)中硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鹽濃度，計算醋(cu)(cu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)投加(jia)量(liang)(liang)( Q) 。啟動(dong)時，先按 25% Q 投加(jia)碳源(yuan)(yuan)( 20% 的(de)醋(cu)(cu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)) 。由于濾池初期無反(fan)(fan)硝(xiao)化效果，在這個階段出(chu)水(shui)(shui) COD 會有所上升，但因(yin)少量(liang)(liang)投加(jia)醋(cu)(cu)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鈉(na)， COD 濃度上升不明顯，不致引起出(chu)水(shui)(shui)有機物超(chao)標。每天早(zao)晨 8 點取(qu)樣，根(gen)據出(chu)水(shui)(shui)硝(xiao)酸(suan)(suan)(suan)(suan)鹽濃度逐步提高碳源(yuan)(yuan)投加(jia)量(liang)(liang)。在冬季建議投加(jia)比例分別按 45% 、 65% 、85% 和 100% ，略微過量(liang)(liang)供給(gei)，以(yi)促使反(fan)(fan)硝(xiao)化細菌盡(jin)快占據主導地位(wei)。

3.2 微生物特征

生(sheng)物培(pei)養馴化 過 程(cheng) 中 采 用 雙 目 生(sheng) 物 顯 微(wei) 鏡(jing)( XSP － 4C) 鏡(jing)檢(jian)。在反沖洗(xi)過程(cheng)中，氣水(shui)沖洗(xi)約(yue) 10 min( 2 /3 進程(cheng)) 時(shi)取反沖洗(xi)廢水(shui)鏡(jing)檢(jian)。培(pei)養初期(qi)( 第 1 周內) 污泥鏡(jing)檢(jian)圖(tu)片見(jian)圖(tu) 1。鏡(jing)檢(jian)發現菌膠團、微(wei)生(sheng)物種類(lei)和(he)數量(liang)較(jiao)少，只能(neng)看到少量(liang)扭頭(tou)蟲(chong)、楯纖蟲(chong)，偶爾發現 1 ～ 2 只線蟲(chong)。

2 周后，出水(shui)硝酸鹽(yan)濃(nong)度呈(cheng)降低趨(qu)勢，在碳源(yuan)供給穩定的(de)情況下，一旦反(fan)硝化(hua)效果產生，脫(tuo)氮效果增長明顯，2 ～ 3 d 內趨(qu)于穩定。培養后期的(de)污泥鏡檢結果見圖 2。

由圖 2 可以觀察到(dao)，隨著調試的(de)(de)進行(xing)(xing)，首先(xian)是(shi)絲(si)狀(zhuang)菌(jun)大(da)(da)量出現，再逐(zhu)漸出現原生(sheng)(sheng)動物和(he)(he)后生(sheng)(sheng)動物，如累(lei)枝蟲(chong)(chong)、鐘蟲(chong)(chong)、輪蟲(chong)(chong)、線蟲(chong)(chong)等，微生(sheng)(sheng)物種(zhong)(zhong)(zhong)類(lei)豐富，對照(zhao)(zhao)硝酸鹽的(de)(de)去除效果(guo)，說明系統已具備反(fan)硝化功能(neng)。后期(qi)運行(xing)(xing)期(qi)間(jian)也發現，當系統受到(dao)外界沖(chong)擊時，微生(sheng)(sheng)物種(zhong)(zhong)(zhong)群(qun)特征變化，菌(jun)種(zhong)(zhong)(zhong)種(zhong)(zhong)(zhong)類(lei)和(he)(he)數量減少，特別是(shi)絲(si)狀(zhuang)菌(jun)明顯減少。這種(zhong)(zhong)(zhong)情況也與劉凱等的(de)(de)研(yan)究報道(dao)一(yi)致。絲(si)狀(zhuang)菌(jun)作為反(fan)硝化作用的(de)(de)指示生(sheng)(sheng)物之一(yi)，既有助于其(qi)他菌(jun)落圍繞其(qi)生(sheng)(sheng)長(chang)，也能(neng)依靠菌(jun)絲(si)體(ti)的(de)(de)交織作用增加膜塊(kuai)的(de)(de)機(ji)械強度。因不同的(de)(de)污(wu)水(shui)處理(li)(li)廠(chang)(chang)水(shui)源水(shui)質的(de)(de)差異(yi)，主要微生(sheng)(sheng)物種(zhong)(zhong)(zhong)類(lei)也存在較大(da)(da)差異(yi)，應按(an)照(zhao)(zhao)全廠(chang)(chang)構(gou)筑物的(de)(de)流(liu)向進行(xing)(xing)觀察，尋找優勢種(zhong)(zhong)(zhong)群(qun)的(de)(de)生(sheng)(sheng)態演替規律(lv)，指示系統運行(xing)(xing)的(de)(de)狀(zhuang)態和(he)(he)判斷處理(li)(li)效果(guo)。

3.3 溶解氧的變化

采(cai)用 HACH HQ40d 溶解氧分(fen)(fen)析(xi)儀，浸入(ru)式檢(jian)測(ce)濾(lv)池內(nei)(nei)(nei) DO 的(de)變(bian)化情況，分(fen)(fen)別測(ce)定 2#、10#濾(lv)池進(jin)(jin)水(shui)(shui)(shui)渠內(nei)(nei)(nei)、濾(lv)池內(nei)(nei)(nei)( 高(gao)低(di)液(ye)位(wei)及(ji)砂面(mian)) 、清水(shui)(shui)(shui)池內(nei)(nei)(nei)幾處，其中高(gao)液(ye)位(wei)為液(ye)面(mian)淹沒進(jin)(jin)水(shui)(shui)(shui)堰堰口(kou)( 距濾(lv)料(liao)頂 1． 75 m) ，低(di)液(ye)位(wei)為經出水(shui)(shui)(shui)調節閥調節后的(de)最低(di)液(ye)位(wei)( 距濾(lv)料(liao)頂 1． 55 m) ，調試初期高(gao)低(di)液(ye)位(wei)波動(dong)為 ± 0． 1 m。1 月(yue)(yue)—2 月(yue)(yue)水(shui)(shui)(shui)溫維持在 11 ～ 13 ℃，2#、10#濾(lv)池DO 濃度相近，進(jin)(jin)水(shui)(shui)(shui)渠內(nei)(nei)(nei)、濾(lv)池內(nei)(nei)(nei)高(gao)低(di)液(ye)位(wei)的(de) DO 變(bian)化范圍依次(ci)為 8． 47 ～ 9． 31、8． 49 ～ 9． 63、8． 46 ～ 9． 48 mg /L，且(qie)高(gao)低(di)液(ye)位(wei)的(de) DO 無明顯變(bian)化。許多研究認 為，應(ying)控(kong)制恒液(ye)位(wei)避免跌(die)水(shui)(shui)(shui)而產(chan)生(sheng)二次(ci)充氧。而上(shang)述數據與現有研究結(jie)果不(bu)同(tong)，分(fen)(fen)析(xi)因進(jin)(jin)水(shui)(shui)(shui) DO 接(jie)近飽和(he)，此(ci)階段跌(die)水(shui)(shui)(shui)對 DO 影(ying)響較小。

圖 3 為濾(lv)池(chi)內(nei) DO 的(de)變化情(qing)況。通(tong)過(guo)對比發現(xian)啟動(dong)初期清水(shui)(shui)池(chi) DO 略降低(di)，約為 6 ～ 8 mg /L，此(ci)時進(jin)、出水(shui)(shui) NO －3 － N 無明(ming)顯變化; 隨著(zhu)清水(shui)(shui)池(chi) DO 逐(zhu)漸降至 3 mg /L 以下，進(jin)、出水(shui)(shui) NO －3 － N 呈下降趨勢(shi);當(dang)清水(shui)(shui)池(chi) DO ＜ 1 mg /L 時，系統對 NO －3 － N 的(de)去除(chu)趨于(yu)穩定。按(an)設計規范，活性污泥(ni)法缺氧反(fan)硝(xiao)(xiao)化要求 DO ＜ 0． 5 mg /L，而在實(shi)際反(fan)應中，由(you)于(yu)污泥(ni)顆粒(li)尺寸(cun)較大(da)，沿粒(li)徑方向存(cun)在 DO 濃(nong)度梯(ti)度，故反(fan)硝(xiao)(xiao)化對 DO 的(de)要求顯著(zhu)降低(di)。但(dan)當(dang)同(tong)時存(cun)在分子態氧和硝(xiao)(xiao)酸鹽時，氧會與硝(xiao)(xiao)酸鹽競爭電子供(gong)體(ti)，DO 會優先消耗掉碳源(yuan)有機物，造成(cheng)無效的(de)藥耗，且不利于(yu)反(fan)硝(xiao)(xiao)化菌的(de)優勢(shi)生長，并且可能使(shi)反(fan)硝(xiao)(xiao)化反(fan)應集(ji)中在填(tian)料區后段，從而造成(cheng)反(fan)硝(xiao)(xiao)化濾(lv)池(chi)空間(jian)利用不足，影(ying)響脫氮(dan)效率。

3.4 系統運行效果

經(jing)連(lian)續運行(xing)，系統整體、各子系統和(he)設備運行(xing)正常，穩定可靠。主(zhu)要(yao)監測(ce)項目有進(jin)、出(chu)水(shui)的 COD、SS、 TP、TN、NH3 － N、NO－3 － N、NO－2 － N 等(deng)，出(chu)水(shui)水(shui)質(zhi)穩定達到且優于一(yi)級 A 標準。2018 年(nian) 3 月(yue)主(zhu)要(yao)水(shui)質(zhi)指(zhi)標變化(hua)如圖 4 所示(shi)。

由圖(tu) 4 可見，系統(tong)對 NO－3 － N、 TN 具(ju)有非常穩定的(de)去除效果，出水 TN 穩定在 ＜ 10 mg /L。

穩定運行(xing)后，初期水(shui)量為 12 × 104 m³ /d，以 8 格運行(xing); 反沖洗頻率(lv)每 48 h 一格; 驅氮(dan)頻率(lv)為每 3 ～ 4 h 一次(ci); 碳源(yuan)采用 20% 的乙酸鈉溶液，自(zi)動(dong)投加(jia)，投加(jia)比(bi)率(lv)為 6 ～ 11; 碳源(yuan)前饋計算依(yi)據為( 進水(shui)硝(xiao)(xiao)態氮(dan)－ 目標硝(xiao)(xiao)態氮(dan)) × 投加(jia)比(bi)率(lv)/碳源(yuan)濃度 × 進水(shui)流(liu)量/密(mi)度; 碳源(yuan)后饋計算依(yi)據為比(bi)較(jiao)出水(shui)硝(xiao)(xiao)態氮(dan)和(he)目標硝(xiao)(xiao)態氮(dan)，系統自(zi)動(dong)調整投加(jia)比(bi)率(lv)。

3.5 技術經濟分析

該工(gong)(gong)程投資為(wei) 2 012 萬元，主(zhu)要直接運行費(fei)用包(bao)括(kuo)電(dian)費(fei)、藥劑費(fei)、人工(gong)(gong)費(fei)。其中(zhong)，系統裝(zhuang)機容量為(wei)668 kW，電(dian)耗為(wei) 0． 006 2 kW·h /m³，電(dian)價按 0． 76 元/( kW·h) 計，則電(dian)費(fei)為(wei) 0． 004 7 元/m³。藥劑主(zhu)要為(wei) 20% 的(de)(de)乙(yi)酸鈉溶(rong)液，用量平均為(wei) 0． 58 t /d，單(dan)價按 1 500 元/t 計，藥劑費(fei)為(wei) 0． 00 73 元/m³。運行管理依托廠內(nei)現有定員，故人工(gong)(gong)費(fei)未(wei)單(dan)獨計算。該工(gong)(gong)程新增的(de)(de)直接運行費(fei)用為(wei) 0． 012 元/m³。

4 技術難點分析

① 濾(lv)(lv)(lv)(lv)池(chi)單(dan)格(ge)面(mian)(mian)積大(da)(da)，安裝精(jing)度(du)要求(qiu)高。濾(lv)(lv)(lv)(lv)池(chi)單(dan)格(ge)面(mian)(mian)積與池(chi)型、生(sheng)產規模(mo)、操作運行方式等(deng)有關，也與濾(lv)(lv)(lv)(lv)后水(shui)匯集和沖(chong)洗水(shui)分配(pei)的均勻性有較大(da)(da)關系。從運行經濟性和反沖(chong)洗均勻性方面(mian)(mian)考慮(lv)，單(dan)格(ge)濾(lv)(lv)(lv)(lv)池(chi)面(mian)(mian)積一般不宜大(da)(da)于(yu) 100 ㎡。從土建、設備等(deng)方面(mian)(mian)綜合考慮(lv)，該工程單(dan)格(ge)面(mian)(mian)積為(wei)(wei) 111． 02 m2，尺寸(cun)為(wei)(wei)22． 75 m( 長) × 4． 88 m( 寬) 。為(wei)(wei)了保證布水(shui)布氣的均勻性，安裝精(jing)度(du)要求(qiu)高，空氣支管(guan)(guan)管(guan)(guan)頂位于(yu)濾(lv)(lv)(lv)(lv)磚 2個(ge)配(pei)氣孔之間，空氣主(zhu)管(guan)(guan)安裝偏差(cha)在 ± 3 mm 范圍(wei)內，單(dan)條濾(lv)(lv)(lv)(lv)磚長度(du)方向水(shui)平度(du)偏差(cha)為(wei)(wei) ± 3 mm，整格(ge)濾(lv)(lv)(lv)(lv)磚水(shui)平度(du)偏差(cha)不超過(guo) ± 6 mm。

② 下向流(liu)的(de)(de)濾池(chi)(chi)由于(yu)進(jin)(jin)水(shui)(shui)渠起始端(duan)和末端(duan)水(shui)(shui)位的(de)(de)差異，以(yi)及受(shou)土(tu)建施(shi)工精(jing)度(du)影響，常存(cun)在(zai)內部(bu)配水(shui)(shui)不均勻的(de)(de)問題，容易導致(zhi)局部(bu)水(shui)(shui)質(zhi)穿透。采用兩(liang)(liang)側(ce)對(dui)稱布(bu)置，因(yin)廠(chang)區(qu)占地受(shou)限，從前序單元的(de)(de)出水(shui)(shui)總渠由兩(liang)(liang)路管(guan)道(dao)分(fen)別向兩(liang)(liang)側(ce)進(jin)(jin)水(shui)(shui)，更(geng)增(zeng)加了進(jin)(jin)水(shui)(shui)分(fen)配的(de)(de)難度(du)。單格濾池(chi)(chi)進(jin)(jin)水(shui)(shui)槽設(she)置可調整高度(du)的(de)(de)堰板(ban)，槽縱向堰頂(ding)水(shui)(shui)平偏差為(wei) ± 1 mm，池(chi)(chi)與池(chi)(chi)之間堰頂(ding)豎向偏差為(wei) ± 2 mm，進(jin)(jin)水(shui)(shui)后再根(gen)據所有濾池(chi)(chi)的(de)(de)進(jin)(jin)水(shui)(shui)速度(du)微調，以(yi)保證進(jin)(jin)水(shui)(shui)流(liu)量(liang)(liang)均衡。在(zai)實際運行(xing)過程中，由于(yu)進(jin)(jin)水(shui)(shui)水(shui)(shui)量(liang)(liang)的(de)(de)波(bo)動(dong)，特(te)別是在(zai)小流(liu)量(liang)(liang)時，單格流(liu)量(liang)(liang)不能完全均勻，因(yin)此考慮(lv)后期(qi)在(zai)每格濾池(chi)(chi)進(jin)(jin)水(shui)(shui)閘(zha)門之后增(zeng)設(she)一(yi)道(dao)堰板(ban)，作為(wei)一(yi)級布(bu)水(shui)(shui)堰板(ban)，在(zai)進(jin)(jin)水(shui)(shui)渠道(dao)內進(jin)(jin)一(yi)步削弱水(shui)(shui)流(liu)的(de)(de)動(dong)能，促(cu)使水(shui)(shui)流(liu)分(fen)布(bu)更(geng)為(wei)均勻。

③ 反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)最合適的(de)溫(wen)度(du)為 20 ～ 40 ℃，低(di)(di)溫(wen)會降低(di)(di)反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)細(xi)菌(jun)的(de)繁(fan)殖(zhi)速率(lv)和代謝速率(lv)，溫(wen)度(du) ＜ 15 ℃反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)速率(lv)明顯降低(di)(di)，在(zai)(zai) 5 ℃ 以下時反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)速率(lv)極低(di)(di)，不到 30 ℃ 條件下的(de) 1 /7［4，10］。該工(gong)程(cheng)的(de)系統(tong)調試啟(qi)動期(qi)正好(hao)在(zai)(zai)冬(dong)季，進(jin)水水溫(wen)較低(di)(di)( 10 ～ 12 ℃ ) ，處于反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)細(xi)菌(jun)生長(chang)溫(wen)度(du)的(de)低(di)(di)限，成為影響微生物培(pei)養周期(qi)的(de)主(zhu)要問題。調試階段(duan)濾池實(shi)際(ji)進(jin)水負荷較低(di)(di)，選用(yong)自然(ran)培(pei)養的(de)方(fang)式(shi)，啟(qi)動周期(qi)相對較長(chang)，在(zai)(zai)前 2 周內基本上未出現明顯的(de)反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)效果，2周后反(fan)硝(xiao)化(hua)(hua)效果逐(zhu)漸明顯并穩定。

④ 由于進(jin)水溶(rong)解(jie)氧過高，會增加碳源的(de)用量。在調(diao)試期間，追蹤了從二沉池到(dao)清水池的(de)溶(rong)解(jie)氧濃度變化情況( 見表 2) 。

由表 2 可知(zhi)，受前端(duan)生化池(chi)(chi)的影響，二沉池(chi)(chi)出水DO 已高(gao)(gao)于 4 mg /L，且波動較大，經(jing)過提(ti)升(sheng)(sheng)泵提(ti)升(sheng)(sheng)后DO 達到(dao) 6 ～ 8 mg /L，再經(jing)后續單元(yuan)逐級升(sheng)(sheng)高(gao)(gao)，造成濾池(chi)(chi)進水 DO 居高(gao)(gao)不下。在后期將(jiang)考慮(lv)優化前端(duan)工藝，控制溶解氧的升(sheng)(sheng)高(gao)(gao)。建(jian)議設計階(jie)段在全廠系統內考慮(lv)溶解氧的變化，而(er)不僅從濾池(chi)(chi)單元(yuan)考慮(lv)。

為了降低水(shui)頭跌落對(dui)充(chong)氧的影(ying)響，在反硝(xiao)化(hua)濾池(chi)中普遍采用(yong)恒(heng)液(ye)位(wei)(wei)的運行模式(shi)，而控制(zhi)恒(heng)液(ye)位(wei)(wei)要(yao)求(qiu)液(ye)位(wei)(wei)和(he)出水(shui)調節閥開(kai)度(du)(du)之(zhi)間實(shi)時響應，這對(dui)液(ye)位(wei)(wei)計的精度(du)(du)和(he)靈敏度(du)(du)，以(yi)及閥門動(dong)(dong)作速度(du)(du)和(he)閥板動(dong)(dong)作次數都提出了更高要(yao)求(qiu)，需要(yao)在運行成本(ben)和(he)設(she)備壽命之(zhi)間綜合考慮。

5 結論

① 上(shang)海某城鎮(zhen)污水處理廠提(ti)標改造工程采(cai)用反硝化(hua)濾池，脫(tuo)氮效果(guo)顯著，直接運行(xing)費(fei)用 為0． 012 元/m³，能穩(wen)定實現出水總氮指標達到并優于一級 A 標準。

② 在(zai)冬季(ji)低溫(wen)條件下采用(yong)自(zi)然培養污泥的方式調試(shi)，約(yue) 2 周后反硝化(hua)效(xiao)果逐漸(jian)顯現并在(zai) 2 ～ 3 d內趨于穩定。微生物特征(zheng)變(bian)化(hua)明顯，直接反映系統運(yun)行(xing)狀態，建(jian)議作為(wei)日常運(yun)行(xing)必要的檢測項目。

③ 觀察濾池進、出(chu)水 DO 變化(hua)，有(you)助于了解反硝(xiao)化(hua)的(de)運行(xing)環境。通過優(you)化(hua)控制全廠系統(tong)內 DO，從(cong)而降低濾池進水 DO，對反硝(xiao)化(hua)的(de)經濟運行(xing)具(ju)有(you)重要意義。

④ 在長期(qi)運(yun)行(xing)(xing)(xing)過程中，需要運(yun)營人員(yuan)積(ji)累(lei)運(yun)行(xing)(xing)(xing)數(shu)據，分析(xi)濾池的運(yun)行(xing)(xing)(xing)狀態，在保證系統出水(shui)各項水(shui)質指標(biao)的前提下(xia)，對反洗(xi)周(zhou)期(qi)、碳源投加量等重(zhong)要運(yun)行(xing)(xing)(xing)參數(shu)進行(xing)(xing)(xing)調(diao)整，摸索系統在不(bu)同工況、不(bu)同季節下(xia)的最佳運(yun)行(xing)(xing)(xing)參數(shu)，進一步降低處(chu)理能(neng)耗。

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