一种采用超高滤速脱氮生物滤池系统的污水提标改造方法与流程

本发明属于水污染治理技术领域，具体涉及一种采用超高滤速脱氮生物滤池系统的污水提标改造方法。

背景技术：

目前，随着我国水污染问题日益突显，城镇污水处理排放标准的提高已是大势所趋。从目前的水环境质量改善的要求看，许多城市污水处理厂处理后的出水往往排入城市河流，成为河流的水体。我国现有的污水处理厂出水，排放标准多参考《gb18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级b或一级a。然而对于一级b或一级a标准，其水质仅相当于地表水的劣ⅴ类水。这种水质排放到几无自净能力的水体环境中，导致水体不但没有得到修复，反而遭到污染，于是出现“越治越脏”的现象。水体污染的日益加剧，迫切要求污水处理厂进行提标改造。

目前，全国各地已陆续展开实践，对污水厂出水总氮、总磷等的要求更高，现有工艺实际上难以全指标达标；现有处理装置和处理工艺主要存在如下问题：(1)传统曝气生物滤池((曝气生物滤池工程技术规程cecs2652009))的滤速过低，反硝化滤池设计滤速过低，不能充分发挥其应有能力；反硝化气泡不易释放，低滤速导致截留过多悬浮物，滤池压力升高较快，导致生物膜活性不高，处理效能偏低；(2)传统上向流生物滤池的前段纤维状物质或预处理工艺残留的pac或pam会粘附于生物滤头的滤缝隙表面，依附于此的生物膜会堵塞滤缝隙，且滤池强制反洗也难以冲洗去除，进而造成滤头堵塞，最终造成滤池处于瘫痪；(3)生物滤池在反洗时会流失并随水流跑掉大部分滤料；(4)传统反硝化滤池的滤料层较高，普遍为3.0m～4.0m，高滤速时水损较大；(5)传统曝气生物滤池的反冲洗强度，尤其是气洗强度不足，反冲洗水量和废水排放量明显偏低，导致反硝化生物滤池反洗后池压逐渐增加，说明滤池反冲洗不彻底。因此，需要研究出一种新的技术方案来解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种采用超高滤速脱氮生物滤池系统的污水提标改造方法，以突破目前遇到的难题。具体内容如下：

一种采用超高滤速脱氮生物滤池系统的污水提标改造方法，其中，所述超高滤速脱氮生物滤池系统是由内进水孔板格栅、超高滤速脱氮生物滤池、清水池依次串联组成；所述清水池通过反冲洗水系统和超高滤速脱氮生物滤池相连接；所述的内进水孔板格栅的孔径不大于1mm；所述的超高滤速脱氮生物滤池从下往上依次由配水区、承托层、矮层高效滤料反应层、清水区、消粒栅、反洗排水渠、出水渠构成，所述配水区内安装有高过水均布防堵塞滤头和滤板，其上为承托层和高效滤料反应层；所述矮层高效滤料层厚度为1.5～2.5m，高效滤料直径为4～6mm；所述的超高滤速脱氮生物滤池还包括降水位系统、反洗气系统，所述的超高滤速脱氮生物滤池的前段进水处设有有机碳源加药系统；处理方法步骤如下：

(1)预处理去除纤维状及杂物：含有硝酸盐的污水首先经过内进水孔板格栅截留所有的纤维状物质、杂质，以防止纤维状物质粘附在高过水均布防堵塞滤头缝隙处，防止引起生物膜及杂质累积堵塞滤头，处理后出水进入超高滤速脱氮生物滤池；

(2)高滤速脱氮反应：预处理处理后含有硝酸盐的污水与有机碳源加药系统投加的碳源混合后，依次进入配水区、滤板、高过水均布防堵塞滤头、承托层、矮层高效滤料反应层、清水区、消粒栅、出水渠，经脱氮处理后，经出水渠外排进入清水池(反洗排水渠的出口关闭)；超高滤速脱氮生物滤池内高效滤料表面生长有大量的专性反硝化硝化生物膜，专性反硝化硝化生物膜利用有机物作为反硝化碳源进行反硝化脱氮，超高滤速脱氮生物滤池的滤速为15～35m/h，滤速远高于国内设计标准(曝气生物滤池工程技术规程cecs2652009)，利用水流的切割作用，使反硝化硝化生物膜一直处于较薄的高效活性生物膜，同时利用高速同向水流将包裹在高效滤料表面的反硝化气泡快速带出生物滤料层，增加生物膜与水中污染物的介质交换表面积及速率，保证高效生物滤料层的反硝化负荷远优于常规滤速的滤池处理负荷；同时利于矮层高效滤料层(1.5～2.5m)和高滤速(15～35m/h)冲刷的条件，使截留的部分悬浮物穿透高效滤料层(出水ss＝10～20mg/l)，且防止过多悬浮物堵塞滤料层，超高滤速脱氮生物滤池的脱氮负荷为常规滤速的反硝化滤池脱氮负荷2～4倍；高滤速的快速冲刷作用于高过水均布防堵塞滤头缝隙，防止滤头生长生物膜堵塞滤头；

(3)反冲洗：滤池中生物膜老化后采用“降水位+高强度气水联合法”进行反冲洗，反冲洗周期为12～16h，气洗强度26～30l/m2·s，水洗强度8～10l/m2·s；先开启降水位系统阀门，将滤池内水位至矮层高效滤料反应层的表面，通过反冲洗逆向冲刷滤头，将滤头表面的生物膜等杂志冲洗干净；再开启反洗气系统进行8～15min的气洗(包括单独气洗时间5～8min)，通过高强度气洗作用将高效滤料层松动开；待单独气洗结束后开启气水联合洗系统，气水联合反洗时间5～8min，清水池中水作为反洗水源，通过强制气水联合反洗将高效滤料层间老化生物膜冲洗掉；最后再进行单独水漂洗，其中，水漂洗3至5次循环，保证滤池一致能处于高负荷、高滤速运行；反冲洗时，出水渠出口关闭，开启反洗排水渠，进行外排反洗出水，外排水前经消粒栅的消能拦截作用，避免高效滤料在反冲洗过程中随气水外溢流失。

所述的超高滤速脱氮生物滤池设有有机碳源加药系统。

所述的有机碳源加药系统投加的药剂优选为甲醇、乙酸钠。

所述的超高滤速脱氮生物滤池的消粒栅采用pvc板或不锈钢板制成，由两组平行错位布置构成，与出水渠平行一组单向pvc板或不锈钢板的横向间距3～8mm，前后距离5～10mm，消粒栅至于滤池的斜坡正上方。

本发明解决了因纤维状物质进水导致的滤池堵塞的问题，同时采用高滤速、矮层高效滤料层、高剪切比的薄层高效活性生物膜的核心思想方法，结合防止过多悬浮物堵塞高效滤料层的方法，利用强制反洗，增加介质交换速率，保证超高滤速脱氮生物滤池的高效稳定运行，解决了高效滤料因反洗流失的难题；利用高滤速运行，快速带出反硝化气泡，增加处理负荷。本发明可对含高硝酸盐和无机磷酸盐的污水进行深度提标，高滤速脱氮生物滤池亦可结合其他功能生物滤池进行组合工艺处理，对于污水提标具有极大的推广应用价值。

附图说明

图1为本发明一种超高滤速脱氮生物滤池的污水处理系统的结构示意图。

其中：进水0；内进水孔板格栅1；超高滤速脱氮生物滤池2，配水区2-1，承托层2-4，高效滤料反应层2-5，清水区2-6，出水渠2-7，反冲洗风机2-8，反冲水系统2-9，有机碳源加药系统2-10；重介质加载高效絮凝澄清池3，重介质投加系统3-1，混凝剂投加系统3-2，絮凝剂投加系统3-3，混合单元3-4(混合搅拌系统3-4-1)，絮凝单元3-5(导流筒3-5-1、絮凝搅拌系统3-5-2)，澄清单元3-6(泥斗3-6-1、刮泥机3-6-2、污泥浓缩区3-6-3、斜管3-6-4、澄清区3-6-5)，重介质污泥回流系统3-7，剩余污泥排放系统3-8，重介质回收系统3-9，重介质(磁种或砂种)3-10，剥离后的剩余污泥3-11；清水池4；达标出水5。

具体实施方式

下面结合附图1对本发明做进一步说明：

一种采用超高滤速脱氮生物滤池系统的污水提标改造方法，其中，所述超高滤速脱氮生物滤池系统是由内进水孔板格栅1、超高滤速脱氮生物滤池2、清水池3依次串联组成；所述清水池3通过反冲洗水系统2-11和超高滤速脱氮生物滤池2相连接；所述的内进水孔板格栅1的孔径不大于1mm；所述的超高滤速脱氮生物滤池2从下往上依次由配水区2-1、承托层2-4、矮层高效滤料反应层2-5、清水区2-6、消粒栅2-7、反洗排水渠2-8、出水渠2-9构成，所述配水区2-1内安装有高过水均布防堵塞滤头2-2和滤板2-3，其上为承托层2-4和高效滤料反应层2-5；所述矮层高效滤料层2-5厚度为1.5～2.5m，高效滤料2-5直径为4～6mm；所述的超高滤速脱氮生物滤池2还包括降水位系统2-12、反洗气系统2-10，所述的超高滤速脱氮生物滤池2的前段进水处设有有机碳源加药系统2-13；处理方法步骤如下：

(1)预处理去除纤维状及杂物：含有硝酸盐的污水0首先经过内进水孔板格栅1截留所有的纤维状物质、杂质，以防止纤维状物质粘附在高过水均布防堵塞滤头2-2缝隙处，防止引起生物膜及杂质累积堵塞滤头2-2，处理后出水进入超高滤速脱氮生物滤池2；

(2)高滤速脱氮反应：预处理处理后含有硝酸盐的污水与有机碳源加药系统2-13投加的碳源混合后，依次进入配水区2-1、滤板2-3、高过水均布防堵塞滤头2-2、承托层2-4、矮层高效滤料2-5反应层、清水区2-6、消粒栅2-7、出水渠2-9，经脱氮处理后，经出水渠2-9外排进入清水池3(反洗排水渠2-8的出口关闭)；超高滤速脱氮生物滤池2内高效滤料2-5表面生长有大量的专性反硝化硝化生物膜，专性反硝化硝化生物膜利用有机物作为反硝化碳源进行反硝化脱氮，超高滤速脱氮生物滤池2的滤速为15～35m/h，滤速远高于国内设计标准(曝气生物滤池工程技术规程cecs2652009)，利用水流的切割作用，使反硝化硝化生物膜一直处于较薄的高效活性生物膜，同时利用高速同向水流将包裹在高效滤料表面的反硝化气泡快速带出生物滤料层，增加生物膜与水中污染物的介质交换表面积及速率，保证高效生物滤料层的反硝化负荷远优于常规滤速的滤池处理负荷；同时利于矮层高效滤料层2-5(1.5～2.5m)和高滤速(15～35m/h)冲刷的条件，使截留的部分悬浮物穿透高效滤料2-5层(出水ss＝10～20mg/l)，且防止过多悬浮物堵塞滤料2-5层，超高滤速脱氮生物滤池的脱氮负荷为常规滤速的反硝化滤池脱氮负荷2～4倍；高滤速的快速冲刷作用于高过水均布防堵塞滤头2-2缝隙，防止滤头生长生物膜而堵塞高过水均布防堵塞滤头2-2；

(3)反冲洗：滤池2中生物膜老化后采用“降水位+高强度气水联合法”进行反冲洗，反冲洗周期为12～16h，气洗强度26～30l/m2·s，水洗强度8～10l/m2·s；先开启降水位系统2-12阀门，将滤池2内水位至矮层高效滤料2-5反应层的表面，通过反冲洗逆向冲刷滤头，将滤头表面的生物膜等杂志冲洗干净；再开启反洗气系统2-10进行8～15min的气洗(包括单独气洗时间5～8min)，通过高强度气洗作用将高效滤料层松动开；待单独气洗结束后开启气水联合洗系统(2-10、2-11)，气水联合反洗时间5～8min，清水池3中水作为反洗水源，通过强制气水联合反洗将高效滤料层间老化生物膜冲洗掉；最后再进行单独水漂洗，其中，水漂洗3至5次循环，保证滤池一致能处于高负荷、高滤速运行；反冲洗时，出水渠2-8出口关闭，开启反洗排水渠2-9，进行外排反洗出水5，外排水前经消粒栅2-7的消能拦截作用，避免高效滤料2-5在反冲洗过程中随气水外溢流失。

所述的超高滤速脱氮生物滤池2设有有机碳源加药系统2-13。

所述的有机碳源加药系统2-13投加的药剂优选为甲醇、乙酸钠。

所述的超高滤速脱氮生物滤池2的消粒栅2-7采用pvc板或不锈钢板制成，由两组平行错位布置构成，与出水渠平行一组单向pvc板或不锈钢板的横向间距3～8mm，前后距离5～10mm，消粒栅2-7至于滤池的斜坡正上方。

实施例1：

江苏省某污水处理厂处理流量为100000m3/d，原核心工艺为“氧化沟+二沉池”工艺，二级处理出水进入本工艺处理前的污染物指标为：tn＝13mg/l，；经过该工艺处理后，出水水质指标为：tn＝3.5mg/l。

实施例2：

安徽省某市政污水处理厂，处理流量为60000m3/d，原主工艺为“aao+二沉池”工艺，二级处理出水进入本工艺处理前污染物指标为：tn＝18mg/l；经过该工艺装置处理后，出水水质指标为：tn＝6mg/l。

实施例3：

江苏省南京某化工园区污水处理厂，处理流量为40000m3/d，原主工艺为“水解酸化+aao+二沉池+臭氧”工艺，二级处理出水进入本工艺处理前污染物指标为：tn＝65mg/l；经过该工艺装置处理后，出水水质指标为：tn＝10mg/l。

本发明解决了因纤维状物质进水导致的滤池堵塞的问题，同时采用高滤速、矮层高效滤料层、高剪切比的薄层高效活性生物膜的核心思想方法，结合防止过多悬浮物堵塞高效滤料层的方法，利用强制反洗，增加介质交换速率，保证超高滤速脱氮生物滤池的高效稳定运行，解决了高效滤料因反洗流失的难题；利用高滤速运行，快速带出反硝化气泡，增加处理负荷。本发明可对含高硝酸盐和无机磷酸盐的污水进行深度提标，高滤速脱氮生物滤池亦可结合其他功能生物滤池进行组合工艺处理，对于污水提标具有极大的推广应用价值。

以上所述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应覆盖在本发明的而保护范围之内。