污水廠提標改造的工程運行模式及運行效果

　　運行模式及運行效果

　　本項目于2019年10月建設完成并投產，運行至今貫穿了冬季與夏季，平均處理水量為2.85萬噸/天。針對本項目深度處理的水質，同時結合所使用濾池的特點，運行時通過功能切換，發揮濾池的硝化及反硝化功能，保證全年的出水水質。

　　(1)冬季氨氮超標運行模式

　　溫度對硝化菌的活性影響較大，當12月-2月期間，冬季水溫低于12℃時，污水廠原A2O生化處理系統硝化速率下降，因此進入深度處理系統NH3-N濃度較高，在TN濃度中占比也較高。針對NH3-N超標，深度處理需強化硝化，采用模式一運行：1-6#一級生物濾池開啟曝氣進行硝化，1-4#二級生物濾池根據需要投加少量碳源，保證出水NH3-N、TN穩定達標。硝化濾池濾速6.3m/h，反洗周期約60-72h;反硝化濾池濾速9.4m/h，反洗周期約36-48h。碳源投加采用“模糊控制”法，通過進水流量計、進出水在線硝態氮濃度儀的反饋，建立數學模型，動態控制碳源加藥量。在保證出水COD、BOD5達標的前提下，精確的控制總氮的去除。以2月份運行數據為例，平均水溫8℃，深度處理系統進水NH3-N為7-10mg/L，進水TN為9-13mg/L，出水NH3-N≤1.5mg/L，出水TN≤10mg/L。

　　圖3 2020年2月份氨氮處理效果

　　圖4 2020年2月份總氮處理效果

　　(2)夏季總氮超標運行模式夏季降雨量大，集中在7月-8月期間，雨污合流使污水廠進水有機物濃度偏低，硝化效果較好，但碳氮比較低限制了反硝化的脫氮效果，通過在原生化處理增加碳源，但利用率較低，脫氮效果得不到明顯改善，原A2O出水TN濃度偏高，大部分均為硝態氮。針對TN超標，深度處理需強化反硝化，以模式二運行為主：1-6#一級生物濾池不開啟曝氣并投加碳源作為反硝化濾池，去除硝態氮，1-2#二級生物濾池根據氨氮濃度決定是否開啟曝氣進行硝化補充，3-4#二級生物濾池不曝氣作為過濾濾池，更好地保證出水效果。反硝化濾池濾速6.3m/h，反洗周期約36-48h;硝化濾池濾速9.4m/h，反洗周期約60-72h。以7月份運行數據為例，水溫約23-25℃，深度處理系統進水NH3-N為0.2-0.9mg/L，進水TN為12-18mg/L，出水NH3-N≤0.5mg/L，出水TN≤8mg/L。

　　圖5 2020年7月份氨氮處理效果

　　圖6 2020年7月份總氮處理效果

　　(3)其他時段主要運行模式根據本項目深度處理的進水情況，除上述集中水質指標較高的月份，其他時段NH3-N及TN少許超標，NH3-N相對超標頻率較高，主要以模式一方式運行，根據NH3-N濃度開啟1-6#一級生物濾池的幾組進行曝氣，1-4#二級生物濾池根據需要投加少許碳源作為水質保障。 綜上述運行模式，兩級濾池全年大部分為“硝化+反硝化”模式，其中7，8月份切換為“反硝化+硝化”模式。根據水質提前分組進行切換，調節進水閥門開度，反硝化切換為硝化時，停止投加碳源，強制反沖洗兩次后開啟曝氣，培菌期間反洗周期為72-96h，再逐漸調整至60-72h;硝化切換為反硝化時，停止曝氣，調整碳源加藥泵沖程，培菌期間反洗周期設置為96h，一周后恢復反洗周期至36-48h。

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　　技術經濟分析

　　本項目改造深度處理系統裝機功率348.5kw，最大運行功率為170kw，電費0.07元/m3，年平均碳源投加費為0.08元/m3，人工費0.01元/m3，年平均直接運行成本約0.16元/m3。深度處理系統占地面積400m2，建設周期僅為一個月。

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　　結論

　　對于進、出水水質呈現季節性波動較大時，深度處理采用兩級上向流生物濾池的組合工藝及其專有的布水布氣系統，可實現硝化與反硝化的切換，根據水質需求啟用硝化或反硝化功能，分別針對性去除NH3-N或TN，出水可滿足TN≤10mg/L，NH3-N≤1.5mg/L，并能根據溫度變化靈活運行，確保全年水質穩定達標。上向流生物濾池采用鋼制標準模塊化結構，與傳統鋼混建設模式相比，占地及工期優勢顯著。