某污水处理厂设计处理能力12万 m³/d,采用“水解沉淀池+曝气生物滤池(BAF)”工艺，主要处 理东营中心城区的市政污水，设计出厂水质为《城镇污水处 理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中规定的一级B标准.随着国家环保排放要求的提高，沙营污水厂要提标改造， 实现国标一级A的达标排放。为此，笔者采用反硝化生物滤 池工艺，研制了中试装置，对污水厂现状污水出水进行深度 处理，研究反硝化生物滤池中试工艺脱氮除磷的运行效果， 以期为污水厂提标改造提供设计支持。

1、进出水水质：深度处理装置的进水取自该厂经BAF生化处理后的总 出水，水质呈浅灰色,无明显的气味，有少量肉眼可见的小颗 粒悬浮物，水质指标见表1。

2、实验装置与方法

2.1、中试装置:采用“高效沉淀池十反硝化生物滤池”工艺，流程见图1。

          中试处理规模2.5m3/h,高效沉淀池尺寸 2.03m x0.75m x2.50m, 反硝化生物滤池 0.6m x0.5m x4.80m,设 计上升流速为8.3m/h, 滤料层高2m,水力停 留时间14.5mino

2.2、检测项目与方法: 试验中所涉及到的分析监测项目COD采用重铭酸钾法,NH3-N采用纳氏试剂光度法,TN采用过硫 酸钾氧化一紫外分光光度法,TP采用钳酸铉分光光度法，分析监测项目均按照国家标准方法监测。

2.3、中试装置挂膜启动:将进水流量控制在500L/h,小流量连续进水13d,TN由初期的几乎没有下降，到稳定在8~10mg/L的去除量，然后开始按COD：TN=5：1投加有机碳源，此时投加的碳源超过了反硝化所需的理论碳源投加量，出水COD增加；在运行到16d以后，出水COD值不断降低,23d之后COD去除率保持在 50%左右，同时TN的去除率也从不足10%迅速上升到 30%；此后逐步增大进水量至2.5m3/h,至第30d,TN的去除率已达到了 50%以上，在滤池顶部观测水面可以看到大量气 泡产生，表明微生物培养基本成功，挂膜启动阶段结束。

3、结果与讨论：运行期间装置进水流量2.5m³/h,投加碳源为葡萄糖水溶液，浓度50g/L,投加碳源后C/N比在3~4之间，反冲洗周期为24h,进水水温12~15T。

3.1、系统对C0D的去除效果分析：系统对COD的去除效果如图2所示。

     原水COD在29~71mg/L间波动，平均值为51.4mg/L；投加碳源后COD数值增大， 滤池进水端COD平均为123.2mg/L；处理出 水的COD平均值为 44.5mg/Lo

     由以上数据看出，中试工艺对COD的去除效果较好,COD出水平均值基本可控制在50mg/L以下，满足一级A排放标准。在1个月的运 行时间里有6d的COD出水超过了 50mg/L的一级A排放标 准，分析可能是由于外加碳源按照固定流量投加，当原水中的COD数值过高且TN浓度偏低时，反硝化所消耗的有机物偏少，导致出水COD增加。

3.2 系统对TN的去除效果:在对COD去除的同步试验条件下，系统对TN的去除效果见 图3;

        原水TN浓度平均值34.72mg/L,系统出水TN月平均为U.09mg/L,平均去除 率为68.3%,处理岀水TN基本上小于一级A标准的15mg/L 要求，最高去除率可达79.5%,达标率达到93%以上;运行过程中一共出现2d出水TN超标的情况，通过对比系统COD去除情况可以看出，在出水TN数值超标的同 时C/N数值较低，所以可能由于碳源投加量不足导致了出水 TN数值过高。

3.3 系统对TP的去除效果:运行期间高效沉淀池进水流量2.5m3/h,表面负荷为5m/ h,投加除磷药剂为液体PAC,投加量0.3L/h(含10%A1203), 投加PAM量为lmg/L,高效沉淀池污泥回流量为200~300L/ h,进水水温12~15无；系统对TN的去除效果见图4。

         原水TP为1.16- 2.97mg/L,沉淀池出水端 TP 0.21~2.79mg/L, 波动十分明显，其TP的平均去除率为 71.8%。从图中可看岀，有几天沉淀池出水TP较高，其主要原因是沉淀池未及时排泥导致污泥上浮，致使沉淀池出水SS过高而使TP数值过高，但通过生物滤池后的出水中TP始终维持在0.35mg/L以下，主要是沉淀池出水中含磷SS被后 续生物滤池很好地截留，最终表现为中试系统的除磷效果稳定;高效沉淀池跑泥主要因为运行之初高效沉淀池每隔2h排1次污泥，而投加除磷药剂后产生的污泥量较大,2h的周期会导致污泥来不及排出，有一部分污泥就随水流进入到下一个工艺段。在取样时可以看到所取水样呈现浑浊状态，肉 眼可见水样中有不少絮体存在;值得注意的是实验室搅拌实验时，因没有污泥回流，若要TP达标，除磷药剂的投加量大约在400~500mg/L(含10% A1₂O₃),中试试验在开启污泥回流系统后可使药剂投加量降 低至100~120mg/L,而在2种投加量下TP的去除效果几乎一致，由此认为高效沉淀池的污泥回流对于节省化学除磷药剂起了很大作用。

4、运行参数的影响：笔者在预期中试研究完成后，又采用不同的水力负荷与 不同C/N值，研究了系统去除COD、TN、TP的效果。

4.1、水力负荷对去除COD的影响：试验将反硝化生物滤池按5m/h、6.7m/h和8.3m/h (低、中、高)3种水力负荷进水，每种水力负荷情况的观测期为 10d。系统对COD的去除率见图5。

            由图5可以看出，随着水力负荷的提高，反硝化滤池对 COD的去除率提高。水力负荷在提高到8.3m/h时，出水的 COD数值基本可以保证稳定达标。分析认为滤池低水力负 荷时，水流对生物膜的冲刷更新效果差，微生物的活性不足， 增大水力负荷加速了表层微生物膜的更新，使更多的高活性生物膜参与了降解反应，处理效果上升；由于本次试验受到进水提升设备的限制，水力负荷超过 8.3m/h的工况没有进 一步试验。

4.2 、水力负荷对去除TN的影响：系统对TN的去除率见图6。

             水力负荷为5.0m/h时，出水TN 波动较为明显，同时岀水很难达标，在10d 观测期内只有4d达 标；当水力负荷提高到 6.7m/h时，出水TN数 值仍有波动；当水力负荷提高至8.3m/h时，出水情况很好，达标率100%,同时大部 分时候出水TN数值一般低于10mg/Lo分析认为主要原因是由于在水力负荷低的时候微生物活性差造成的。

4.3 C/N对去除COD.TN的影响：通过控制葡萄糖投加量，笔者研究了 C/N比范围分别为 3〜4与5.5~6.5之间时的COD.TN去除情况，每种工况观测 期均为15do系统对COD、TN的去除情况 见图7、图8。

        由图7可以看 出，C/N比在3~4的情 况下，出水COD基本能够达标，平均值为 44.9mg/L,但是一旦 C/ N比提高到6左右， 出水COD超标，平均值达到 58.6mg/L,C/N 比过高会造成出水 COD超标。

        由图8可以看 出，高C/N时出水TN 浓度较低。由此可以认为滤池中限制TN去除的一个主要因素就是C/N比，高C/ N比对于提高TN去除率有很大的帮助；实际运行只需要能够去除一定量的TN,以保证出水TN 数值达标即可，并不需要尽可能多地去除TN。高C/N比虽然 可以有效地提高TN的去除效果，但是相应也会带来出水 COD超标的问题。过度的去除TN会造成大幅度提高碳源投 加量,提高药剂成本；因此我们认为适合本中试工艺的最佳 C/N比为3.5~4，此时TN和COD都能得到很好的去除。

5、结论

1）对于传统BAFT艺，用“高效沉淀池+反硝化滤池” 工艺，可以实现出水由一级B提高至一级A标准的提标改造。

2）高效沉淀池污泥回流技术，可节省大量除磷 药剂，并实现排水总磷达标。

3）8.3m/h滤速的高水力负荷，有利于反硝化滤池生物 膜更新，提高脱氮速率。

4）C/B控制对后置反硝化滤池运行非常重要，过高的 C/B虽有利于脱氮，但碳源消耗量增加，并会导致出水COD 超标。