胜利石油管理局沙营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，以期为沙营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：中试装置采用“高效沉淀池十反硝化生物滤池”工艺，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，滤池反冲 洗周期为24h,进水水温12~15T。

3.1、系统对COD的去除效果：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/L；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15d，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

5.1、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。

5.2、利用高效沉淀池污泥回流技术，可节省除磷药剂，并实现排水总磷达标。

5.3、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；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。