污水深度处理工艺的对比分析

王舜和

(天津市市政工程设计研究院，天津 300051)

北方某城镇污水处理厂需进行提标改造工程，工程规模3 万t/d。原处理标准为一级B，主要构筑物包括粗格栅、提升泵房、细格栅、沉砂池、生物反应池、二沉池、消毒设施等。为满足一级A 处理标准，污水处理厂需要改造生物处理工艺和增加深度处理工艺，前者使之提升对COD 及氮的处理能力，后者用于处理磷和SS 指标，为此需要对目前常用的深度处理工艺进行对比分析，选择合适的处理工艺。

1 污水处理厂常用深度处理工艺

1)传统砂滤。该工艺主要借鉴给水厂过滤技术，通常以V 型滤池作为过滤单元，采用均质滤料，滤料深约1.2 m，滤速6 m/h～8 m/h，滤后水质好且稳定。采用气水反冲洗，辅以表冲，滤料冲洗彻底，过滤周期长，运行管理经验丰富。但V 型滤池占地面积较大，自控要求较高，大多数阀门为气动阀，设备繁多，需配套反冲洗风机和水泵，工艺运行水头损失达2 m 以上，耗能高，土建构造复杂，施工难度较大，工程费用很高。

2)反硝化滤池。该工艺主要为解决脱氮问题而开发，和V 型滤池池形相似，主要区别在于工艺具备脱氮功能，通过碳源投加控制系统可实现深度反硝化。从目前的工程经验看，反硝化滤池运行效果稳定，可同步去除约5 mg/L 的TN，为脱氮受限制的污水厂提供了选择。工艺的主要问题是一次投资成本较高，反冲洗系统耗能较大，仅适合对TN 有严格要求的污水厂采用。

3)活性砂滤池。活性砂滤池是近些年广泛采用的一种综合性深度处理设备，是一种集混凝、澄清、过滤为一体的高效过滤器，它不需停机反冲洗;采用单级滤料，无需级配，没有水力分布不均和初滤液等问题;不需要反冲洗水泵及其停机切换用电动、气动阀门。石英砂滤料在过滤器中呈自上而下的运动状态，对原水起搅拌作用，过滤器内滤料清洁及时，可承受较高的进水污染物浓度。活性砂过滤器特殊的内部结构及其自身特点，使得混凝、澄清、过滤在同一个池体内全部完成，同其他技术相比，活性砂工艺往往可省略絮凝和沉淀环节，使得深度处理流程更为简洁，占地面积相对紧凑，运行费用低于传统工艺。

表1 过滤单元参数对比

4)纤维转盘滤池。纤维转盘滤池的特点是采用有机纤维堆织的纤维毛滤布，由6 小块扇形单元组成过滤盘片，再通过中央集水管串联起来，工艺配套反冲洗装置由反洗水泵、反抽吸装置及阀门组成，排泥装置由排泥管、排泥泵及阀门组成，排泥泵与反洗水泵为同一水泵，运行状态包括:过滤、反冲洗、排泥状态。该技术的主要特点是能耗低，占地面积小，反冲洗水量较少，水头损失少，是目前应用广泛的一种过滤设备。

5)精密过滤器。回转式精密过滤器是一种去除悬浮固体的过滤装置。装置为滚筒式，由设备主体模块、核心过滤模块、反冲洗系统、驱动系统、自控系统组成，滚筒上装有可方便拆卸的滤网。设备的主要特点是采用高强度不锈钢滤网，使用寿命长，维护工作少，且由于设备的集成化布置，占地面积很小，运行成本低，是近年来受到关注的新型深度处理工艺。本工程受占地面积限制，首先排除传统处理工艺。此外根据近两年水质情况，进水TN 约25 mg/L～35 mg/L，碳源相对充足，不需要另行建设反硝化设施，因此工艺对比主要集中在活性砂滤池、纤维转盘滤池和精密过滤器。

2 各工艺设计参数对比

结合各设备方案，整理设计参数对比如表1 所示。

3 各工艺投资及成本对比

表2 过滤单元投资及运行成本对比

各工艺投资及运行成本如表2 所示。

4 各工艺特点分析总结

根据表1，表2 所列对比，对以上三种工艺的优缺点进行总结，如表3 所示。

表3 各工艺优缺点对比

5 工程方案的选择及结论

本工程项目提标改造，占地面积受到限制;且为避免增加二次提升增大污水厂运行负担，工程深度处理设计按重力流进行，实际可用水头损失约为0.8 m;工程收水范围内大部分为工业企业，根据以往运行经验，转盘滤池对该类水质较敏感，容易发生堵塞问题。根据上述工艺特点分析和总结，结合本项目实际情况，工程最终采用精密过滤器作为设计方案。

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