活性砂滤池在污水处理工程中的应用

陈华东　苟晓东　尹秀贞

（1山东省环科院环境工程有限公司山东济南2500132中化地质矿山总局山东地质勘查院山东济南250013）

活性砂滤池在污水处理工程中的应用

陈华东1苟晓东1尹秀贞2

（1山东省环科院环境工程有限公司山东济南2500132中化地质矿山总局山东地质勘查院山东济南250013）

国内引进和使用活性砂滤池的时间相对较短，由于活性砂滤池在SS、TN、TP的去除方面有着较好的效果，因此，逐渐应用于新建污水处理厂的深度处理及现有污水处理厂的提标改造等方面。

活性砂滤池；深度处理；提标改造

活性砂滤池最初于20世纪70年代末期由瑞典某研究所设计研发。主要用于通过采集河水、湖水来生产工艺用水和饮用水，同时还用于一定的废水处理领域。近年来，因其具有良好的过滤和脱氮功能，在污水处理厂的深度处理和提标改造工程中应用越来越多。

1　工作原理

活性砂滤池为上流式移动床过滤器，内部介质深度根据不同应用和配置而有所不同。未处理的水进入最近的顶部，之后通过配水器流入池底部。未净化水通过介质床向上流时，其中的的悬浮物固渣被过滤掉。当过滤水到达过滤器顶部时，越过出流堰然后排出小部分过滤水通过洗砂机分流，这部分水可用于清洗，转移固渣废料。

活性砂滤池冲洗采用逆流冲洗方式，当过滤水时，逆流冲洗会循环进行。安装在组件中心底部的空气泵，将介质从过滤器底部向上泵送到洗砂器。介质送入到洗砂单元，会掉进洗砂器，在该砂洗器中从砂中分离出来。过滤液在砂洗器中将固体颗粒作为废物分离出来。落到砂床上继续使用。各空气提升泵通过气控柜进行调节。

活性砂滤池是一种集混凝、澄清、过滤为一体的高效过滤器。由于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，因此搅拌絮凝作用可在过滤器内完成。在进水中加入铁盐或铝盐混凝剂时，即可实现化学除磷及除去悬浮物的功能；在进水中加入碳源时，运行状态稍做调整，即可实现生物反硝化的功能。活性砂滤池的反硝化脱氮功能主要是附着在石英砂表面的反硝化细菌（石英砂表面粗糟，在其凹凸面上易于附着生物膜），利用水体中碳源或者外加的碳源，在缺氧条件下，利用硝酸氧化有机物质而获得自身生命活动所需的能量，同时将水体中亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气，达到脱氮目的同时提高水体中的碱度[1]。

2　工艺特点

（1）无初滤液，确保处理后的水干净，质量高；（2）冲洗水处理系统无冲击荷载；（3）高悬浮物，无需预处理；（4）水头损失低；（5）能耗低；（6）监测、维护成本低；（7）连续反冲洗连续过滤无间隙；（8）占地面积小。

3　工程应用实例

安徽某污水处理厂在深度处理阶段采用了活性砂滤池，运行数据表明，活性砂滤池对悬浮物具有良好的去除效果，当进水SS为15mg/L～35 mg/L时，出水SS＜8mg/L[2]。株洲某污水处理厂在提标改造中，采用了活性砂砂滤池。对浊度和TP浓度的去除效果较明显，同时能够进一步降低COD。针对污水处理厂的水质条件，连续活性砂滤系统在滤速9.62m/h的水力条件下，投加聚合硫酸铁50mg/L，砂滤出水水质SS≤10mg/L，TP≤0.5mg/L，SS和TP的去除率都稳定在65%以上[3]。

谭明[1]等人在河南省某污水厂厂研究在低水温条件下连续砂滤池的反硝化脱氮效果及其主要影响因素，寻找最佳的甲醇碳源投加比。运行结果表明：当水温降低至11.7℃时，在连续砂滤池里反硝化菌培养时间为24d；稳定运行后，砂滤池的滤速为4m/h时，反硝化去除总氮量超过15mg/L，容积负荷达0.6kg/(m3·d)，最佳甲醇碳源投加比为2.8～3.2，出水COD、SS浓度均可达到GB18918-2002中的一级A排放标准。影响连续砂滤池反硝化脱氮效果的主要因素为进水水温、硝酸盐浓度、溶解氧浓度、上升水力流速和甲醇投加比等。

4　运行中存在的问题及解决措施

邓书盈[4]等人对多个市政污水处理厂活性砂滤池的应用及运行管理进行调研。调研发现活性砂滤池在市政污水处理厂应用中存在的几个共性问题和缺陷：（1）跑砂；（2）反冲洗不充分，矾花穿透砂层；（3）存在死角；（4）配水布水器及底部导砂倒伞损坏；（5）反冲洗水量过大。并提出了具体解决方法：首先，从设计上进行改进，一是选择合适的滤速，一般宜取6.0 m/h～7.5m/h；二是优化导砂堆体及导砂墙的设计，将其从底部到顶部均做成圆形结构并砌筑到砂层上方，保证洗砂均匀，避免砂层出现死角，沉积淤泥。其次，加强运行管理，必须进行定期巡查，及时排除运行中的故障，才能保证活性砂滤池的正常运行。

朱甲华[5]等人对南方某污水处理厂活性砂滤池在运行过程中出现的气提故障问题进行了分析，指出引起气体故障问题的两个主要原因是“水域真空”和“气塞”现象。为解决“水域真空”问题，砂滤单元洗砂器附近增设升降气冲管，直接插入到洗砂器底部某位置，为后续板结气冲松砂洗砂服务。为解决“气塞”现象，气体管内增设升降气冲管，以方便后续提砂管内砂粒板结，造成气塞，便于疏通管路。

5　结语

活性砂滤池在SS、TN、TP的去除方面有着较好的效果，逐渐用于新建污水处理厂的深度处理及现有污水处理厂的提标改造等方面。应根据工程实际需要，进一步优化设计、改进设备材质，避免使用过程中出现问题。

[1]谭明,等.连续砂滤池在低水温条件下的反硝化脱氮效果[J].环境工程,2014,04:46-50.

[2]陈志平,等.活性砂滤池在污水处理厂深度处理中的应用[J].中国给水排水,30(20):127-129.

[3]周进勤,等.活性砂滤工艺在株洲某污水处理厂提标改造工程中的应用[J].中国市政工程,2015,06:36-38.

[4]郑书盈,等.活性砂滤池在市政污水处理厂的应用及运行管理[J].中国给水排水,28(14):102-105.

[5]朱甲华,等.南方某污水厂活性砂滤池气提故障的解决与建议[J].中国给水排水,31(8):109-111.

陈华东（1979—），男，山东济宁，硕士，工程师，主要从事污水处理技术的应用研究和工程设计工作。