文/程晓虎  刘冬琴

摘  要：针对安徽省某工业园区污水处理厂提标改造需求，本文探讨了磁混凝沉淀与反硝化生物滤池工艺的应用效果。原污水厂设计规模为2000 m3/d，采用水解酸化+A2O+臭氧高级氧化+曝气生物滤池工艺，出水执行GB 8978-1996《污水综合排放标准》一级标准。为满足GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准要求，重点解决TN和TP去除问题，通过新增磁混凝沉淀和反硝化生物滤池工艺段，实现了出水水质稳定达标，同时节省了建设用地，降低了运行成本。

关键词：工业园区污水厂；磁混凝沉淀；反硝化生物滤池；提标改造

安徽省某工业园区污水处理厂建于2015年，设计处理规模为2000 m3/d，采用水解酸化+A2O+臭氧高级氧化+曝气生物滤池工艺，主要处理园区企业排放的工业废水，出水执行GB 8978-1996《污水综合排放标准》一级标准。2023年，为响应区域环境治理要求，提升出水水质至GB 18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准，重点控制TP和TN。为此，对污水处理厂进行提标改造，采用磁混凝沉淀[1]与反硝化生物滤池工艺，有效解决了TN和TP超标问题，确保了水环境质量的持续改善。

1 工程规模及进出水水质

1.1 工程规模

该污水处理厂自投产以来，日处理水量稳定在1320~1660m3/d，综合考虑厂区的处理能力及远期新增企业的污水排放需求，提标改造工程保持原设计规模2000m3/d，不进行扩容。

1.2 进出水水质确定

改造前，污水厂出水CODCr、BOD5、NH3-N和SS可满足一级A标准要求，TN和TP为主要超标指标。现状进水TN浓度在90%覆盖率下为58.0mg/L，超出设计进水水质。为此，需增加深度处理工艺段，进一步去除TN和TP。设计进、出水水质如表1所示。

2 主体工艺选择

2.1 去除TP的工艺选择

对比传统混凝沉淀工艺与磁混凝沉淀池系统（见表2），后者具有工艺流程短、处理负荷高、占地面积小、运行成本低等优势，同时，结合沉淀及污泥浓缩功能，减少药剂投加量，抗冲击负荷能力强。最终选用磁混凝沉淀池[2]系统。

2.2 去除TN的工艺选择

对比常用的反硝化深床滤池与反硝化生物滤池[3]。反硝化生物滤池具有TN去除率高、占地面积小、投资成本低等优势（见表3），最终选用反硝化生物滤池。

图1 工艺流程图（虚线部分为本次新增构筑物）

3 工艺设计

3.1 工艺流程

原厂区二沉池出水进入磁混凝沉淀系统，通过投加PAC、PAM、磁粉等药剂，进一步去除悬浮物、总磷及部分有机物。磁混凝系统出水经中间提升泵进入反硝化生物滤池系统，在缺氧条件下利用外加碳源，通过滤料上反硝化菌的还原作用，将硝酸盐转化为氮气，实现脱氮，反硝化滤池出水经原厂臭氧氧化池处理后达标排放。提标改造前后的工艺流程对比如图1所示。

3.2 主要构筑物设计

（1）磁混凝沉淀系统。新增磁混凝沉淀系统1套，该系统包含磁分离系统、搅拌系统、PAM加药系统、PAC投加系统、电气自控系统，处理水量2600m3/d（包含反硝化滤池的反洗水量600m3/d），池体尺寸12.5 m×2.7m×3.2m（H），停留时间9min，上升流速17.2 m/h。

（2）中间提升水箱。新增中间提升水箱1套，处理水量2600m3/d，池体尺寸11m×3m×2.5m（H），提升水泵2台，Q=80m3/h，H=8m，N=2.2kW，一用一备。

（3）DN反硝化生物滤池系统。新增反硝化滤池系统1套，处理水量2600 m3/d，池体尺寸12m×3m×5m（H），内分为三格，可根据来水量波动来调整运行格数，滤料采用球形轻质多孔陶粒，停留时间30.6min，反洗时停留时间为20.5min，采用快速降水位和气水联合反冲洗模式，反洗周期为12~24h，具体根据实际水质情况，其中反冲洗气强度70m3/(m2·h)，反冲洗水强度18m3/(m2·h)[4]。

（4）碳源加药间。为DN反硝化生物滤池系统提供外加碳源，设备间尺寸6.0m×5m×4.5m（H），碳源设计采用20%液体醋酸钠，碳源投加系统1套，容积15m3，计量泵2台，单台设计流量50L/h，扬程5bar，一用一备。

（5）A2O反应池。对原有的A2O反应池进行改造，主要改造内容包括：改造硝化液回流管、缺氧池进水口增加碳源投加管路、在进水渠新增硝态氮检测仪。

（6）鼓风机房。对原风机房出口管路进行改造，增加配套阀门，部分风机改为反硝化生物滤池系统反洗风机，实现同时对反硝化生物滤池系统的气水反洗功能供气。

（7）曝气生物滤池。原有曝气生物滤池系统不动，新增硝态氮检测仪1台，实现对碳源投加量的实时调控。

（8）硝化液回流池。改造外部硝化液回流管路，用于反硝化生物滤池系统反洗供水。

4 运行效果及经济分析

4.1 运行效果

该污水处理厂提标改造后一直稳定运行，其实际进、出水TN和TP值分别如图2和图3所示，出水稳定达标，并优于设计标准。

图2 某年3~7月期间TN进、出水水质

图3 某年3~7月期间TP进、出水水质

4.2 经济分析

本工程总投资515万元，其中设备投资68%，土建及其他费用32%。吨水运行成本为0.32元/t，低于常规脱氮除磷工艺。

5 结语

本工程采用磁混凝沉淀与反硝化生物滤池工艺，有效解决了TN和TP超标问题。磁混凝沉淀系统通过优化药剂，实现高效除磷及污泥浓缩；反硝化生物滤池采用陶粒滤料及外加碳源，提高TN去除率，抗冲击负荷强。目前污水厂正进一步优化工艺参数，探索智能化运行模式，以实现更高效、低成本的污水处理目标。

参考文献

[1]蒋海,安琳,欧芳.磁混凝沉淀技术在城市污水处理中的应用[J].市政技术,2012,30(1):108-110+113.

[2]李继香,何淑英,石晓楠,等.应用加载磁混凝技术处理微污染河水的试验研究[C]//中国环境科学学会学术年会,2013.

[3]刘金瀚,白宇,林海,等.反硝化生物滤池用于污水深度脱氮研究[J].中国给水排水,2008,24(21):26-29.

[4]李东.前置与后置反硝化生物滤池深度脱氮工艺对比研究[D].北京:北京林业大学,2016.

（作者单位：安徽华骐环保科技股份有限公司）