隨著國內環保要求日益提高，許多污水處理廠都面臨尾水深度凈化這一需求。很多尾水深度凈化工程需要將原污水處理廠的《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級B出水提升至穩定達到一級A標準。對于某些污水處理廠，由于進水的氨氮、總氮較高，或C/N失衡，僅依靠A2/O或類似工藝很難將出水的總氮指標處理到一級A標準，需要在末端增設反硝化濾池。
一、污水廠改造前的狀況
1.1 改造前水量、水質
本污水處理廠位于湖北省南部，設計處理規模3萬噸/日，主要處理附近的居民生活污水及部分工業廢水，其中，高含氮廢水來自附近的生物保健品公司，經預處理后達到《污水排入城鎮下水道水質標準》(GB/T31962-2015)后排入污水處理廠。設計進出水水質及多年運行實測進出水水質如表1所示。
括號外數值為水溫>12℃時的控制指標，括號內數值為水溫≤12℃時的控制指標。
1.2 改造前工藝流程
改造前該污水處理廠采用“二級A+O生物池”的工藝，主要構筑物有粗格柵、細格柵及旋流沉砂池、二級A+O池、二沉池和紫外消毒池，實踐證明該工藝能夠有效去除有機物、氨氮和總氮，出水水質達到國家標準《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級B標準，工藝流程如圖1所示。
二、提標改造設計方案
2.1 設計進、出水水質
提標改造后污水處理廠出水應執行國家《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準，詳見表2。
括號外數值為水溫>12℃時的控制指標，括號內數值為水溫≤12℃時的控制指標。
2.2 工藝流程
提標的指標主要是總氮、總磷、SS等，工藝流程圖如圖2。
2.3 上向流反硝化濾池的選擇
由于本污水處理廠占地面積有限，進水總氮指標較高，反硝化濾池選用上向流反硝化濾池，可以通過加高濾料高度的方式，滿足硝酸鹽氮的容積負荷的要求，總磷和懸浮物均可通過后續的磁混凝沉淀池去除，綜合比較，該工藝路線的工程投資、占地面積都比深床反硝化濾池低;深床反硝化濾池雖同時具有脫氮除磷功能，但其流態為下向流，濾料不能過厚否則容易出現負水頭或氣阻，濾料高度受到限制，另外受到占地面積限制，造價高，工藝復雜，設備維修復雜，故不選用。
上向流式反硝化濾池結構示意圖見圖3。
2.4 上向流反硝化濾池的工藝設計參數
上向流式反硝化濾池系統分為6組，每組的處理水量為5000噸/日，進水采用電動閥門+手動閥門調節均勻布水，進水通過成品濾板和長柄濾頭配水，依次通過濾頭、濾板，承托層、濾料層，出水通過穩流板穩流后，進入集水槽，最后進入后端的磁混凝沉淀池。
為了應對高含氮廢水沖擊，濾池設計容積負荷1.0kgNO3-N/(m2·d)，濾速4.3m/h，強制濾速5.2m/h;陶粒濾料濾料采用3~5mm陶粒濾料，厚度為3m，單格過濾面積48m2，總過濾面積288m2。
反硝化濾池反沖洗采用氣水聯合反沖洗，反沖洗強度：水洗20m3/(m2·h)，氣洗50m3/(m2·h)。分三個階段：第一階段為單獨氣洗，首先采用羅茨鼓風機提供的壓縮空氣氣洗2~5分鐘;第二階段為氣水聯合反沖洗，氣洗和清水泵提供的水洗同時進行約10~15分鐘;第三階段為水洗階段，單獨采用水洗約10~15分鐘。以上三個階段為一組反硝化濾池的反洗流程，六組反硝化濾池反沖洗根據時間依次進行。
為防止濾頭堵塞，采用防堵塞大縫隙專用的濾頭，進水宜設置精密格柵。
三、運行效果
本項目于2019年5月通水調試，運行至今約半年，出水可穩定達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)一級A標準，其中本文只闡述總氮指標，其余指標不予贅述。
調試期間出水總氮指標見下圖4。
調試初期(約10日)發現反硝化濾池出水總氮去除率不高，與二沉池出水相比僅下降0.5~2mg/L，經多次檢測發現二沉池出水DO過高(達3~6mg/L)，原因為二級A+O生物池至二沉池及二次提升泵房出現多次跌水復氧，投加碳源后，反硝化濾池出水總氮逐步降低，調試第20日后基本出水總氮能維持在13mg/L以下。
正式運營期間，該污水廠曾因碳源采購不及時而導致碳源減少投加，期間反硝化濾池出水總氮升高明顯，可知DO對反硝化濾池的影響是非常大的。
四、結論
(1)上向流式反硝化濾池應用于高含氮的城鎮污水處理廠的提標改造是可行的，處理出水可達到排放標準，可為同類項目的設計及運行提供參考。
(2)上向流反硝化濾池在設計及運行時，應特別注意防止底部濾頭堵塞，建議采用防堵塞大縫隙專用的濾頭，進水宜設置精密格柵。
(3)DO對反硝化濾池的影響較大，設計時注意避免盡可能減少跌水復氧，設置多格濾池時，不宜采用配水堰配水，建議采用閥門配水。( >
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