于益群，王 庆，卢仙林，陈 辰，刘国文

(1. 天津泰达水业有限公司 天津 300457；2. 天津泰达新水源科技开发有限公司 天津 300457)

0 引 言

设置在生物处理后的沉淀池通称为二沉池。二沉池的主要作用为实现泥水分离，通过排放剩余污泥实现总磷的脱除，回流污泥维持工艺的污泥浓度。但随着污水中氮浓度增高，仅依靠传统A2O工艺难以保证出水质量，需要后置反硝化工艺以提高总氮去除效果；反硝化滤池成为普遍采用的选择。反硝化滤池不仅具有水力停留时间短、反硝化速率高的优点，还对水中悬浮固体物具有一定的去除效果。然而反硝化滤池要求进水溶解氧不宜过高，因为二沉池出水溶解氧过高将会导致无法顺利连接生化反应池与反硝化滤池。

反硝化滤池正式投入运行后，进水溶解氧一直居高不下，达不到理想的工况条件。进水高DO值，造成无效碳源消耗和难以维持缺氧工况环境等问题。反硝化滤池进水工艺流程为：生化二沉池出水→1#提升泵房→反硝化滤池进水。通过调研，生化二沉池跌水复氧情况共发生2次，第1次发生在环形出水堰处，第2次发生在出水口处，2次都存在明显的跌水现象。二沉池出水水面溶解氧较低，一般在0～3 mg/L以下，经过溢流堰跌水进入汇水环形廊道后，DO有所增加，一般增加2～4 mg/L，严重时可达到3～5 mg/L；从汇水环形廊道再次跌入汇水井，溶解氧再次增加2～3 mg/L。2次跌水复氧造成二沉池总出水溶解氧的累计值通常达到8 mg/L左右，冬季甚至达到10 mg/L。如何通过对二沉池进行改进以降低其出水的溶解氧浓度是本研究的重点。

1 原 理

反硝化滤池通过富集反硝化细菌群来构建反硝化活性。在溶解氧极低的条件下，反硝化细菌通过以硝酸盐氮(NO3-)为电子受体完成呼吸作用来获取能量，同时将NO3-还原为N2进而脱除出水体。但在溶解氧较高情况下，则以氧气(O2)为电子受体，有机碳源为电子供体进行呼吸作用，并没有起到应有的脱氮效果，进而造成碳源的浪费。而二沉池出水的溶解氧升高主要是因为发生2次跌水复氧现象导致的。

研究发现，2次跌水复氧分别产生于二沉池出水跌落至环形出水堰池底以及出水堰中的水流至二沉池出水口的瞬间，跌水过程通常无明显的DO增量。据此提出污水跌落过程带动周边空气运动，跌落瞬间带动空气并通过能量转换破坏水体表面张力而实现气水融合的基本假设。为降低出水DO增量，可通过

避免跌水或跌水区域进行表层覆盖隔绝空气，从而阻断跌水区循环气体与外界大气交换的途径。

2 改造方案

制作1个铁质、结构特殊且相对密闭的收水装置(复氧消解器)放置于二沉池出水口，利用复氧消解器内部收水口高度，可以使环形出水堰内的水位升高，污水从二沉池池面流入环形出水堰时，避免了第1次跌水；从复氧消解器底部进入的水，通过密闭的收水管道直接排入出水口，避免了第2次跌水的产生。这将保证二沉池出水DO值不会增加太多，给反硝化滤池提供必要的运行工况。

图1 复氧消解器装置示意图Fig.1 Schematic diagram of reoxygenation digester

3 改造效果

设施运行数据统计见表1。

表1 改造前后运行数据统计对比Tab.1 Statistical comparison of operation data before and after transformation

3.1 DO消减量

改造前(2019年数据)反硝化滤池进水DO平均值为9.19 mg/L，加装复氧消解器后(2020年数据)，反硝化滤池进水DO明显降低，平均值为3.48 mg/L，平均降低了5.71 mg/L，平均降幅62.1%。

3.2 改造后运行稳定性

安装复氧消解器后，经过长时间运行，运行水量达到满负荷情况，该装置和二沉池的运行状况安全稳定，没有任何异常情况发生。二沉池池面和出水堰没有溢流或大的升降波动，后续的提升泵池和反硝化滤池进水量稳定正常。

4 经济效益

改造费用：制作复氧消解装置和反硝化滤池进水格栅处加装盖板的费用共计30 936元。

年产生效益：根据改造前后TN去除量分析，反硝化滤池进水DO的降低，可以降低去除单位硝态氮所需碳源量。通过2019年和2020年数据对比，在水质相同的情况下，碳源投加量可以节省30%～60%，同期对比碳源费用节省32万元。反硝化滤池运行周期为每年11月至次年4月，共计5个月。改造后，每年预估可节约运行成本(碳源费用)50～100万元。具体见表2。

表2 碳源使用量统计Tab.2 Statistics of carbon source consumption

5 结 语

通过技术改造优化运行工况，克服了现有设计和技术上的不足，研制的复氧消解装置有效解决了滤池进水溶解氧高和无效碳源消耗大的技术难题。由于尽量使反硝化滤池在最佳工况下运行，提高了脱氮效率，达到了节能降耗的目的。本技术“一种降低生化二沉池出水复氧值的方法”已申请发明专利，研制的“复氧消解装置”已申请实用新型专利。■