氮磷大掃除
圖1 Leopold elimi-NITE反硝化濾池
氮和磷目前已成為我國眾多江河湖海的最主要污染源。在工業(yè)與生活污水處理中，一般采用生物處理方法，但很難使TN和TP等指標達到一級A標準，采用Leopold濾池進行深度處理，將可以實現(xiàn)該三項指標同時達標。
隨著生產生活排放的污染物不斷進入水體，國家在“十一五”期間圍繞“控源減排”的目標，將化學需氧量（COD）作為約束性指標，并基本完成了削減10%的預期目標。但對于氮磷的控制則有惡化的趨勢。氮磷已成為目前首要的污染因子，是導致我國眾多江河湖海產生富營養(yǎng)問題的主要原因。在眾多污染源中，城鎮(zhèn)生活污染由于排放量的不斷增加、處理效率低，成為了其中最主要的污染源。以淮海流域為例，城鎮(zhèn)生活氨氮排放量占工業(yè)與生活排放總量的75%以上。
《GB 18918-2002l 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》對氮磷最高允許排放濃度（日均值）均有所規(guī)定，如表1所示。相比國家標準而言，北京、天津等地方標準要求更高。江蘇省將太湖地區(qū)城鎮(zhèn)污水廠主要水污染物排放標準升至一級A標準。“十二五”期間，污水處理的提標改造將成為重中之重，對氮磷的控制將會全面展開，污染控制指標體系不僅單獨設立富營養(yǎng)化水質考核指標，并設置總量控制指標。
圖2 出水主要水質指標
通常，污水處理提標改造過程中，TN和NH4-N可通過強化生物處理進行去除，TP可以過強化生物處理或化學除磷加過濾等措施去除。但通常僅運用生物處理很難使TN和TP等指標達到一級A標準。如污水在生物處理后，出水SS、TP和TN指標不穩(wěn)定或未達到設定標準，可以通過Leopold濾池進行深度處理實現(xiàn)該三項指標同時達標。
Leopold濾池組成及運行
Leopold濾池是一種后置式的反硝化濾池，從根本上講是一種重力下向流式深床砂濾池。濾料選用硬質粗石英砂，除了本身具備的懸浮物過濾功能，還可以通過在進水總渠前投加碳源，促使反硝化細菌在濾料上生長，將污水中的硝態(tài)氮轉化成氮氣排放至大氣，達到脫氮目的。濾池的具體組成參見圖1。
elimi-NITE反硝化濾池的運行過程可分為以下三個步驟：
正常過濾階段：投加碳源的污水經進水渠進入濾池系統(tǒng)，且被均勻分配到各濾池單元。污水流過石英砂濾料層、礫石承托層、雙層濾磚之后，匯集到旁側的出水槽，最后通過出水管的閥門流入到清水池。
氮氣釋放階段：反硝化過程產生的氮氣積聚在濾料內，導致過濾的水頭損失增加。這可以通過周期性氮氣釋放解決，即通過幾分鐘反沖洗釋放氮氣。通常氮氣釋放間隔4~8h，主要取決于氮的負荷。
反沖洗階段：當濾池運行達到一定時間或濾池水頭損失達到設定限值后，濾池將啟動反沖洗過程。反沖洗采用高強度的氣水聯(lián)合沖洗，通過濾磚均勻分配后，自濾池底部向上去除濾料截留的懸浮物和老化生物膜。反沖洗廢水進入污水池。
圖3 采用氣水聯(lián)合反沖洗清洗濾料，反沖洗水總量低至處理量的2%
反硝化系統(tǒng)性能優(yōu)化
Leopold公司成立于1924，一直致力于水和污水處理解決方案，并成為行業(yè)的領導者。其發(fā)展從最初的普通快濾池到最新一代的Universal S型濾磚，Leopold對其設備控制方式、運行設計等一直進行優(yōu)化改進。
Leopold的濾磚也在不斷發(fā)展過程中，濾磚內部有諸如空氣導流板及回水槽等設計，保證整個濾池內部的布氣布水的不均勻性小于5%。底層配水系統(tǒng)檢修較困難，Leopold濾磚材質采用高密度聚乙烯，有較高結構強度和防腐蝕特性。
elimi-NITE反硝化濾池安裝弧形進水堰，運行采用恒液位控制，保證進水分配至各個濾池單元時，盡量避免增加溶解氧濃度。
如果碳源投加量不當，會導致反硝化不徹底或出水BOD上升，Leopold濾池通過前后反饋精確控制碳源投加量。前饋控制即檢測進水流量、硝態(tài)氮濃度、溶解氧濃度，計算碳源投加量；后饋控制即檢測出水硝態(tài)氮濃度，修正碳源投加量。綜合前后反饋計算，通常碳源投加量不超過理論計算量的110%。
通過不斷的功能優(yōu)化，相對于其他過濾或反硝化設備，Leopold具有以下明顯優(yōu)勢：
elimi-NITE濾池采用均質石英砂作為濾料，相對其他過濾介質不易堵塞，反沖洗的間隔較長，省去頻繁維護；且濾池具有反硝化和過濾的雙重功能，能同時去除TP、TN和SS。
圖4 合理化設計使濾池達到最佳性能，同時降低了投資、安裝等費用
elimi-NITE濾池采用周期性的高強度氣水聯(lián)合反沖洗。反洗過程中由于沒有必要使濾床完全流化，反沖洗水和氣的流速可以分別設定為15m/h和91m/h，反洗水量僅為處理量2%。相對連續(xù)洗砂而言，節(jié)省了大量反沖洗空氣和水，且免去連續(xù)洗砂所需考慮的洗砂速度與保留足夠生物量的平衡，以及跑砂問題。
elimi-NITE濾池采用Leopold Universal S型濾磚，其采用雙層布水方式，相對其他濾磚，具有更好的配氣配水性能。濾池的池型設計多種多樣且在寬度上沒有過多限制，完全可以按照現(xiàn)場情況進行設計，Leopold更不乏對原有濾池進行改造的項目。
案例分析
位于美國北卡羅來納州Smithfield的污水處理廠面對水質水量的變化，采取了好氧、缺氧等生物處理措施，但仍不能實現(xiàn)達標排放，出水硝態(tài)氮濃度停留在6~8mg/L。2003年，該廠安裝了elimi-NITE反硝化濾池，其對出水總氮達標起了關鍵作用。安裝后，出水總氮濃度降至1.96mg/L，硝態(tài)氮和BOD等去除情況如表2及圖2所示。
在實際運行過程中，濾池的運行參數(shù)不斷進行優(yōu)化。在未啟動反硝化時，反沖洗的時間間隔可以達到250h；反硝化啟動后，反沖洗時間間隔為48~60h。氮氣釋放的時間約持續(xù)1min。該廠使用甲醇作為碳源，其使用量受硝態(tài)氮濃度、溫度、進水DO濃度等影響，也不斷進行相應調整。
小結
污水處理的要求將會不斷提升，尤其是富營養(yǎng)類指標。elimi-NITE濾池針對二級處理后TN、TP等仍未達一級A標準的出水可提供有效的解決方案。其解決方案基于豐富的經驗、高效的設備，進行合理的濾池系統(tǒng)設計、處理工藝優(yōu)化，從而為用戶節(jié)約投資運行成本。
2015年污水深度處理中的Leopold濾池應用研討會（上海）
主辦單位：《中國給水排水》雜志社 Xylem賽萊默公司
支持媒體：中國水業(yè)網(wǎng)（ m.ytziyue.cn ）
《中國給水排水》雜志網(wǎng)站
尊敬的 ______ 先生/女士：
您好！
我們誠邀您參加“污水深度處理中的Leopold 濾池應用—全國研討會”上海
站。這是Xylem賽萊默公司針對市政及工業(yè)污水中的先進過濾工藝，在全國范圍內開展的系列高規(guī)格行業(yè)技術研討會的第二站。此次恰逢2015 IE expo 環(huán)博會同期召開，我們熱忱歡迎您在參觀環(huán)博會之余能蒞臨我們的研討會，了解關于濾池技術和應用的前沿新知，分享經驗和心得，共襄盛舉。
會議內容：污水處理中的濾池應用、最新項目設計經驗分享、
濾池技術新趨勢、污水處理中的紫外應用等。
會議時間： 2015 年5 月6 日，下午13:30 至16:50
會議地點：上海浦東嘉里大酒店3 樓 大宴會廳4 上海浦東花木路1388 號(與2015 環(huán)博會展館相連)
真誠期待您的蒞臨！
Leopold 專為市政、工業(yè)水處理廠設計的高效濾池，設計理念先進，其卓越的配水渠布置、精選的濾池濾料、自動優(yōu)化的控制檢測系統(tǒng)、高超的反沖洗工藝、基于龐大實例數(shù)據(jù)庫的參數(shù)設計及擁有專利結構設計的濾磚等都旨在獲得最大過濾效率和最長過濾周期，確保其濾池在高負荷運行時能完全確保出水品質達到客戶標準。
基于在全球包括中國的廣泛應用和頂尖的研發(fā)實驗室，Leopold正在為國內方興未艾的濾池改造提供最直接和有效的深度處理解決方案和配套服務。
在本次研討會上，賽萊默除了對業(yè)界知名的Leopold elimi-NITE第二代反硝化濾池系統(tǒng)進行系統(tǒng)講解，還將向與會的專家和業(yè)內人士介紹今年最新推出的Leopold Oxelia系統(tǒng) ——融合臭氧、過濾和分析儀器的臭氧增強生物活性過濾系統(tǒng)和多重屏障解決方案，這是業(yè)界目前最前沿的復合過濾系統(tǒng)。
同時，賽萊默旗下全球頂尖紫外系統(tǒng)品牌德國WEDECO的紫外設備在污水處理中的應用也會作相應的介紹。 除此之外，賽萊默更將針對在國內的一些典型應用，邀請相關設計院的專家進行深度講評和經驗分享，以令所有聽眾不虛此行并推動國內深度污水處理應用技術的進一步提升。
備注： 本次研討會僅限市政和城建設計單位，大型工程公司，水務集團，污水處理廠等單位工程技術人員和企業(yè)負責人。須提前注冊方可參加，備有禮品和資料。
中國給水排水2015年污水深度處理中的Leopold濾池應用全國研討會 （上海）日程
（5月6日）
11:30—12:00
會議簽到 3樓大宴會廳4
12:00—13:00
會議用餐 3樓大宴會廳5
會議議程
13:30—13:35
開幕致辭 《中國給水排水》副主編
13:35—13:45
賽萊默公司簡介 賽萊默 全國銷售經理 張宗安
13:45—14:10
題目: 城市污水處理廠深度處理提標改造典型問題解決方案分析
演講人：上海市政工程設計研究總院 沈昌明 博士 /高工
14:10—14:35
題目：上海國際旅游度假區(qū)綜合水處理廠工程設計案例分享
演講人：上海城市建設設計研究總院 周傳庭 項目負責人/高工
14:35—14:45 茶歇
14:45—15:25
污水處理中的Leopold濾池應用 賽萊默 高級應用工程師 雷振
15:25—16:05
污水處理中的Wedeco紫外應用 賽萊默 高級應用工程師 馬彤
16:05—16:35
Oxelia™ 臭氧強化生物濾池系統(tǒng) 賽萊默 水處理市場經理 林劍
16:35—16:50
自由提問/技術交流
中國給水排水雜志 王領全 孫磊
地址：天津市和平區(qū)新興路52號都市花園大廈21層 郵編：300070
聯(lián)系電話：022-27835639 27835592 13752275003 傳真：022-27835592
E-mail：cnwater@vip.163.com wanglingquan88@163.com 聯(lián)系人：王領全 孫磊
2015污水深度處理中的Leopold濾池應用研討會
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請參會人員認真填寫回執(zhí)后，傳真和E-mail傳回，以便提前安排。
傳真：022-27835592 E-mail：wanglingquan88@163.com; cnwater@vip.163.com
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