大多数污水处理厂的重点和难点都在TN标准上。深床过滤器是目前污水处理厂标准升级改造的主流脱氮工艺之一，具有占地面积小、功耗低、脱氮效果好等特点，在标准升级工程中得到了广泛的应用。然而，由于水流方向和过滤材料的使用。过滤速度不同，过滤材料强度不同，脱氮效果也不同。在实际工程应用中，生物陶粒和轻质过滤材料大多是生物陶粒和轻质过滤材料，很少有关于石英砂过滤材料的报道。通过对栗子文明的调查发现，有两种上流深床过滤材料：生物陶粒和聚苯乙烯小球轻过滤材料（密度1.0g/cm3），以威利亚公司的Biostyr为代表。本文以城市污水处理厂实际标准工程为例，介绍了上流石英砂过滤材料深床过滤池的工艺设计和运行效果。
01
工程概括
某镇污水处理厂设计规模为10.0万m3/d，随着外部管网的不断完善，污水的实际收集量已远远超过设计规模。根据操作协议，该污水处理厂处理规模保持在10.0万m3/d，此外还扩大污水处理厂进行处理。2019年平均处理水量为101861~108794/d，2020年平均处理水量如表1所示。
水量12020年均处理。
标准改造前，出水水质采用粗格栅+进水泵房+细格栅+旋转沉砂池+SBR生化池+滤布滤池+接触消毒的污水处理工艺，达到《城市污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)A级标准。其中，SBR生化池设有2个座椅，每个座椅4个方块，共8个方块。每天有4个周期，每个周期为6.0h。每个过程的时间是3.0h。沉淀1.5h。排水1.2h。闲置0.3h。
根据提标前运行数据分析，污水处理厂运行稳定，除TN外的其他指标均可达到一级A标准。如表2所示，污水处理厂提标前实际进出水水质。
2.提标前污水处理厂实际进出水水质月平均。
伴随着受水体环境要求的持续提升，污水处理厂排水规范也持续提升，目前出水规范已不可以考虑要求。现阶段提出的要求是处理后排水到《地表水环境质量规范》(GB3838-2002)中V类规范，在其中TN≤15mg/L，详细指标状况见表3。
出水水质设计表3提标后。
02
分析提标工程的重难点。
2.1
重点
根据污水处理厂升级改造的要求，目前污水处理厂出口CODCr.BOD.BOD.BOD.BOD.氨氮.SS达标率为，TP达标率为99%，TN达标率为52%OD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.BOD.目前污水处理。随着区域内管网的不断完善，污水处理厂的实际进水量有望进一步提高。
2.1
难点
(1)SBR现状工艺处理能力有限。
通过计算和审查，当进水BOD5含量达到设计进水水质(150mg/L)时，出水CODCr.BOD5.氨氮.TP.SS可以满足标准化后的设计出水水质。然而，由于池内容量不足，SBR工艺本身具有较差的脱氮功能（项目现状的实际脱氮率约为60%），即使改用其他操作方法，也无法达到TN标准。此外，由于现场限制，项目SBR池无法扩展。
(2)碳源不足。
生物脱氮或脱氮程度的主要指标是BOD5/TN。
一般BOD5/TN≥4.0可认为污水有足够的碳源供生物脱氮，符合《室外排水设计标准》(GB50014-2021年)。目前国内大多数污水处理厂很难达到这一标准，需要添加碳源。该项目实际进水量BOD5/TN=1.5~3.5(平均为2.0)，需要额外补充碳源。
03
设计提标工程。
3.1
总体设计
基于可靠的过程。方便的操作和管理。在施工期间，不停水、不减量、不减标的标准原则，结合现有设施和土地条件，经过综合比较，采用SBR池后。在滤布过滤器前增加深床过滤器的工艺方案。与下流深床过滤器相比，上流深床过滤器具有良好的脱氮效果。无需设置驱氮装置，可采用较高的过滤速度，水头损耗较小，无下降充氧现象，可节约碳源，特别适合污水处理厂标准工程中的TN去除。深圳一家污水处理厂采用石英砂作为过滤材料，对上流深床过滤器进行标准改造，将出水水质从不稳定达到一级A标准提高到地表标准（TN≤10mg/L）。
根据实际运行情况，在SBR池运行过程中，仍有大量浮动物体和悬浮物进入滤布滤池。为了防止后续结构堵塞，影响设备的运行，SBR池出水后设置了一个精细的格栅。
目前SBR池采用浮筒式提水器提水，出水量变化大，实际提水量为3000~6670m3/h。为了使后续处理结构稳定运行，在精细格栅后设置中间水池。
如图1所示，提标后的污水处理流程。
图1污水处理工艺流程提标后。
3.2
深床滤池反硝化设计。
(1)滤料的流向和选择。
目前，根据水流方向，反硝化滤池可分为上向流和下向流。上流反硝化滤池中的过滤材料级配是底层的大颗粒过滤材料，上层的小颗粒过滤材料。过滤过程是指含有一定混浊度的水通过过滤材料层的下部过滤层的污量大，而通过上部过滤层的小间隙流出，可以更好地发挥过滤层的污染拦截能力，过滤周期更长，出水水质量更好；同时，由于采用了进水和出水的反向过滤类型，过滤水完全与空气隔离，更有利于创造反硝化微生物的生长环境，脱氮更有效。下流反硝化滤池不断从空气中带入不利于反硝化微生物生长的氧气，导致系统脱氮效率低。其优缺点如表5所示。
比较表5下向流滤池的优缺点。
针对上向流反硝化滤池不会产生气阻.无需设定驱氮装置.脱氮效率高.可采用较高的过滤速度.占地面积小.水头损耗小.运作管理简单，同时不会产生气阻.无需设定驱氮装置.脱氮效率高.可采用较高的过滤速度.占地面积小.水头损耗小.运作管理简单，同时不会产生跌落充氧现象，与传统的下向流反硝化滤池相比可节约约20%~30%的碳源[6].
过滤材料包括石英砂、陶瓷颗粒、轻过滤材料、纤维丝过滤材料等材料，各有优点，其中陶瓷颗粒和轻过滤材料的应用较多。与其他过滤材料相比，石英砂过滤材料具有硬度高、耐腐蚀性好、密度高、机械强度高、污染拦截能力强、使用寿命长、原材料容易获得、经济效益好等优点、经济效益好等优点。因此，本工程采用石英砂过滤材料，过滤粒径为2~4mm。砾石支撑层粒径为2~40mm，厚度为300mm。
(2)滤料高度和滤速。
过滤速度与过滤材料高度决策触点時间，也决策了脱氮作用。过滤速度太低，滤池占地较大；过滤速度太高，过滤材料表层生物膜非常容易掉下来，出水水质难以确保。依据脱氮规定地使用状况，设计方案上升流速为7.2m/h，过滤材料高度为3.0m，空床触碰時间为25.0m。