吳帥

遼寧北四達(dá)生態(tài)環(huán)境科技有限公司 遼寧沈陽(yáng) 110000

深床反硝化濾池主要用于污水廠的提標(biāo)改造和再生水回用。從水和空氣的分布、濾料、控制方式和工程實(shí)例等方面討論我國(guó)深床反硝化濾池的應(yīng)用，為深床反硝化濾池的工藝設(shè)計(jì)和運(yùn)行提供參考。

1 工藝機(jī)理

深床反硝化濾池可以同時(shí)過(guò)濾和消除懸浮固體(SS)、總磷(TP)、總氮(TN)。水流為自流式，至上而下流經(jīng)濾料層，具備推流生物反應(yīng)池的特點(diǎn)，同時(shí)微生物在濾料表面附著并不斷生長(zhǎng)，避免了污泥流失和控制泥齡等問(wèn)題。

（1）過(guò)濾機(jī)理。深床過(guò)濾是通過(guò)過(guò)濾多級(jí)濾料進(jìn)行的。在過(guò)濾器運(yùn)行過(guò)程中有三個(gè)過(guò)程：攔截、吸附和解吸過(guò)程。①攔截機(jī)制。機(jī)械過(guò)濾——攔截所有由比過(guò)濾器濾料粒徑大的顆粒。過(guò)濾空隙越小，過(guò)濾效果就越明顯。懸浮物經(jīng)過(guò)濾池濾料時(shí)被攔截，過(guò)濾效果與濾料粒徑大小有關(guān)。②吸附機(jī)制。當(dāng)懸浮顆粒遷移到濾料表面時(shí)，如果濾料表面和懸浮顆粒的表面性質(zhì)能滿足附著條件，懸浮物吸附在濾料表面是范德華力、化學(xué)鍵、混凝吸附架橋共同作用的結(jié)果。③脫附。由于上述機(jī)制，過(guò)濾阻力隨著流量的增加而增加。攔截的沉積物不斷在濾料層中累計(jì)，在濾料層失效前，需要對(duì)深床反硝化濾池進(jìn)行有效反洗，以恢復(fù)過(guò)濾性能。深床反硝化濾池?fù)碛辛己玫姆聪磁渌錃庀到y(tǒng)（氣水分布?jí)K），氣水分布?jí)K濾磚外殼材質(zhì)為HDPE，內(nèi)部填充混凝土，能夠確保濾磚的抗壓性；濾磚兩側(cè)連接方式為壓扣鎖緊，濾磚之間相互鎖緊，在反沖洗時(shí)保證濾磚的運(yùn)行穩(wěn)定，使氣、水分布均勻。

（2）反硝化脫氮機(jī)理。深床反硝化濾池在缺氧條件下，大量反硝化微生物粘附在濾料表面，污水中的硝酸鹽、亞硝酸鹽吸附在濾料載體形成生物膜，釋放產(chǎn)生的氮?dú)?，同時(shí)攔截懸浮物[1]。在反應(yīng)過(guò)程中，反硝化微生物將有機(jī)C源作為電子供體來(lái)減少氮。污水處理廠的深度處理深床反硝化濾池進(jìn)水碳源(BOD)低，為了確保反硝化脫氮正常進(jìn)行，需要投加部分碳源。深床反硝化濾池能夠保障污水處理廠正常運(yùn)行，投加碳源過(guò)量易造成污水廠BOD超標(biāo)，因此采用“水量+DO+硝態(tài)氮”信號(hào)反饋控制碳源投加，既準(zhǔn)確控制加藥量，又使系統(tǒng)穩(wěn)定和高效運(yùn)行。

（3）碳源投加控制系統(tǒng)。碳源的準(zhǔn)確投加直接影響到反硝化過(guò)濾器的運(yùn)行成本和反硝化效果。反硝化運(yùn)行效果與進(jìn)出水中硝態(tài)氮的濃度、BOD濃度、DO濃度有關(guān)。在缺氧環(huán)境下，通過(guò)“水量+DO+硝態(tài)氮”控制系統(tǒng)，SS和生物膜在濾料層中積累，導(dǎo)致濾槽水頭損失增加，僅通過(guò)水反沖釋放氣體。關(guān)閉進(jìn)氣閥和出口閥，開(kāi)啟反沖洗水泵，打開(kāi)回流水閥，消除積累的N2，反硝化濾池恢復(fù)過(guò)濾操作。

（4）通過(guò)化學(xué)方式進(jìn)行除磷原理分析。廢水的化學(xué)除磷處理的主要使用“微絮凝過(guò)濾”的形式，可提高過(guò)濾能力。通過(guò)這種方式，磷的有效消除主要是通過(guò)沉淀實(shí)現(xiàn)。

2 工藝特點(diǎn)

（1）過(guò)程很短，能源消耗很低，可靠地應(yīng)用，易于管理，與其他過(guò)程相比，總體投資很低。

（2）適用于各種污水的深度處理，負(fù)荷高，占地非常節(jié)省，水面進(jìn)水避免高位水頭跌落的充氧，反硝化時(shí)可有效節(jié)省碳源。

（3）深床反硝化過(guò)濾器是靈活的，深床反硝化過(guò)濾器可以根據(jù)水質(zhì)轉(zhuǎn)換為過(guò)濾器，或者用適當(dāng)?shù)奶荚催M(jìn)行反硝化過(guò)濾器。

（4）處理污染物能力強(qiáng)，具有高度的脫氮功能。

3 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

（1）建議將深床過(guò)濾器的入口堰形改為圓形，或提高過(guò)濾器的水位以減少進(jìn)水和落水。當(dāng)脫氮功能用于過(guò)濾槽，入口堰過(guò)濾槽的形狀設(shè)計(jì)成圓弧，使水流沿層過(guò)濾槽的兩側(cè)，以減少水流下降減少充氧的影響，控制碳源的投加，節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用。

（2）為了節(jié)省運(yùn)行費(fèi)用，特別是在系統(tǒng)使用到反硝化功能時(shí)，深床反硝化濾池應(yīng)采用自動(dòng)加藥控制系統(tǒng)，在深床反硝化濾池進(jìn)水和出水端分別設(shè)置硝態(tài)氮在線儀表，將前后反饋信號(hào)與加藥裝置聯(lián)動(dòng)，以反饋信號(hào)連鎖碳源投加量。

（3）在選擇過(guò)濾磚時(shí)，應(yīng)考慮過(guò)濾磚的結(jié)構(gòu)，以防止在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后造成濾磚堵塞。

4 工程實(shí)例

在我國(guó)的城市污水處理廠，深床反硝化過(guò)濾器的主要目的是消除SS和總氮，以確保水的SS和總氮達(dá)標(biāo)排放。冬季低溫運(yùn)行時(shí)，反硝化效果不理想，總氮易超標(biāo)。為穩(wěn)定系統(tǒng)運(yùn)行，因此需要投加碳源，有大量的反硝化細(xì)菌存在于濾池中，能夠快速啟動(dòng)反硝化功能，使得去除SS和反硝化脫氮同步進(jìn)行，根據(jù)處理工藝要求可隨時(shí)切換，保證反硝化正常運(yùn)行[2]。目前，污水處理廠的運(yùn)行結(jié)果顯示，在加碳源的情況下，COD、TN、SS的平均削減率分別為40%、75%和80%。特別是，消除TN的影響是顯而易見(jiàn)的，在控制碳源增加的數(shù)量的情況下，可以穩(wěn)定在10mg/L以下。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，深床反硝化濾池作為污水處理廠的深度處理，用于提高排放標(biāo)準(zhǔn)和再生水回用。根據(jù)多個(gè)實(shí)際案例反饋，在深床反硝化濾池進(jìn)水端投加絮凝劑可以起到化學(xué)除磷的作用，導(dǎo)致濾池反沖洗頻次增加，影響反硝化的效果。因此，在建設(shè)用地充足的條件下，深床反硝化濾池前加入設(shè)置獨(dú)立的混凝沉淀構(gòu)筑物，可以保證深床反硝化濾池的運(yùn)行穩(wěn)定。