吳帥

遼寧北四達生態(tài)環(huán)境科技有限公司 遼寧沈陽 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、控制方式和工程實例等方面討論我國深床反硝化濾池的應(yīng)用，為深床反硝化濾池的工藝設(shè)計和運行提供參考。

1 工藝機理

深床反硝化濾池可以同時過濾和消除懸浮固體(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，同時微生物在濾料表面附著并不斷生長，避免了污泥流失和控制泥齡等問題。

（1）過濾機理。深床過濾是通過過濾多級濾料進行的。在過濾器運行過程中有三個過程：攔截、吸附和解吸過程。①攔截機制。機械過濾——攔截所有由比過濾器濾料粒徑大的顆粒。過濾空隙越小，過濾效果就越明顯。懸浮物經(jīng)過濾池濾料時被攔截，過濾效果與濾料粒徑大小有關(guān)。②吸附機制。當(dāng)懸浮顆粒遷移到濾料表面時，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。由于上述機制，過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，在濾料層失效前，需要對深床反硝化濾池進行有效反洗，以恢復(fù)過濾性能。深床反硝化濾池?fù)碛辛己玫姆聪磁渌錃庀到y(tǒng)（氣水分布塊），氣水分布塊濾磚外殼材質(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，在反沖洗時保證濾磚的運行穩(wěn)定，使氣、水分布均勻。

（2）反硝化脫氮機理。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)生的氮氣，同時攔截懸浮物[1]。在反應(yīng)過程中，反硝化微生物將有機C源作為電子供體來減少氮。污水處理廠的深度處理深床反硝化濾池進水碳源(BOD)低，為了確保反硝化脫氮正常進行，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行，投加碳源過量易造成污水廠BOD超標(biāo)，因此采用“水量+DO+硝態(tài)氮”信號反饋控制碳源投加，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濾器的運行成本和反硝化效果。反硝化運行效果與進出水中硝態(tài)氮的濃度、BOD濃度、DO濃度有關(guān)。在缺氧環(huán)境下，通過“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，僅通過水反沖釋放氣體。關(guān)閉進氣閥和出口閥，開啟反沖洗水泵，打開回流水閥，消除積累的N2，反硝化濾池恢復(fù)過濾操作。

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

2 工藝特點

（1）過程很短，能源消耗很低，可靠地應(yīng)用，易于管理，與其他過程相比，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，水面進水避免高位水頭跌落的充氧，反硝化時可有效節(jié)省碳源。

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

（4）處理污染物能力強，具有高度的脫氮功能。

3 設(shè)計注意事項

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

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

（3）在選擇過濾磚時，應(yīng)考慮過濾磚的結(jié)構(gòu)，以防止在長時間運行后造成濾磚堵塞。

4 工程實例

在我國的城市污水處理廠，深床反硝化過濾器的主要目的是消除SS和總氮，以確保水的SS和總氮達標(biāo)排放。冬季低溫運行時，反硝化效果不理想，總氮易超標(biāo)。為穩(wěn)定系統(tǒng)運行，因此需要投加碳源，有大量的反硝化細(xì)菌存在于濾池中，能夠快速啟動反硝化功能，使得去除SS和反硝化脫氮同步進行，根據(jù)處理工藝要求可隨時切換，保證反硝化正常運行[2]。目前，污水處理廠的運行結(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

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)多個實際案例反饋，在深床反硝化濾池進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)置獨立的混凝沉淀構(gòu)筑物，可以保證深床反硝化濾池的運行穩(wěn)定。