污水处理反硝化深床过滤技术

　　1、反硝化深床滤池概述

　　反硝化深床滤池在全球有超过45年的运行使用时间，此系统能够同时去除TN(NO3-N)、SS和TP，介质为石英砂，具有特殊的规格和形状。沙子的直径是2-3mm，废水可以完全与培养基表面的生物膜接触，即使是短期的短流或超水冲击也不会影响系统。

　　1.1 重力流进水方式

　　有效去除固体悬浮物，无需加水/细滤器。在反硝化过程中，每个含氮基团或含氮化合物都被转化为氮，含氮泡沫的增加会导致曝气头压力损失，因此必须定期消除过量泡沫，这项技术刚好可以解决这个问题，消除泡沫的堆积。

　　1.2 主要工作原理

　　在过滤器底部注入反冲洗水，历时数秒钟。该过程可加速滤池中氮气的释放，减少水头损失，提高系统效率，延长反冲洗周期。通常，反硝化/过滤系统在进行必要的逆洗前，可以进行4-5次氮气的释放，逆洗频率及时间的选择主要取决于NO3-N的分解量。

　　1.3 碳源补充

　　在反复反硝化过程中，由于水中碳含量有限，必须不断添加碳以保证生化效果。常用添加剂有：甲醇、发酵残渣、糖等，其中甲醇是常用添加剂。

　　1.4 优点

　　单池完成反硝化过程与过滤过程，可同时去除SS、TP和TN；与BNR系统(生物营养去除系统)结合使用，有效降低成本同时提高处理效率。完全达到下列高级出水水质标准：NO3-N≤1mg/l，TN≤3mg/l，NTU≤2，SS≤5mg/l。

　　2、反硝化深床滤池用于污水处理厂提标改造案例探讨

　　2.1 案例概况

　　某污水处理厂设计日处理能力为3万吨。主要处理生活废水。按照中央和地方环保部门的要求，对污水处理厂进行改造，实现城市污水处理厂排放A级标准。

　　2.2 设计水质标准

　　污水处理厂日平均处理水量1250m3/h，日最大用水量1625m3/h，进水设计为总氮(TN)20mg/L，悬浮物(SS)30mg/L，总磷(TP)2mg/L过滤设计的水质，TN15mg/L、SS10mg/L、TP0.5mg/L、SS、TP均可通过过滤和化学絮凝有效去除，TN是年度合规性最大的问题。除提高生物脱氮除磷系统内部碳源的利用效率和反硝化效率外，还利用外部碳源，反硝化是稳定合规的必要措施。

　　2.3 滤池格数计算

　　大多数过滤器的设计限制是冬季，此时水温较低，反硝化细菌活性较差。反硝化过滤器的设计负荷远低于夏季，夏季水温较高，反硝化菌活性较高，按日平均水量计算，最大用水量多发生在夏季，故采用夏季最大用水量核算。

　　(1)冬季计算。在设计最低水温时，NO3-N去除负荷为0.46kg/(m3・d)。每天水量为3万立方米，NO3-N去除总量为每天150kg。则滤料容积V=326m3。根据Denite滤池技术的长宽比并结合污水厂空地面积的实际情况，设计单格滤池长(L)18.29m，宽(B)2.9m，滤层厚度h取经验值1.83m，则滤池格数n=V/(L×B×h)=3.3格，取整数为4格。

　　(2)夏季计算。按照水温30℃，NO3-N去除负荷≥0.6kg/(m3・d)，按照最大日最大用水量核算，虽然夏天进水TN一般较低，但为保险考虑，仍以进水TN20mg/L进行复核。NO3-N每天去除量Q=195kg。滤料容积V=195/0.6=325m3。滤池单格尺寸以L×B=18.29m×2.9m计，滤层厚度1.83m，则滤池格数n=3.3格，故4格合适。

　　脱氮过滤器生物浓度高，水和微生物可以承受短期的影响，也就是说，1n回流不影响水质的TN。总之，脱氮的数量的网格袋式过滤器是4网格，L×B=18.29米×2.9米/网格，滤层的厚度是1.83米。

　　2.4 滤砖及滤料

　　为了保证汽水分布均匀，汽水反冲效果强，采用STS独特的汽水分布滤砖技术，形成空气反射内腔。反冲洗过程中，空气和水混合时，相邻砖体之间的间隙被强烈喷出，使空气和水均匀分布在整个过滤区域。滤层采用天然卵石，滤料采用天然海砂。经多次筛洗，有效粒径为2-3mm，均匀系数为1.4，球度为I>0.8，莫氏硬度为6-7。

　　2.5 反冲洗设备

　　反冲洗水泵采用潜水排污泵，数量为2台(1用1备)，单台流量785m3/h，扬程为9.14m。反冲洗鼓风机采用罗茨风机，数量为2台(1用1备)，单台风量4890m3/h，风压为69kPa。

　　2.6 投加系统

　　(1)碳源投加系统。用于过滤器反硝化反应，以乙酸((80%浓度)为碳源，储罐容积为11m3，设置3台计量泵(2台1台配制)，单台计量泵流量为310mL/min，压力为0.04MPa(0.4bar)。

　　(2)PAC投加系统。化学除磷的过滤槽，为了确保除磷效果，两个凿槽水混合井，深床过滤水入口混合槽用于两剂，药剂是由氧化铝和三个剂量和计量泵提供。单台计量泵流量为100L/h，压力为0.04MPa(0.4bar)。

　　2.7 工艺调试与运行效果

　　深床滤池工艺调试于2014年3月成功，但运行初期出现了滤池水位时而升高过快的现象，经分析认为是二沉池时而出现跑泥现象，从而导致滤池过滤负荷突然加大，故将反冲洗频率由每天2次提高至3次;之后滤池出水TP，TN，SS指标均低于一级A标准，运行效果稳定，尤其在精确控制碳源投加量的情况下，TN可稳定于8mg/L以下，去除效果明显。

　　2.8 设计特点

　　(1)反硝化深床滤池的反硝化功能启动灵活迅速，可根据进水水质确定是否投加碳源启动反硝化功能，以实现过滤和反硝化功能的相互转换，从而降低运行成本。

　　(2)反硝化深床滤池采用降流式重力过滤，去除悬浮物的效率高。(来源：淄博市生态环境质量控制服务中心)