農(nóng)村飲用水短程脫氮處理工藝探討

管仁超，徐彥正

（莒縣水利局，山東 莒縣 276500）

近年來，莒縣共建成集中供水工程24處，涉及612村莊、45.87萬人，有效改善了居民生活條件。但由于供水水源的污染導(dǎo)致水源水含氮量超標(biāo)，為確保群眾生活不受影響，縣水行政主管部門抓住農(nóng)村飲水安全鞏固提升工程實(shí)施的機(jī)遇，對(duì)縣域內(nèi)水處理設(shè)備進(jìn)行升級(jí)改造。根據(jù)各水廠供水規(guī)模，采用短程脫氮反應(yīng)器大小不一，主要采用日處理能力2 000～4 500 m3的設(shè)備。

1　短程脫氮反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)原理

利用鋼筋混凝土澆筑池體，池體內(nèi)利用鋼筋混凝土隔開數(shù)個(gè)氧化區(qū)和缺氧區(qū)，在氧化區(qū)與缺氧區(qū)池體頂部適當(dāng)位置設(shè)有溢流堰，在缺氧區(qū)和氧化區(qū)底部適當(dāng)位置設(shè)有導(dǎo)流管。數(shù)個(gè)氧化區(qū)與缺氧區(qū)通過溢流堰和導(dǎo)流管串聯(lián)，并分別在氧化區(qū)和缺氧區(qū)裝填好氧菌填料和厭氧菌填料，源水流經(jīng)池體內(nèi)的氧化區(qū)時(shí)用于供氧的鼓風(fēng)機(jī)從池底部進(jìn)行供氧。同時(shí)使源水產(chǎn)生向上的作用力，源水在氧化區(qū)呈向上運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，鼓風(fēng)機(jī)所供氧氣及氧化區(qū)的好氧菌填料與源水進(jìn)行硝化反應(yīng)，由于供水管道不斷來水，鼓風(fēng)機(jī)不斷供氧，經(jīng)過硝化反應(yīng)的水通過頂部溢流堰流入缺氧區(qū)，通過水的自身壓力，在缺氧區(qū)水呈向下運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，氧氣不斷減少，缺氧區(qū)內(nèi)厭氧菌填料發(fā)生作用，水體實(shí)現(xiàn)反硝化反應(yīng)，水在缺氧區(qū)向下運(yùn)動(dòng)，在缺氧區(qū)下端通過導(dǎo)流管再次進(jìn)入氧化區(qū)，如此循環(huán)不斷進(jìn)行硝化、反硝化的生物脫氮處理，直至將源水中亞硝酸鹽氮處理達(dá)標(biāo)。

2　短程脫氮反應(yīng)器組成與優(yōu)點(diǎn)

短程生物脫氮反應(yīng)器包括帶有錐度的池體，布置在池體內(nèi)部、用于源水脫氮處理的多個(gè)生物硝化填料，還包括布置在池體內(nèi)部的中間位置用于硝化反應(yīng)的氧化區(qū)，布置在池體內(nèi)部?jī)蓚?cè)用于硝化反應(yīng)的缺氧區(qū)，用于隔開缺氧區(qū)氧化區(qū)的混凝土隔墻，布置在池底并且為氧化區(qū)提供氧氣的供氧裝置，設(shè)置在池體頂部用于排出清水的出水堰，池體下端的導(dǎo)流管和池體下端用于供氧裝置的進(jìn)水管道。

短程硝化反硝化法脫氮，把硝化反映過程控制在氨氧化產(chǎn)生NO2-的階段，阻止NO2-進(jìn)一步氧化，直接以NO2-作為菌體呼吸鏈氫受體進(jìn)行反硝化。此過程減少了亞硝酸鹽氧化成硝酸鹽，然后硝酸鹽再還原成亞硝酸鹽兩個(gè)反應(yīng)的發(fā)生，降低了需氧量、反硝化過程中有機(jī)碳的投入量，降低了能耗和運(yùn)行費(fèi)用，提高反應(yīng)速率，縮短反應(yīng)時(shí)間，減少反應(yīng)器容積。

3　運(yùn)行方式

工作時(shí)，由導(dǎo)流板和池體內(nèi)的氧化區(qū)、缺氧區(qū)的設(shè)置，使源水在氧化區(qū)和缺氧區(qū)內(nèi)進(jìn)行硝化和反硝化反應(yīng)，對(duì)源水進(jìn)行生物脫氮處理，源水經(jīng)進(jìn)水管道進(jìn)入反應(yīng)區(qū)，通過鼓風(fēng)機(jī)從池底部進(jìn)行供氧，氧氣融入水中，為氧化區(qū)提供足夠的氧氣，利用進(jìn)水管道進(jìn)水時(shí)產(chǎn)生的作用力和鼓風(fēng)機(jī)供氧時(shí)產(chǎn)生的氣體作用力，使源水在氧化區(qū)內(nèi)向上運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，在氧化區(qū)生物填料表面的好氧菌與源水進(jìn)行硝化反應(yīng)，源水在硝化反應(yīng)的同時(shí)繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，通過導(dǎo)流板進(jìn)入缺氧區(qū)，氧氣不斷減少，此時(shí)，生物流化填料的厭氧菌開始作業(yè)，與源水進(jìn)行反硝化反應(yīng)，由于缺氧區(qū)沒有水和氧氣的作用力，水開始在缺氧區(qū)向下運(yùn)動(dòng)，通過導(dǎo)流板下端再次進(jìn)入氧化區(qū)，如此循環(huán)不斷進(jìn)行硝化、反硝化的生物脫氮處理，處理達(dá)標(biāo)后的清水從出水堰排出，解決了飲用水異味問題，將水源中亞硝酸鹽氮處理達(dá)標(biāo)。

4　結(jié)語

飲用水處理脫氮設(shè)備，是一種短程生物硝化和反硝化生物脫氮裝置。實(shí)行一體化處理，結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、操作方便、耗能低，能在一個(gè)設(shè)施內(nèi)完成硝化、反硝化處理，高效的將水源中亞硝酸鹽氮處理達(dá)標(biāo)，設(shè)備占地面積小，設(shè)計(jì)工藝完善、技術(shù)成熟、功能穩(wěn)定可靠。