市政污水處理廠反硝化深床濾池脫氮在提標(biāo)中的應(yīng)用

王全

摘 要：筆者在市政污水處理廠調(diào)試和運行工作多年，通過對脫氮效果的工藝技術(shù)分析和對比總結(jié)了大量的經(jīng)驗，在污水廠的設(shè)計工藝選擇和工藝運行提供了大量的設(shè)計參數(shù)和運行參數(shù)，對污水廠的脫氮穩(wěn)定運行有重大的意義，特別是對有些水廠提標(biāo)中采用反硝化深床濾池對碳源的利用是非常有效的。

關(guān)鍵詞：脫氮;污水處理廠;反硝化深床濾池;穩(wěn)定運行

市政污水中的脫氮工藝是現(xiàn)有工藝的重要階段，在污水處理系統(tǒng)中部分含氮物質(zhì)在初沉池中沉淀去除，剩余的含氮物質(zhì)進(jìn)入后續(xù)的生化系統(tǒng)?？偟?凱氏氮=亞硝酸鹽氮+硝酸鹽氮，凱氏氮-氨氮=有機氮，市政污水中形式主要有游離氨（NH3）與離子狀態(tài)銨鹽（NH4+）兩種，游離氨（NH3）濃度可隨著PH和溫度的增加而增大。

含有有機氮的農(nóng)藥有：氨基甲酸酯類、脲類、雜環(huán)胺類等等，脫氮主要有化學(xué)法、物理法、膜法以及生化法。

電滲析和反滲透法處理硝態(tài)氮效果可達(dá)40%～85%，離子交換法處理硝態(tài)氮應(yīng)用較廣泛?；钚蕴课绞侨コ扇苄杂袡C氮最有效的方法。

濕式氧化、濕式催化氧化、超臨界水氧化法、超聲氧化法、電化學(xué)氧化法、光化學(xué)氧化法、等離子體技術(shù)等高級氧化法是通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氧化性極強的羥基自由基，即可以降低污水中的有機物又可以使難降解的含氮有機污染物的有效分解成易分解的物質(zhì)，通過高級氧化法可將含氮有機物轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水、氨氣等。

1 物化法

市政污水在堿性條件下，通過對吹脫效率與溫度、PH、氣液比有關(guān)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，利用物質(zhì)的氣相濃度、液相濃度之間的氣液平衡關(guān)系進(jìn)行分離。

一般認(rèn)為沸石去除氮的方法是通過沸石中的陽離子與污水中的銨離子進(jìn)行離子交換來降低總氮的目的。

膜分離去除方法是通過膜的選擇透過性降低了出水中的含氮物質(zhì)。

2 MAP法

通過投加Mg2+和PO43-使之與廢水中的氨氮生成難溶的復(fù)鹽MgNH4PO4.6H2O（簡稱MAP）沉淀物，從而達(dá)到凈化廢水中的氨氮，MgNH4PO4.6H2O（簡稱MAP）俗稱鳥糞石，其營養(yǎng)成分比其他可溶性肥料釋放速度慢，故可作緩釋肥料，堆肥、花園土壤，MAP不吸附重金屬，作農(nóng)肥時不會對農(nóng)作物產(chǎn)生危害。

Mg2+可以用MCL2、MgO、Mg（NO3）2等，PO43-可用H3PO4或Na2HPO4、Na2HPO4·12H2O等。

3 折點加氯

廢水的PH>9時氨氮大多數(shù)以NH3形式存在，當(dāng)PH升高至11左右時，水相中的氨氮幾乎全部以NH3形式存在。

研究表明：當(dāng)CL/N重量比在8∶1-10∶1時廢水中的85%～90%的氨氮氧化為氮氣，為了保證完全反應(yīng)投氯量應(yīng)大于理論計算值7.6，PH為中性條件時氯化最為合適，反應(yīng)后產(chǎn)生酸，所以需要補充一定量的堿來維持中性，一般投加NaOH或石灰水補充堿度。

4 生物脫氮法

4.1 硝化反應(yīng)

含氮有機物被微生物分解，可生成無機NH3-N稱為氨化過程，通過微生物對含氮有機物進(jìn)行氨化作用、亞硝化反應(yīng)、硝化反應(yīng)，系統(tǒng)運行中調(diào)整曝氣條件及合理的停留時間，將有機氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，系統(tǒng)中設(shè)置內(nèi)回流并將硝酸鹽混合液回流至系統(tǒng)的缺氧段。

4.2 反硝化反應(yīng)

生物脫氮去除1g的硝態(tài)氮需消耗3.70g化學(xué)需要量。反硝化碳源可利用更多形態(tài)的有機物，C/N（BOD5/N）>2.86，轉(zhuǎn)化1gNO3—N需要碳源有機物為2.86g，實際工程中比值應(yīng)大于3左右，BOD5/KN在5-8之間不必外加碳源。

5 反硝化深床濾池

反硝化深床濾池是常規(guī)濾池的深度改造，即有高效的生物脫氮作用又有普通過濾池的過濾作用，反硝化深床濾池是生物脫氮和過濾的雙重作用，即減少了工藝構(gòu)筑物占地也提高了系統(tǒng)的脫氮率，通過實踐運行其脫氮效果優(yōu)于普通的A2O工藝。

反硝化深床濾池采用石英砂作為填料，填料的深度比普通濾池較大，深度可設(shè)置為1.8～2.4m，市政污水廠的深床濾池的運行中，其出水SS和總氮均可達(dá)到準(zhǔn)四類的出水標(biāo)準(zhǔn)，運行中為了避免濾池的堵塞或板結(jié)，降低過濾水頭，可采用氣洗、氣水聯(lián)合反沖洗、水洗或漂洗等運行操作方式。反沖洗是反硝化深床濾池的重要運行保障，通過反沖洗和強度較高的空氣使填料相互擦洗，并且可將老化的生物膜脫落，提高濾料的生物膜活性，運行過程中的沖洗水量較少，對系統(tǒng)的處理水量影響較低。

現(xiàn)有的運行經(jīng)驗表明，在無需化學(xué)加藥除磷的情況下，可以滿足出水水質(zhì)BOD<5mg/L，SS<5mg/L，TN<3mg/L，TP<1mg/L（一定的進(jìn)水水質(zhì)條件下）;在進(jìn)行化學(xué)除磷的情況下，出水TP<0.3mg/L。

主要功能：

TN的去除：通過深床濾池進(jìn)水投加碳源，保證生物脫氮的碳氮比例，通過反硝化細(xì)菌將硝態(tài)氮（硝酸鹽）轉(zhuǎn)化為氮氣來降低污水中的總氮。

通過市政污水廠的運行，其反硝化深床濾池的總氮可完全達(dá)到3mg/l以下，運行過程中要提高反硝化菌與污水的混合接觸，為了防止填料內(nèi)氮氣積聚造成構(gòu)筑物的水頭損失的增加，運行一段時間后需要進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)1-2分鐘氮氣的驅(qū)散，維持構(gòu)筑物穩(wěn)定的水頭，保證系統(tǒng)的正常運行。

懸浮物去除：懸浮物指標(biāo)是出水排放標(biāo)準(zhǔn)的要求達(dá)標(biāo)的因子之一，系統(tǒng)出水中懸浮物是微生物的殘骸，是有機成分，對出水中的COD有較大的貢獻(xiàn)，所以必須控制出水中的懸浮物濃度，通過對反硝化深床濾池的系統(tǒng)運行，可完全保證出水懸浮物達(dá)到3mg/l以下。

去除TP：反硝化深床濾池去除懸浮物即可降低出水中懸浮物對總磷的貢獻(xiàn)，填料通過掛膜生長微生物，微生物其自身的合成需要磷元素，也可降低出水中的總磷。另一種運行方式是可省略濾池前端的混凝沉淀構(gòu)筑物，可采用直接過濾的方式在進(jìn)水中投加除磷劑，產(chǎn)生的沉淀物通過反硝化深床濾池的過濾，降低出水中的總磷，該運行模式可降低混凝沉淀構(gòu)筑物的投資，減少了占地面積。