后置反硝化生物濾池處理生活污水的研究

作者簡介：鄭志超（1984.04-），湖北孝感人，本科，工程師，主要從事環(huán)保工程設(shè)計工作。

摘要： 介紹了反硝化生物濾池的具體工作原理以及類型，同時還對相應(yīng)的懸浮物以及有機物效果做出分析。本文針對各方面內(nèi)容的處理效果做出分析，同時探討當前反硝化生物濾池存在問題，并提出其未來的發(fā)展方向，以供參考。

關(guān)鍵詞： 反硝化生物濾池;污水處理;處理效果

【中圖分類號】X703 【文獻標識碼】A【文章編號】1674-3733（2020）16-0192-02

引言：反硝化生物濾池一般會分為兩段對其進行處理，它將過濾功能和生物脫氮功能結(jié)合在一起，并有效應(yīng)用于當前的污水處理之中，能夠有效控制污水含有的多個元素，從而改善出水水質(zhì)。將其與硝化濾池相關(guān)工藝進行結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)污水廠出水達標排放。與其他的工藝相比，該項工藝具有成本低、反沖洗率低以及方便管理等特點。而且它自身不會占據(jù)過多的面積，工作效果也比較理想。在近幾年的污水提標改造或新建中反硝化生物濾池成為了大家重點研究的工藝之一。

1反硝化生物濾池的作用以及類型

1.1反硝化生物濾池的作用原理。

通常情況下，反硝化生物濾池都是以水處理填料為載體，依靠生物膜對污染物進行處理，它通過微生物的反硝化作用來實現(xiàn)污水脫氮。

一般參與反硝化的過程都是兼性細菌，它根據(jù)不同的生命活動體能夠?qū)崿F(xiàn)不同能源處理，通常都會以自養(yǎng)或異養(yǎng)的形式存在，它自身的活性程度以及范圍會影響它自身的脫氮能力。它的電子供體種類相對比較多，自養(yǎng)反硝化的氣體和硫自身都可以形成電子供體，再通過反硝化菌來實現(xiàn)整合，從而為微生物提供生長的能量。一般情況反硝化的電子種類比較少，它們在污水處理時會優(yōu)先把氧氣當作電子受體。如果電子受體種類較多的情況下它會將亞硝酸當作電子受體。大部分情況下，在廢水的處理中可以將一部分有機物當作電子受體進行處理，從而實現(xiàn)物質(zhì)之間的轉(zhuǎn)化，以此達到凈化的目的。

1.2后置反硝化濾池。

后置反硝化濾池一般常被用于有機物濃度低、總氮比較高的工況之中。進入后置反硝化濾池的污水通常來自于前面的曝氣生物濾池，這樣污水中的氨氮被氧化為硝酸鹽氮，隨后通過后置反硝化濾池進行反硝化脫氮。在整個工作的過程中不需要回流系統(tǒng)就可以實現(xiàn)脫氮工作，這樣能夠節(jié)省一部分的運行成本。但是由于濾池自身的有機物濃度不高，則需要在工作的過程中向濾池內(nèi)部投入碳源來保證脫氮工作。從當前污水處理的趨勢來看，后置反硝化濾池具有較強的研究價值，這也使得一部分專業(yè)人士投入對其研究之中。

2后置反硝化生物濾池實驗研究

2.1實驗材料以及方法。

材料方面選擇運用工業(yè)葡萄糖、氯化銨、碳酸氫鈉、氯化鈣等，試驗裝置流程圖具體看下圖1。

濾柱是通過玻璃材質(zhì)所制成，高度為1800毫米，內(nèi)徑為70毫米，一般每個400毫米可以設(shè)置一個取樣口，每個取樣口都有測定的試管，可以實現(xiàn)反沖操作。在過濾方面采用陶粒作為濾料。

在整個試驗的過程中采用濾柱進行串聯(lián)，將曝氣生物濾池中的原水流向平衡水箱之中，在整個過程中利用物理的原理將原水流入濾柱的底部，它通過一級濾柱中的原水由下向上流動，并在硝化與反硝化中實現(xiàn)工作，在整個工作的原理過程中一級主要是通過硝化反應(yīng)對部分有機物去除，從而使二級濾柱實現(xiàn)反硝化反應(yīng)。二級處理主要是實現(xiàn)反硝化反應(yīng)。在整個過程中，二級濾柱采用濃度為99%的甲醇作為加外碳源。

2.2結(jié)果與討論。

甲醇是不含氮的有機物，能夠作為生物降解使用，從而可以被反硝化菌充分利用。通過試驗發(fā)現(xiàn)利用葡萄糖作為碳源時，能夠去除總氮4.2mg/L，同時將碳氮比控制在6～7左右，當甲醇作為碳源時，能夠去除總氮2.86mg/L。在試驗過程中總氮的濃度控制在38.7mg/L，考慮到更好的反硝化效率，同時還要節(jié)省經(jīng)濟，可以利用20mg/L的甲醇引入到其中作為外加碳源。

實驗中一級濾柱的進水量為20L/h，曝氣量為1L/min，二級濾柱進入水量為20L/h，分別向其投入20mg/L的甲醇，并向第二組中注入原水。原水中的總氮濃度為39.3～45mg/L，通過一二級的處理后，總氮濃度降為8.7mg/L左右，總?cè)コ试?7.86%～80.67%。

一級濾柱中總氮的濃度有所降低，這是因為濾料的生物膜的內(nèi)層以及濾料的空隙中存在厭氧，這能夠?qū)偟幸欢ǖ娜コЧ?，而且過濾的吸附作用也會降低總氮。在對比后發(fā)現(xiàn)第一組比第二組的反硝化速率有所提高，所以第一組相比之下總氮的去除率更高，達到了相應(yīng)的污水排放標準。

3不同因素對反硝化生物濾池的影響

3.1碳源對反硝化生物濾池處理效果的影響。

當前隨著時代的不斷發(fā)展，反硝化生物濾池在污水廠得以廣泛的使用，而且還在不斷的改造升級中，當前多被用于污水深度處理。如果在污水處理的過程中碳源不足，則需要投入相應(yīng)的外加碳源，以確保濾池能夠穩(wěn)定高效運行。一般情況下，若污水中的碳源相對比較少，而且總氮的比例值低于5，則需要對濾池投入相應(yīng)的碳源。

當前，大部分國家都會將液態(tài)碳源作為相應(yīng)的碳源并實現(xiàn)外加碳的處理，這樣的方式能夠更好的處理污水，但是在成本的投入方面相對比較多。以往傳統(tǒng)的有機碳源在處理污水的過程中成本很高，同時還有可能帶來二次污染，在近幾年的發(fā)展中被專業(yè)人員給予足夠的重視，相應(yīng)的專業(yè)人員不斷的投入精力去研究新型碳源。目前受到大家關(guān)注的新型碳源有蘆葦、棉花等，它們能夠有效應(yīng)用于相應(yīng)的領(lǐng)域之中。

部分專家對城市污水二級處理作出實驗分析，同時利用不同的碳源作出對比分析，并將反硝化生物濾池的處理結(jié)果記錄，發(fā)現(xiàn)玉米芯的脫氮能力相對比較強，1g玉米芯就可以去除2～3g的氮。一些其他的碳源在使用的過程中發(fā)揮并不穩(wěn)定，沒有明確固定的數(shù)值。這也說明玉米芯作為當前碳源有著較強的使用價值，而且在成本方面也比較理想。有人將陶粒和石英砂作為填料進行實驗，并對乙酸鈉和甲醇二者展開相應(yīng)的試驗，對反硝化生物濾池的處理能力做出分析，發(fā)現(xiàn)甲醇作為碳源時不僅效果十分理想，而且成本也比較低。

3.2PH值與溫度對反硝化濾池處理效果的影響。

PH值與溫度是反硝化繁殖代謝的關(guān)鍵點，選取適當?shù)腜H值以及溫度能夠確保反硝化濾池處理的穩(wěn)定進行。反硝化菌一般的PH值一般控制在6～8為最佳，溫度最合適為20～30℃之間。若超出此范圍則說明反硝化菌的增長速率以及代謝能力受到影響，從而使得反硝化效率會受到一定的影響，因此，需要充分考慮池內(nèi)PH值的影響。

相應(yīng)的技術(shù)人員對PH值與反硝化濾池處理的關(guān)系作出分析，通過試驗表明如果能夠?qū)H值控制在8左右，則反硝化濾池對污水中的硝態(tài)氮處理能力極強，可以達到994%。相應(yīng)的技術(shù)人員對污水廠的二級處理進行試驗，并通過反硝化濾池實現(xiàn)相應(yīng)的操作，通過試驗發(fā)現(xiàn)當反硝化濾池的水溫控制在20-25℃的范圍內(nèi)，其效果十分理想，能夠在5天之內(nèi)完成處理工作。

3.3溶解氧對反硝化濾池處理效果的影響。

反硝化濾池處理中反硝化過程需要在缺氧的環(huán)境中進行處理，當溶解氧較多時反硝化菌會進行有氧呼吸，同時還會對有機物進行降解，從而使水中的一部分污染物得到凈化。另外，還能有效提高反硝化菌的代謝能力，從而減少碳源的過多浪費。溶解氧還會形成抑制在反硝化菌種實現(xiàn)還原。一般情況下應(yīng)該確保氧濃度小于0.5mg/L，這樣才能確保反硝化濾池的穩(wěn)定運行。

相應(yīng)的技術(shù)人員利用向量機做出試驗，進行粒子運算后并對PID控制技術(shù)進行了對比。通過結(jié)果調(diào)查發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)能夠很多的預測出水中的污染濃度，同時還能利用相應(yīng)的工藝對污水中溶解氧的濃度進行控制，從而滿足當前工業(yè)用水的處理需求，同時還能有效提高自身的運行效率，并為企業(yè)節(jié)省一定的成本。

當前，我國多采用BAF的組合工藝來處理當前城市的污水問題，不過目前來看在處理的過程中也存在一定的問題，特別是在后置反硝化的處理過程中，其極大的降低反硝化生物濾池的處理效率。相應(yīng)的技術(shù)人員應(yīng)該重視當前存在的問題，并針對存在的問題展開進一步的深度研究。

結(jié)束語：綜上所述，在近幾年的發(fā)展中環(huán)境污染給我國的發(fā)展帶來極大的影響，特別是水污染給許多工業(yè)發(fā)展都帶來了不便。反硝化生物濾池具有較強的脫氮能力，而且其占地面積相對比較小，同時在投資等方面不需要過多的資金，而且即便是在多種因素的影響下，它仍然能夠發(fā)揮出自身的作用，發(fā)揮較強的污水處理性能，以此滿足了當前污水治理的各項要求，同時還要較大的潛力，相應(yīng)的技術(shù)人員應(yīng)該進一步對其進行研究，以此推動該項技術(shù)的持續(xù)發(fā)展。

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