城市污水深度處理中深床反硝化濾池的應(yīng)用探討

全康環(huán)保:摘要：深床反硝化濾池作為我國城市污水深度處理的重要方式之一，其污水處理效果好、效率高且成本較低，能夠有效確保出水 SS、TN 穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，因而在城市污水深度處理方面有著極高的推廣應(yīng)用價(jià)值。本文結(jié)合在既往城市污水處理中的經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)城市污水深度處理中深床反硝化濾池的應(yīng)用展開全面細(xì)致探討，以供相關(guān)人員參考借鑒。

關(guān)鍵詞：污水深度處理；深床反硝化濾池；處理機(jī)理；注意事項(xiàng)

1 深床反硝化濾池的工藝特點(diǎn)

深床反硝化濾池工藝是將生物氧化脫氮結(jié)合深床過濾為一體的污水處理單元，是污水脫氮與過濾較為先進(jìn)的處理工藝。該處理工藝對(duì)于去除水中懸浮物（SS）、總氮量（TN）具有顯著的效果，其主要是利用規(guī)格以及形狀較為特殊的石英砂作為反硝化生物的掛膜介質(zhì)，并將深床作為去除水中 SS 以及硝酸鹽氮（NO₃-N）的場(chǎng)所。該工藝具有如下特點(diǎn)：

（1）該工藝處理流程較短、耗費(fèi)能源低、操作管理便捷，相比其他污水處理工藝運(yùn)行成本較低，適用性及可靠性好。

（2）深床反硝化濾池通過降流式重力濾池，對(duì)于水中 SS 的去除效果較好，且后續(xù)處理不需要設(shè)置終沉池或過濾池，濾池設(shè)計(jì)十分合理。

（3）深床反硝化濾池可根據(jù)不同水質(zhì)的實(shí)際情況，在深床過濾池與反硝化過濾池間進(jìn)行靈活切換，實(shí)現(xiàn)了一池兩用，減少了成本 [1]。例如，可轉(zhuǎn)化為去除 SS 的深床過濾池，或通過加入適量碳源轉(zhuǎn)化為污水脫氮的反硝化濾池，從而有效滿足水中SS、總氮的排放要求。（4）深床反硝化濾池的氣、水反沖技術(shù)使得濾池反沖洗效果好（清洗效果高達(dá) 100%）、耗水量?。▋H為總水量 2% ～ 4%），并能顯著提升反沖洗效率，減少濾池反沖洗的次數(shù)及成本。

2 城市污水深度處理中深床反硝化濾池的應(yīng)用

2.1 應(yīng)用機(jī)理

2.1.1 過濾機(jī)理

深床過濾池主要采用規(guī)格以及形狀較為特殊的石英砂作為濾料，在運(yùn)行的過程中機(jī)理主要分為截留、吸附以及脫附等 3 個(gè)環(huán)節(jié)。

首先，截留機(jī)理。截留分為機(jī)械過濾與濾料沉積兩種類型，其中，機(jī)械過濾主要是通過濾料所組成的濾床對(duì)污水中的懸浮顆?；蛞殉练e的顆粒物集團(tuán)等粒徑大于濾料篩孔尺寸的顆粒物進(jìn)行截留，濾料篩孔越小截留作用越明顯，反之，由粗濾料所構(gòu)成的濾床截留作用較小。濾料層通過截留能夠不斷截留、吸附由生化處理后出水中的懸浮物以及反硝化兼性異養(yǎng)菌群微生物（如微球菌屬、變形桿菌屬、芽抱桿菌屬等），且能夠輕松達(dá)到污水處理對(duì)于濁度＜ 2NUT 或 SS ＜ 5mg/L（通常要求 SS＜ 2mg/L）的要求。濾料上沉積主要是由于液體流動(dòng)，使得部分懸浮物穿過濾料而未被截留，此時(shí)就會(huì)沉積在濾料上。

其次，吸附機(jī)理。污水的深度處理時(shí)，顆粒物吸附于濾料表面，且在不同的濾速下濾料的吸附作用也有所不同，由此可通過控制濾速對(duì)吸附效果予以調(diào)整，從而確保污水的處理效果。該原理是由于擠壓、內(nèi)聚力等的作用力，使分子間因吸力而吸附即物理吸附。

另外，脫附機(jī)理。通過上述一系列反應(yīng)之后，被沉積顆粒物包裹的濾料間縫隙越來越小，使得進(jìn)水流速升高，濾床阻力升高。被截留的顆粒物極有可能出現(xiàn)脫附并被帶至濾料深層累積。因此，需要在濾床的過濾作用失效前，對(duì)濾床截留顆粒物予以反沖洗，使截留的懸浮顆粒物全部沖洗出池，從而恢復(fù)濾床的過濾作用。

2.1.2 脫氮機(jī)理

在缺氧的環(huán)境下，深床反硝化濾池濾料層表面會(huì)存在大量反硝化生物菌群附著，經(jīng)二級(jí)生化處理后的出水在重力流的作用下進(jìn)入濾池并通過濾料層，此時(shí)，進(jìn)入濾池的污水中的硝酸鹽氮（NO₃-N）被石英砂表面的生物膜反硝化并轉(zhuǎn)換為 N2 釋放，由此而完成污水的反硝化脫氮。

整個(gè)過程的反應(yīng)為：硝基氮 + 碳源 + 反硝化微生物→ N₂ ↑。缺氧條件下，反硝化生物菌利用 NO₃-N 中的 N5+ 和 N3+（還原為 N2）作為能量代謝中的電子受體，O₂^- 作為受氫體生成 H₂O 和 OH^- 堿度，有機(jī)物作為碳源及電子供體提供能量并被氧化降解。因此，在反硝化深床濾池濾層中，只有在濾池進(jìn)水溶解氧較低，濾層處于無氧狀態(tài)才能起到脫氮作用，由此可見，對(duì)進(jìn)水溶解氧予以嚴(yán)格把控對(duì)于減少碳源投加成本、提高濾池出水處理效果有著重要作用。

2.2 應(yīng)用效果

污水經(jīng)二級(jí)生物處理構(gòu)筑物處理后，為進(jìn)一步強(qiáng)化 TN 及 SS 的去除效率和穩(wěn)定性，在循環(huán)澄清池后加設(shè)深床反硝化濾池。通過向?yàn)V池中投加碳源，并通過濾池中生物膜的異養(yǎng)型反硝化菌將硝酸鹽被還原成氮?dú)?，從而使出水總氮達(dá)標(biāo)。并通過濾料的過濾作用，使出水 SS 同步達(dá)標(biāo)。

（1）出水水質(zhì)好，采用傳統(tǒng)重力流濾池，在污水處理時(shí)，能夠確保出水穩(wěn)定，水質(zhì)好，抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)。（2）濾層堵塞風(fēng)險(xiǎn)低，反沖洗無盲區(qū)，沖洗效率高，即使進(jìn)水水質(zhì)較差時(shí)，通過反沖洗也能徹底恢復(fù)濾料的截污能力。（3）對(duì)溶解氧的影響較低，深床反硝化濾池采用弧形堰板及恒水位對(duì)濾池運(yùn)行液位予以控制，有效規(guī)避了高落差跌水而導(dǎo)致的進(jìn)水DO增加（控制溶解氧增加值＜1mg/L。）。（4）冬季低溫條件下，針對(duì)反硝化處理不徹底的現(xiàn)狀，可通過在污水處理時(shí)投加適量碳源，確保TN能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。（5）夏季氣溫條件良好，出水TN如若能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，則可對(duì)工藝運(yùn)行予以調(diào)整，將碳源投加系統(tǒng)關(guān)閉轉(zhuǎn)化為深床濾池，確保出水SS達(dá)標(biāo)。（6）深床過濾池配備有獨(dú)特的反沖洗系統(tǒng)，其獨(dú)特的配水、配氣系統(tǒng)，高密度分布的孔口以及高強(qiáng)度的氣水反沖技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)全方位無死角反沖洗，顯著提升了反沖洗效率，延長了濾池運(yùn)行周期，減少了濾池反沖洗的次數(shù)及成本。

需要注意的是，在污水處理的過程中，應(yīng)根據(jù)季節(jié)與實(shí)際情況，精準(zhǔn)把控碳源投加量，避免碳源投量過大而影響反硝化效果；另外，進(jìn)水SS 偏低或水量偏少時(shí)，應(yīng)適當(dāng)延長反沖洗周期，若為首次使用需每 10天沖洗一次，如此才能有效提升污水處理效果，確保出水 SS、TN 均能滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。

3 結(jié)語

深床反硝化濾池作為時(shí)下較為先進(jìn)且應(yīng)用較為廣泛的污水深度處理工藝，其能夠同步實(shí)現(xiàn)去除 SS、脫氮等功能，同時(shí)，其工藝技術(shù)成熟、使用性能穩(wěn)定、處理效果較好、運(yùn)行成本較低，并能夠根據(jù)污水水質(zhì)情況進(jìn)行深床過濾功能與反硝化脫氮功能的靈活轉(zhuǎn)化，真正實(shí)現(xiàn)了一池兩用，節(jié)約了大量成本，因此極具進(jìn)一步深度推廣應(yīng)用價(jià)值。

作者簡介：

方振敏（1986-），女，漢族，碩士研究生學(xué)歷，環(huán)境保護(hù)工程工程師職稱，研究方向?yàn)樗廴局卫?。安徽國禎環(huán)保節(jié)能科技股份有限公司。