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市政污水處理廠反硝化深床提標(biāo)應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間：2021-01-29

閱讀文字：【大中小】

在市政污水處理廠調(diào)試和運(yùn)行工作多年

，通過(guò)對(duì)脫氮效果的工藝技術(shù)分析和對(duì)比總結(jié)了大量的經(jīng)驗(yàn)

，在污水廠的設(shè)計(jì)工藝選擇和工藝運(yùn)行提供了大量的設(shè)計(jì)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)

，對(duì)污水廠的脫氮穩(wěn)定運(yùn)行有重大的意義

，特別是對(duì)有些水廠提標(biāo)中采用反硝化深床濾池對(duì)碳源的利用是非常有效的

。

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)

?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">？偟?凱氏氮=亞硝酸鹽氮+硝酸鹽氮，凱氏氮-氨氮=有機(jī)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(jī)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

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；钚蕴课绞侨コ扇苄杂袡C(jī)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(jí)氧化法是通過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氧化性極強(qiáng)的羥基自由基

，即可以降低污水中的有機(jī)物又可以使難降解的含氮有機(jī)污染物的有效分解成易分解的物質(zhì)

，通過(guò)高級(jí)氧化法可將含氮有機(jī)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(guò)對(duì)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(guò)沸石中的陽(yáng)離子與污水中的銨離子進(jìn)行離子交換來(lái)降低總氮的目的。膜分離去除方法是通過(guò)膜的選擇透過(guò)性降低了出水中的含氮物質(zhì)

。

2 MAP法
通過(guò)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(jiǎn)稱MAP）沉淀物

，從而達(dá)到凈化廢水中的氨氮，MgNH4PO4.6H2O（簡(jiǎn)稱MAP）俗稱鳥(niǎo)糞石

，其營(yíng)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(shí)不會(huì)對(duì)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(diǎn)加氯
廢水的PH>9時(shí)氨氮大多數(shù)以NH3形式存在，當(dāng)PH升高至11左右時(shí)

，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(shí)廢水中的85%～90%的氨氮氧化為氮?dú)猓瑸榱吮ＷC完全反應(yīng)投氯量應(yīng)大于理論計(jì)算值7.6

，PH為中性條件時(shí)氯化最為合適

，反應(yīng)后產(chǎn)生酸，所以需要補(bǔ)充一定量的堿來(lái)維持中性

，一般投加NaOH或石灰水補(bǔ)充堿度

。

4 生物脫氮法
硝化反應(yīng)
含氮有機(jī)物被微生物分解，可生成無(wú)機(jī)NH3-N稱為氨化過(guò)程

，通過(guò)微生物對(duì)含氮有機(jī)物進(jìn)行氨化作用

、亞硝化反應(yīng)、硝化反應(yīng)

，系統(tǒng)運(yùn)行中調(diào)整曝氣條件及合理的停留時(shí)間

，將有機(jī)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

。

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(jī)物，C/N（BOD5/N）>2.86

，轉(zhuǎn)化1gNO3—N需要碳源有機(jī)物為2.86g

，實(shí)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(guò)濾池的過(guò)濾作用，反硝化深床濾池是生物脫氮和過(guò)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(guò)實(shí)踐運(yùn)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(yùn)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(yùn)行中為了避免濾池的堵塞或板結(jié)，降低過(guò)濾水頭

，可采用氣洗

、氣水聯(lián)合反沖洗

、水洗或漂洗等運(yùn)行操作方式。反沖洗是反硝化深床濾池的重要運(yùn)行保障

，通過(guò)反沖洗和強(qiáng)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(yùn)行過(guò)程中的沖洗水量較少，對(duì)系統(tǒng)的處理水量影響較低

。

現(xiàn)有的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明

，在無(wú)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(guò)深床濾池進(jìn)水投加碳源，保證生物脫氮的碳氮比例

，通過(guò)反硝化細(xì)菌將硝態(tài)氮（硝酸鹽）轉(zhuǎn)化為氮?dú)鈦?lái)降低污水中的總氮

。
通過(guò)市政污水廠的運(yùn)行，其反硝化深床濾池的總氮可完全達(dá)到3mg/l以下

，運(yùn)行過(guò)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?dú)夥e聚造成構(gòu)筑物的水頭損失的增加，運(yùn)行一段時(shí)間后需要進(jìn)行系統(tǒng)內(nèi)1-2分鐘氮?dú)獾尿?qū)散

，維持構(gòu)筑物穩(wěn)定的水頭

，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)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(jī)成分，對(duì)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(guò)對(duì)反硝化深床濾池的系統(tǒng)運(yùn)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(duì)總磷的貢獻(xiàn)

，填料通過(guò)掛膜生長(zhǎng)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(yùn)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(guò)濾的方式在進(jìn)水中投加除磷劑

，產(chǎn)生的沉淀物通過(guò)反硝化深床濾池的過(guò)濾

，降低出水中的總磷

，該運(yùn)行模式可降低混凝沉淀構(gòu)筑物的投資，減少了占地面積

。　　主要特點(diǎn)：
A.一種重力流

、單層濾料、深床非連續(xù)過(guò)濾的快濾池;
B.一池多用

，無(wú)需對(duì)濾池進(jìn)行改動(dòng)

，可靈活轉(zhuǎn)換運(yùn)行模式;
C.具有良好的生物脫氮功能，NO3-N<10mg/L（TN<15mg/L）;
　　D.具有良好的除磷功能

，TP<0.3mg/L（TP<0.5mg/L）;
　　E.對(duì)懸浮物具有良好的去除能力

，SS<5mg/L，濁度<2NTU;
　　F.濾床具有足夠的保護(hù)深度

，防止水質(zhì)穿透;
G.濾池抗沖擊負(fù)荷特強(qiáng)

，短期3-5倍的污泥負(fù)荷沖擊，出水不受任何影響;
H.濾池布?xì)馀渌徊捎脼V柄濾頭

，無(wú)傳動(dòng)部件

，無(wú)磨損、永不堵塞

、無(wú)濾網(wǎng)不用濾柄

，濾料不磨損、不跑砂;
I.濾池過(guò)濾周期長(zhǎng)

，反沖洗水量少通常為2%-3%

，節(jié)省處理成本。
主要參數(shù)：
A.硝酸鹽氮負(fù)荷一般采用0.8-1.2kgNO3-N/m3·d

，水力負(fù)荷120-160m3/m2·d

，空床接觸時(shí)間20-30min。
B.過(guò)濾填料采用石英砂

，填料高度建議取值為1.8～2.4m

，石英砂粒徑建議取值2～3mm，填料莫氏硬度建議取值6-7

，填料比重建議取值大于或等于2.6

，填料酸溶度建議不超過(guò)3%。反硝化深床濾池下部承托層建議采用鵝卵石五種級(jí)配分布

，其承托層厚度值建議為450mm

。
C.氣水反沖洗工序。運(yùn)行方式為先氣沖4-6min

，氣沖強(qiáng)度15-25L/m2·s

，再氣水同時(shí)反沖10-20min，氣沖強(qiáng)度15-25L/m2·s

，水沖強(qiáng)度3-4L/m2·s

，反沖洗周期一般12-24h

。
D.運(yùn)行結(jié)果顯示：只要碳源充足硝酸鹽濃度28-30mg/l可降至6mg/l以下。
運(yùn)行注意事項(xiàng)：
A.進(jìn)水中投加的碳源選擇

，建議選擇乙酸或乙酸鈉

，滿足碳源的高效利用。
B.通過(guò)運(yùn)行總結(jié)碳源的投加量

，避免過(guò)量投加碳源造成反硝化深床濾池出水COD的超標(biāo)

。
C.當(dāng)反硝化深床濾池閑置時(shí)階段性的進(jìn)行反洗，保證填料表面的板結(jié)

。
D.有效的控制進(jìn)水的總磷

，滿足反硝化深床濾池的掛膜需要。通過(guò)實(shí)踐運(yùn)行建議按照微生物合成比例碳氮磷100∶5∶1調(diào)整

，保證反硝化細(xì)菌正常生理需要。
E.反沖洗

、氣洗及驅(qū)氮等操作應(yīng)當(dāng)根據(jù)進(jìn)水水量和脫氮效果進(jìn)行調(diào)整

，保證過(guò)濾水頭及脫氮效果。
現(xiàn)有的市政污水處理廠因進(jìn)水碳源不足

，再加之系統(tǒng)的工藝設(shè)計(jì)的弊端導(dǎo)致了系統(tǒng)脫氮達(dá)標(biāo)排放需要運(yùn)行中投加大量的碳源如：乙酸鈉

、乙酸、葡萄糖

、甲醇等碳源

，萬(wàn)噸污水廠噸水碳源費(fèi)用高達(dá)約0.2-0.35元，不僅提高了碳源藥劑費(fèi)用而且造成了大量的碳源轉(zhuǎn)化為活性污泥

，以至于系統(tǒng)脫泥費(fèi)用

、外運(yùn)處置費(fèi)用等多余費(fèi)用的增加，所以有必須根據(jù)系統(tǒng)的達(dá)標(biāo)要求

，調(diào)整工藝設(shè)計(jì)和系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)

，為此，建議提高缺氧池的停留時(shí)間

，減少曝氣池的曝氣時(shí)間

，避免回流帶給缺氧池的多余的氧氣，在有些地方的污水廠出水標(biāo)準(zhǔn)要求達(dá)到準(zhǔn)四類

，建議后續(xù)采用反硝化深床濾池

，提高投加碳源的利用率。

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