市政污水處理廠反硝化深床濾池脫氮在提標中的應用

王全

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

關鍵詞：脫氮;污水處理廠;反硝化深床濾池;穩定運行

市政污水中的脫氮工藝是現有工藝的重要階段，在污水處理系統中部分含氮物質在初沉池中沉淀去除，剩余的含氮物質進入后續的生化系統。總氮-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。

含有有機氮的農藥有：氨基甲酸酯類、脲類、雜環胺類等等，脫氮主要有化學法、物理法、膜法以及生化法。

電滲析和反滲透法處理硝態氮效果可達40%～85%，離子交換法處理硝態氮應用較廣泛。活性炭吸附是去除可溶性有機氮最有效的方法。

濕式氧化、濕式催化氧化、超臨界水氧化法、超聲氧化法、電化學氧化法、光化學氧化法、等離子體技術等高級氧化法是通過化學反應產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，通過高級氧化法可將含氮有機物轉化為二氧化碳、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、氣液比有關參數進行調節，利用物質的氣相濃度、液相濃度之間的氣液平衡關系進行分離。

一般認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。

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鹽MgNH4PO4.6H2O（簡稱MAP）沉淀物，從而達到凈化廢水中的氨氮，MgNH4PO4.6H2O（簡稱MAP）俗稱鳥糞石，其營養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，作農肥時不會對農作物產生危害。

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時氨氮大多數以NH3形式存在，當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，為了保證完全反應投氯量應大于理論計算值7.6，PH為中性條件時氯化最為合適，反應后產生酸，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

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行氨化作用、亞硝化反應、硝化反應，系統運行中調整曝氣條件及合理的停留時間，將有機氮轉化為硝酸鹽，系統中設置內回流并將硝酸鹽混合液回流至系統的缺氧段。

4.2 反硝化反應

生物脫氮去除1g的硝態氮需消耗3.70g化學需要量。反硝化碳源可利用更多形態的有機物，C/N（BOD5/N）>2.86，轉化1gNO3—N需要碳源有機物為2.86g，實際工程中比值應大于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，即減少了工藝構筑物占地也提高了系統的脫氮率，通過實踐運行其脫氮效果優于普通的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和總氮均可達到準四類的出水標準，運行中為了避免濾池的堵塞或板結，降低過濾水頭，可采用氣洗、氣水聯合反沖洗、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，對系統的處理水量影響較低。

現有的運行經驗表明，在無需化學加藥除磷的情況下，可以滿足出水水質BOD<5mg/L，SS<5mg/L，TN<3mg/L，TP<1mg/L（一定的進水水質條件下）;在進行化學除磷的情況下，出水TP<0.3mg/L。

主要功能：

TN的去除：通過深床濾池進水投加碳源，保證生物脫氮的碳氮比例，通過反硝化細菌將硝態氮（硝酸鹽）轉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，為了防止填料內氮氣積聚造成構筑物的水頭損失的增加，運行一段時間后需要進行系統內1-2分鐘氮氣的驅散，維持構筑物穩定的水頭，保證系統的正常運行。

懸浮物去除：懸浮物指標是出水排放標準的要求達標的因子之一，系統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，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運行，可完全保證出水懸浮物達到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，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筑物，可采用直接過濾的方式在進水中投加除磷劑，產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筑物的投資，減少了占地面積。