深床反硝化濾池用S型濾磚污水的脫氮除磷原理

文章出處：鞏義市盛世凈水材料有限公司發(fā)表時間： 2023-10-10 10:32:41

反硝化濾池硝化脫氮功能的生物濾池，它是在傳統(tǒng)生物濾池的基礎上發(fā)展而來的。由于其具有較好的硝酸鹽去除效果，并且具有占地面積小，處理效率高，反硝化濾池工藝中進行的脫氮反應大部分是異氧反硝化細菌以有機碳源（常見的碳源如甲醇，醋酸和乙醇等）作為電子供體，以硝酸鹽或亞硝酸鹽作為電子受體的氧化還原過程。還有部分的自養(yǎng)反硝化細菌，以無機的碳（如CO2、H2CO3等）作為碳源，以氫和鐵、硫等的化合物為電子供體。反硝化生物濾池屬于生物膜法，因此在一定的使用期限內(nèi)需要進行沖洗，以恢復損失的水頭。同時將一部分老化脫落的生物膜排出整個濾池，促進新的生物膜生成，就好比活性污；

反硝化濾池原理及關鍵因素

反硝化濾池工藝中進行的脫氮反應大部分是異氧反硝化細菌以有機碳源（常見常見的碳源如甲醇，醋酸和乙醇等）作為電子供體，以硝酸鹽或亞硝酸鹽作為電子受體的氧化還原過程。還有部分的自養(yǎng)反硝化細菌，以無機的碳（如CO2、H2CO3等）作為碳源，以氫和鐵、硫等的化合物為電子供體。

該過程是一個涉及多種酶和多種中間產(chǎn)物并伴隨著電子傳遞和能量產(chǎn)生的復雜生化反應過程，該過程是涉及4種酶：即硝酸鹽還原酶、亞硝酸鹽還原酶、一氧化氮酶和一氧化二氮酶，它們分別參與硝酸鹽轉化的4步反應：NO3--N→NO2--N→NO→N2O→N2

參與反應的酶類對反應條件有一定的要求：pH（7~8）、溶解氧濃度（≤0.5mg/L）、水溫（20~35℃）、碳氮比（工程上一般要求≥5:1）等，因此就反硝化濾池而言，保證以上條件是保證脫氮效果的前提。在實際的現(xiàn)場工程中，污水廠對水溫以及pH的控制相對穩(wěn)定，但由于進水水質(zhì)水量的變化導致進水有機物含量不足，進而使得濾池中的反硝化細菌得不到足夠的碳源，造成脫氮效率低下。

另外，所設計濾池的水力負荷，一般的水力負荷設計經(jīng)驗值為0.5~3m3﹒m-2﹒h-1左右[4]，水力負荷較低容易引起堵塞及沖洗維護困難等問題，水力負荷較高則會導致污水與生物膜的接觸時間不夠，反應不充分也會造成脫單效率低下。

三，沖洗頻率及強度，反硝化生物濾池屬于生物膜法，因此在一定的使用期限內(nèi)需要進行沖洗，以恢復損失的水頭。同時將一部分老化脫落的生物膜排出整個濾池，促進新的生物膜生成，就好比活性污泥法中要將剩余污泥排出系統(tǒng)一樣，因此反硝化生物濾池需要根據(jù)來水的水質(zhì)水量變化以及生物膜的生長情況，摸索出合適的沖洗頻率和沖洗強度。

3、反硝化濾池結構組成

反硝化濾池筆者根據(jù)水力流態(tài)分為上流式和下流式兩種形態(tài)。上流式的反硝化濾池形態(tài)和傳統(tǒng)的生物濾池的結構較為類似，污水從下部往上部流動，濾池從下往上分為配水層、承托層、填料層、清水層。下流式的反硝化濾池形態(tài)和V型濾池結構較為類似，污水從濾池上部配水槽進入濾料區(qū)，濾池從上往下分為配水區(qū)、填料區(qū)、承托層、出水收集區(qū)。

與曝氣生物濾池相比，反硝化濾池無需在濾池中增加曝氣設備，僅設計用于氣洗聯(lián)合沖洗的反沖設備。為了保證反硝化濾池的正常運行，常常配備有氣水聯(lián)合反沖洗設備。濾池承托層一般由濾板、濾頭、和濾磚（如下圖）、承托層濾料組成，反沖洗系統(tǒng)（沖洗水管、沖洗氣管）也在承托層的濾板下布置新型的濾池主要將濾頭優(yōu)化為方便布水布氣的新型濾磚，優(yōu)化了氣水分配.

反硝化濾池濾料也從普通的鵝卵石、礫石等轉變?yōu)樘樟?、無煙煤、火山石以及高分子惰性載體這類比表面積大，截污能力強的載體材。上流濾池沖洗方向和進水水流方向是同向的，因此在濾池的出水區(qū)常常會有一個沖洗廢水收集池/槽，沖洗完的廢水回流至進水配水區(qū)。

反硝化濾池用濾料多采用2～3mm石英砂介質(zhì)，濾床深度通常為1.83m，濾池可保證出水SS低于5mg/L以下。絕大多數(shù)濾池表層很容易堵塞或板結，很快失去水頭，而獨特的均質(zhì)石英砂允許固體雜質(zhì)透過濾床的表層，深入濾池的濾料中，達到整個濾池縱深截留固體物的優(yōu)異效果。

反硝化深床濾池：將反硝化與深床過濾功能有機結合在一起，是集生物脫氮及過濾功能合二為一為兩個部分即反硝化+過濾。

反硝化：反硝化指硝酸氮和亞硝酸氮在反硝化菌的作用下,被還原為氣態(tài)氮的過程.

反硝化過程需在缺氧條件下進行,并需要有機碳源作為電子供體完成脫氮過程。

過濾：采用石英砂截留過濾水中懸浮物及雜質(zhì)。

水中的氮主要以氨氮、硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮和有機氮幾種形式存在。有機氮通過氧化和微生物活動可轉化為氨氮，氨氮在好氧情況下又可被硝化細菌氧化成亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。亞硝酸鹽氮是氨硝化過程的中間產(chǎn)物，水中亞硝酸鹽含量高，說明有機物的無機化過程尚未完成，污染危害仍然存在。硝酸鹽氮是含氮有機物氧化分解的終產(chǎn)物。

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