深度脫氮濾池在污水深度處理中的應(yīng)用

國家在環(huán)境污染治理上投入了大量的資金和人力，其中市政污水處理是最重要的環(huán)節(jié)之一，排放標(biāo)準(zhǔn)需要升級，也就是從以前的B級逐步提升到A級，所以污水需要深度處理。常見的處理工藝有:旋轉(zhuǎn)濾池、MBR、濾布濾池、深床脫氮濾池和連續(xù)流沙過濾等。這些不同的處理工藝各有其獨(dú)特之處，同時在實(shí)際應(yīng)用中也有各自的適用環(huán)境。比如MBR技術(shù)，效果非常好，出水比較穩(wěn)定。但是使用這種技術(shù)需要大量的成本投入，運(yùn)營成本比較高。另一個例子是旋轉(zhuǎn)過濾器和濾布過濾器。實(shí)際應(yīng)用中所需的成本相對較低，后期維護(hù)工作也非常簡單。其缺點(diǎn)是水質(zhì)難以保證，即水質(zhì)容易緩和水量波動，產(chǎn)生其他影響。本文對深層脫氮濾池的工藝應(yīng)用進(jìn)行了分析，并根據(jù)實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了合理的分析。

1.深層反硝化速率池的機(jī)理分析。

目前，城市污水處理工藝主要采用深床脫氮濾池工藝，其中重力流濾池至關(guān)重要，它可以同時完成三種不同的功能。第一個是過濾懸浮固體(ss)的能力。二是總磷(即TP中包含的除磷能力)；三是生物脫氮能力和總氮(TN)脫氮能力。

1.1過濾機(jī)理分析

目前，在城市污水深度處理中，粗石英砂是深床濾池的主要濾料，濾池運(yùn)行有三個不同的過程，即截留、吸附和解吸。

(1)分析攔截的機(jī)制。

攔截有兩種不同的基本類型，第一種是機(jī)械過濾，第二種是沉積在濾料上，其中機(jī)械過濾主要是通過攔截比污水中更大的濾料或沉積顆粒形成的濾料來阻止篩孔中的特定顆粒隨污水流出；其中污水處理的效果在濾料的網(wǎng)目尺寸較小時能得到較好的改善。另一方面，濾料上的沉積主要是針對懸浮顆粒，懸浮顆粒會隨污水流動，部分可能會穿過濾料，難以被攔截。此外，還與顆粒大小和孔徑大小密切相關(guān)。

(2)分析吸附機(jī)理。

在污水深度處理過程中，顆粒被濾料表面吸附，通過濾速可以進(jìn)一步增強(qiáng)，主要是物理作用，如凝聚或擠壓，可以有效凈化污水。

(3)分析解吸機(jī)理。

在污水處理中，對于沉積下來的顆粒，會包裹住濾料表面，此時縫隙會變小，但隨著流速的增加，此時濾層的阻力也會增大。所以截留的泥沙很難解吸，會導(dǎo)致其濾料處于深層。在過濾層失效之前，需要反復(fù)清洗過濾器，從而促進(jìn)過濾層恢復(fù)其過濾性能。此外，深床過濾器還設(shè)有其他處理系統(tǒng)，即反沖洗配水和配氣系統(tǒng)。在有二次配水的系統(tǒng)中，孔口分布密集，反復(fù)沖洗可以提高效率，從而促進(jìn)過濾器的有效運(yùn)行，降低過濾器內(nèi)反沖洗的成本。

1.2分析反硝化過程中脫氫的機(jī)理。

在污水處理過程中，深床濾池中的濾料層可以接受缺氧環(huán)境運(yùn)行，濾料表面存在大量的生物菌群，可以通過二級生化的方法進(jìn)行處理，然后出水可以借助重力促進(jìn)水流順利通過。但鑒于污水中的其他化學(xué)成分，如硝酸鹽或亞硝酸鹽，很有可能會吸附在濾料載體中，然后及時吸附生物膜。然后，這些化學(xué)物質(zhì)被還原成N2，可以在污水中釋放出來，達(dá)到提高脫氮除磷的效果。對于顆粒過濾介質(zhì)，懸浮固體可以得到有效凈化。反硝化菌屬于異養(yǎng)菌的一類，也有缺氧微生物。特定的反應(yīng)是在缺氧條件下進(jìn)行的。在實(shí)際反應(yīng)中，反硝化細(xì)菌可以有效地還原硝基氮，同時其有機(jī)物如甲醇可以作為電子供體。對于污水處理廠的三級處理工藝，反硝化濾池包含的碳源(BOD)量相對較低，可以充分保證生物菌群的良好活性。在污水處理的過程中，過濾器是一個重要的環(huán)節(jié)。當(dāng)碳源投加過量時，污水廠的BOD就會超標(biāo)。針對反硝化濾池中的投加機(jī)理，其特有的信號有:進(jìn)水流量、溶解氧濃度、出水硝氮濃度和進(jìn)水硝氮濃度信號，可以幫助人們準(zhǔn)確掌握碳源的投加量，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能和經(jīng)濟(jì)控制的目的。

1.3分析碳源投加控制系統(tǒng)。

由于碳源的準(zhǔn)確性直接影響反硝化過程中濾池的脫氮情況和運(yùn)行成本，因此在處理過程中必須嚴(yán)格控制碳源的投加量。在高水滴的情況下，進(jìn)水的DO會增加，反硝化反應(yīng)時整個環(huán)境是缺氧的，然后DO含量也會產(chǎn)生影響，即反硝化效果和甲醇消耗。在碳源投加前后，工作人員需要反復(fù)控制投加量，即控制系統(tǒng)中的溶解氧濃度、進(jìn)水流速和進(jìn)水硝基氮濃度。過濾材料中N2或溶解氧的積累會逐漸增加過濾器中的壓頭損失。這時可以用單獨(dú)的水反洗，然后放出相應(yīng)的氣體。

1.4分析化學(xué)除磷的原理。

針對污水中的化學(xué)除磷，主要采用微絮凝過濾法進(jìn)行處理。然后通過強(qiáng)化在污水中加入無機(jī)金屬鹽或可溶性鹽的處理，更好地形成具有溶解作用的物質(zhì)，進(jìn)而提高過濾處理的能力。這樣，磷主要通過懸浮物被有效去除。

1.5分析這個處理過程的特點(diǎn)。

采用這種方法進(jìn)行污水深度處理可以降低能耗，而且工藝流程相對較短，在實(shí)際應(yīng)用中可靠性較好，管理也非常方便。與其他工藝相比，該工藝的投資相對較低。另外，在過濾器設(shè)計(jì)上需要保持良好的合理性，即下流式重力過濾器可以有效處理懸浮物，這種方法獲得的效果也很好，在應(yīng)用過程中不需要設(shè)置相應(yīng)的過濾池或?qū)嵤┫鄳?yīng)的最終沉淀池的后續(xù)設(shè)置；最后，深床脫氮濾池還具有很強(qiáng)的靈活性，比如一池多用，可以有效靈活地進(jìn)行水質(zhì)轉(zhuǎn)換，然后通過深床濾池有效去除污水中的不良物質(zhì)，使城市污水排放達(dá)到總氮總磷排放要求的標(biāo)準(zhǔn)。

2.深層過濾器的設(shè)計(jì)分析。

為了提高污水處理的處理能力，需要對深床濾池的形狀進(jìn)行科學(xué)的分析，例如將進(jìn)水堰的形狀調(diào)整為圓弧形，可以有效提高濾池的液位，進(jìn)而防止污水進(jìn)水口的落差。如果在實(shí)際應(yīng)用過程中需要逐步提高濾池的脫氮功能，則需要將濾池中的進(jìn)水堰形狀設(shè)計(jì)成圓弧形，以保證水流能夠沿濾池兩側(cè)呈層流，通過最小化水流落差來減少充氧帶來的不利影響，降低處理過程中碳源消耗，有效節(jié)約運(yùn)行成本。

3.結(jié)論

污水處理市政管理是環(huán)境保護(hù)的重要組成部分，受到高度重視。目前，就城市污水深度處理所采用的技術(shù)而言，深床脫氮濾池在實(shí)際應(yīng)用中取得了很好的效果。該處理工藝具有良好的脫氮、除ss、除磷等功能。此外，其運(yùn)行成本相對較低，在實(shí)際應(yīng)用中具有良好的穩(wěn)定性。因此，在今后的市政污水處理工作中，需要合理設(shè)計(jì)和選擇合適的工藝，有效地對各類污水進(jìn)行深度處理。(來源:中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司)

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