污水處理深床反硝化濾池的應(yīng)用

　　1、試驗方法及內(nèi)容

　　深床反硝化濾池在缺氧環(huán)境下運(yùn)行，在濾料表面附著生長大量的反硝化生物菌群，原有二沉池出水以重力流方式通過濾料層，污水中的硝酸鹽(NO3-)或亞硝酸鹽(NO2-)被吸附于濾料載體生物膜，還原成氮?dú)?N2)從污水中釋放出來，從而實現(xiàn)污水的反硝化脫氮過程，顆粒濾料同時具有截留懸浮物的作用。反硝化菌是一類化能異養(yǎng)兼性缺氧型微生物，其反應(yīng)在缺氧的條件下進(jìn)行。反應(yīng)過程中反硝化菌還原硝基氮需利用有機(jī)物(如甲醇)做為電子供體，濾池進(jìn)水的碳源(BOD)已經(jīng)比較低，為保障反硝化生物菌群的正常生物活性，需要適當(dāng)?shù)奶荚?如甲醇)。反硝化過程中，有機(jī)物作為電子供體提供能量并得到氧化降解，利用硝酸鹽中的氧做電子受體，使得硝態(tài)氮還原成氮?dú)?，其反?yīng)式如下：

　　由上述反應(yīng)可知，反硝化反應(yīng)中每還原1gNO3-可提供2.6g的氧，同時產(chǎn)生3.47g的CaCO3和0.45g反硝化菌，消耗2.47g的甲醇。

　　1.1 試驗流程

　　本次中試所使用的主要設(shè)備為已經(jīng)過實踐檢驗的深床反硝化濾池，主要包括直徑560mm的濾池主體，3m3的清水桶，500L的加藥桶以及提升泵，鼓風(fēng)機(jī)，反洗水泵、加藥泵、電控柜等組成。在深床反硝化濾池系統(tǒng)中，污水通過提升泵從廠區(qū)出水口提升至深床反硝化過濾系統(tǒng)，深床反硝化濾池出水經(jīng)由清水池外排。使用一段時間后，需要關(guān)閉深床反硝化濾池的進(jìn)出水口，開啟反洗水泵以及反洗風(fēng)機(jī)，對濾池進(jìn)行反洗，反洗廢水排入污水廠出水口。

　　1.2 試驗數(shù)據(jù)分析方法(見表1)

　　1.3 試驗碳源方案

　　因反硝化過程中需要補(bǔ)充碳源，在中試中，需要記錄碳源的消耗量，對碳源的消耗量以及相應(yīng)去除的總氮數(shù)進(jìn)行記錄并分析，尋找工程中優(yōu)藥品使用方案。本次中試過程中所使用的碳源共分為兩種，分別為甲醇和冰醋酸，在中試中，分別在不同時期分別投加以上兩種碳源，通過測量進(jìn)出水總氮的數(shù)值比較出兩種碳源對反硝化作用的優(yōu)劣性，為工程中碳源的投加提供明確的參考方案。

　　2、試驗過程及數(shù)據(jù)分析

　　2.1 試驗進(jìn)程

　　(1)中試驗證第一階段的持續(xù)時間為12天。進(jìn)行設(shè)備的安裝、管道的安裝、設(shè)備的測試等工作。中試設(shè)備清水試車完成，順利進(jìn)行到下一調(diào)試階段。

　　(2)中試驗證的第二階段持續(xù)時間為7天，這個階段中試驗證設(shè)備進(jìn)入系統(tǒng)啟動準(zhǔn)備階段，即生物掛膜階段。通過向深床反硝化濾池注入廠區(qū)厭氧池污泥以及現(xiàn)場廢水的方式進(jìn)行初步培養(yǎng)。根據(jù)調(diào)試進(jìn)出水?dāng)?shù)據(jù)結(jié)果，截止5月12日，反硝化系統(tǒng)完成了掛膜階段，出水水質(zhì)基本達(dá)到計劃要求。

　　(3)中試驗證的第三階段持續(xù)時間為19天，這個階段為中試的主體階段即連續(xù)進(jìn)水測試階段。當(dāng)深床反硝化濾池內(nèi)的微生物濃度達(dá)到一定濃度時，驗證進(jìn)入第三階段。在這19天內(nèi)，深床反硝化濾池滿負(fù)荷運(yùn)行，使用甲醇作為碳源，通過進(jìn)出水?dāng)?shù)據(jù)對以甲醇為碳源的反硝化系統(tǒng)去除總氮的作用進(jìn)行歸納分析，確定工程反硝化的可行性以及最優(yōu)方案。

　　(4)中試驗證的第四階段為22天，和第三階段相同，這個階段為中試的主體階段即連續(xù)進(jìn)水測試階段，深床反硝化濾池滿負(fù)荷運(yùn)行。在這一階段，碳源由甲醇調(diào)整為乙酸，通過進(jìn)出水?dāng)?shù)據(jù)對以乙酸為碳源的反硝化系統(tǒng)去除總氮的作用進(jìn)行歸納分析，結(jié)合以乙酸為碳源的進(jìn)出水?dāng)?shù)據(jù)分析，確定最優(yōu)化藥劑投加方案。

　　2.2 甲醇為碳源階段的數(shù)據(jù)及分析

　　5月13日~5月31日期間，深床反硝化濾池采用甲醇作為碳源，中試設(shè)備滿負(fù)荷運(yùn)行，測出進(jìn)出水相關(guān)數(shù)據(jù)如下:

　　出水總氮趨于穩(wěn)定，在滿負(fù)荷設(shè)計流量1.5m3/h的情況下，出水總氮穩(wěn)定低于15mg/L，結(jié)合現(xiàn)場驅(qū)氮情況分析，反硝化細(xì)菌生長良好，出水SS穩(wěn)定在10mg/L左右，SS去除率穩(wěn)定可靠，說明深床反硝化濾池在設(shè)計條件下出水SS可滿足設(shè)計要求。由進(jìn)出水COD數(shù)據(jù)表可以看出，出水COD時高時低，具有一定的貢獻(xiàn)值，此情況的產(chǎn)生是因為中試試驗中碳源的加藥量為固定數(shù)值投加，在中試進(jìn)水水量很小的情況下，計量泵的工況誤差對水質(zhì)的影響較大，進(jìn)出水TN的波動都會動COD產(chǎn)生影響。

　　2.3 乙酸為碳源階段的數(shù)據(jù)及分析

　　6月1日~6月20日期間，深床反硝化濾池采用乙酸作為碳源，中試設(shè)備滿負(fù)荷運(yùn)行:更換碳源后，出水總氮依然保持穩(wěn)定，在滿負(fù)荷設(shè)計流量1.5m3/h的情況下，出水總氮穩(wěn)定低于12mg/L，多個數(shù)據(jù)在10mg/L以下，結(jié)合現(xiàn)場驅(qū)氮情況分析，更換碳源對深床反硝化濾池?zé)o不良影響，反硝化細(xì)菌生長良好，出水SS穩(wěn)定在10mg/L左右，SS去除率穩(wěn)定可靠，說明采用乙酸碳源后，深床反硝化濾池在設(shè)計條件下出水SS可滿足設(shè)計要求。

　　2.4 藥品使用情況分析

　　在本次中試過程中，加藥計量泵沒有自動調(diào)節(jié)功能，在以甲醇為碳源的階段，對于甲醇的投加按照去除1g硝態(tài)氮消耗3g甲醇的方式來進(jìn)行定量，按照去除5個硝態(tài)氮計算將甲醇的密度以及純度折后計算后，每日所需甲醇量為700mL。在以乙酸為碳源的階段，按照去除1g硝態(tài)氮消耗5g乙酸的方式來進(jìn)行定量，按照去除5個硝態(tài)氮計算，將乙酸的密度以及純度折合計算后，每日所需乙酸量為900mL。根據(jù)實際進(jìn)出水總氮數(shù)值統(tǒng)計，5月份自第二階段開始，將每日去除的總單數(shù)累計后求平均值，可知每日出去的總氮值為4.6。6月份使用乙酸作為碳源后，將每日去除的總單數(shù)累計后求平均值，可知每日出去的總氮值為5.2。以上兩個數(shù)值和原有設(shè)計去除5個硝態(tài)氮數(shù)值接近，說明按照1:3以及1:5的數(shù)值進(jìn)行甲醇以及乙酸的計算式可行、可靠的。

　　根據(jù)本次中試數(shù)據(jù)分析可知，采用甲醇與乙酸的藥劑運(yùn)行費(fèi)用如下:

　　3、結(jié)束語

　　深床反硝化濾池工藝相比其他工藝而言，具有占地面積小，設(shè)備安裝調(diào)試簡單，終身免維護(hù)，操作簡便，自動化程度高等優(yōu)點。通過本次試驗證明，甲醇與乙酸均能作為良好的碳源。若采用甲醇作為碳源需要安全防爆，占用面積較大。根據(jù)實際現(xiàn)場情況，建議采用乙酸作為碳源，可有效節(jié)約占地面積，并有效避免危險產(chǎn)生。因乙酸揮發(fā)性較大，建議操作人員配置乙酸作為碳源時進(jìn)行合理防護(hù)措施，避免對人身造成負(fù)面影響。無論采用何種碳源，都可以起到穩(wěn)定有效的脫氮作用，只要采用足夠的碳源，出水總氮可以降到3mg/L以下，但若脫氮數(shù)超過25，則總投資及運(yùn)行費(fèi)用較大，需要采用合理工藝進(jìn)行預(yù)處理初步脫氮后再用深床反硝化濾池工藝進(jìn)行深度脫氮處理。(來源：浙江省義烏市水處理有限責(zé)任公司)