1、反硝化濾池簡介：反硝化深床濾池是集生物脫氮及過濾功能合二為一的處理單元，是業(yè)界認(rèn)可度較高的脫氮及過濾并舉的先進(jìn)處理工藝；1969年世界上第一個(gè)反硝化濾池誕生，近40年來反硝化濾池在全世界有數(shù)百個(gè)系統(tǒng)在正常運(yùn)行；濾料采用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(jié)，很快失去水頭，而獨(dú)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(dá)到整個(gè)濾池縱深截留固體物的優(yōu)異效果。

2、工藝流程

  圖2    反硝化深床濾池工藝流程圖

3、反沖洗流程：無論在深床濾池模式還是在反硝化深床濾池運(yùn)行模式，濾池均需反沖洗，將截留和生成的固體排出。反沖洗流程通常需要三個(gè)階段：①氣洗；②氣水聯(lián)合反洗；③水洗或漂洗。

4、濾池組成：反硝化深床濾池結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，濾池內(nèi)無活動(dòng)部件，濾料無流失，終身無需維護(hù)，主要組件如下：

A. 濾料：硬硅質(zhì)砂，圓形尺寸范圍2-3mm

B. 礫層：圓形硬硅質(zhì)砂尺寸范圍3-40mm

C. 濾磚：提供超強(qiáng)的反沖洗氣水分配性能

D. 進(jìn)氣管：當(dāng)需要進(jìn)氣管配置時(shí)，不銹鋼的進(jìn)氣管能夠提供均勻的反沖洗氣分配

E. 堰板：使濾池與反沖洗水槽分開，為進(jìn)水和反沖洗出水的均勻分配提供條件

F. 控制系統(tǒng)：專為控制濾池的各種設(shè)備而開發(fā)的控制系統(tǒng)。

G. 閥門：自動(dòng)和手動(dòng)的閥門控制水和空氣的進(jìn)出

H. 碳源存儲(chǔ)和供給系統(tǒng)：通常設(shè)計(jì)為乙酸鈉或乙酸，根據(jù)進(jìn)入濾池的硝酸氮量來控制碳源投加量

I. 反沖洗泵：為濾池提供反沖洗水，用于反沖洗濾料和驅(qū)氮。

J. 鼓風(fēng)機(jī)：為濾池提供反沖洗空氣來源，用于反沖洗濾料。

5、功能組件：反硝化深床濾池結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用，集多種污染物去除功能于一個(gè)處理單元，包括對(duì)懸浮物、TN和TP均有相當(dāng)好的去除效果；現(xiàn)有的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，在無需化學(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。在進(jìn)行化學(xué)除磷的情況下，出水TP<0.3mg/L。

6、深床過濾機(jī)理：深床過濾是使液體通過有某種顆?；蚩蓧嚎s濾料組成的濾床去除懸浮于液體中的顆粒物質(zhì)，普遍用于污水處理二級(jí)處理工藝出水的過濾。目前，深床過濾用于生物或化學(xué)出水中懸浮物的去除以減少固體物質(zhì)排放量，更重要的作用可以作為一個(gè)調(diào)節(jié)過程用于加強(qiáng)濾后水的消毒效果；深床過濾主要通過以下五種主要機(jī)理去除懸浮物質(zhì)：

a) 隔濾：包括機(jī)械隔濾和偶然接觸過濾。粒徑大于濾料孔隙的顆粒通過機(jī)械的攔截被去除為機(jī)械隔濾；粒徑小于濾料孔隙的顆粒由于偶然接觸被捕獲在濾料內(nèi)為偶然接觸過濾。隔濾是具有可操作性的懸浮物主要去除機(jī)理。

b) 沉淀或碰撞：沉淀，顆粒沉積在過濾器的濾料上；碰撞，重質(zhì)顆粒不沿水流方向流動(dòng)。

c) 截留：許多沿水流方向運(yùn)動(dòng)的顆粒與濾料表面接觸時(shí)被捕獲。

d) 黏附：當(dāng)顆粒通過濾料時(shí)，它們就會(huì)黏附于濾料表面。由于水流的沖擊，有些顆粒在尚未牢固地附著于濾料表面之前就被水流沖走，進(jìn)入濾床深部。當(dāng)濾床逐漸堵塞后，表面剪力則開始增大，使濾床再也不能去除任何懸浮固體。一些懸浮顆?？赡軙?huì)穿透濾床，使過濾器出水濁度突然升高。

e) 絮凝：在濾料空隙內(nèi)可能會(huì)發(fā)生絮凝作用，通過過濾器內(nèi)部的速度梯度形成更大的顆粒，再通過上述幾種機(jī)理的作用而去除。

f) 脫附：作為上述機(jī)理的結(jié)果，被已經(jīng)沉積的顆粒物包裹著的濾料表面之間的間隙變小。流速升高，濾層阻力升高。被截留的沉積物可能脫附并被帶到濾料的深層，甚至可能透過濾層。在濾層失效之前，需要對(duì)濾池進(jìn)行有效的反沖洗，恢復(fù)濾層的過濾性能。

7、反硝化機(jī)理：將硝酸鹽和亞硝酸鹽還原成氮?dú)獾纳磻?yīng)成為反硝化反應(yīng)。能夠進(jìn)行反硝化反應(yīng)的細(xì)菌成為反硝化細(xì)菌。反硝化作用是反硝化細(xì)菌的厭氧呼吸過程，硝酸鹽是電子受體，氮?dú)馐谴x產(chǎn)物，要完成這一厭氧過程，還必須提供電子供體——有機(jī)物。

1）反硝化過程為一多步反應(yīng)：NO₃→NO₂-→NO→N₂O→N₂

2）反硝化細(xì)菌是異養(yǎng)兼性厭氧菌，能夠利用氧或硝酸鹽作為最終電子受體。當(dāng)氧受限制時(shí)，反硝化細(xì)菌以硝酸鹽和亞硝酸鹽中的N⁵⁺和N³⁺作為能量代謝中的電子受體進(jìn)行厭氧呼吸（被還原），O^2-作為受氫體生成H20和OH-堿度，有機(jī)物作為碳源及電子提供體提供能量并得到穩(wěn)定。

3）如污水中碳源有機(jī)物不足，應(yīng)補(bǔ)充投加易于生物降解的碳源有機(jī)物，如甲醇、乙酸、乙酸鈉等，此時(shí)考慮同化異化兩個(gè)代謝過程的反硝化反應(yīng)用下式表示：NO₃+1.08CH₃OH+0.24H₂CO₃→0.056C₅H₇O₂N+0.47N₂↑+1.68H₂O+HCO₃^-

NO₂^-+0.67CH₃OH+0.53H₂CO₃→0.04C₅H₇O₂N+0.48N₂↑+1.23H₂O+HCO₃^-由上式可計(jì)算，每還原1g NO₂-N和1g NO₃-N為N₂時(shí)，分別需要甲醇1.53g和2.47g?？紤]到污水中的溶解氧，為使反硝化過程進(jìn)行完全需要投加甲醇量CM為：  CM=2.47[NO₃^-N]+1.53[NO₂-N]+0.87DO；上式計(jì)算甲醇消耗量偏于保守，因?yàn)榉聪趸畲矠V池進(jìn)水中仍有剩余BOD，根據(jù)工程實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，甲醇與NO₃-N比值可取3.0。

基于上述反硝化機(jī)理，反硝化深床濾池在缺氧環(huán)境下，通過附著在濾料上的反硝化菌，利用碳源作為電子供體，將硝酸鹽或亞硝酸鹽還原成氮?dú)猓∟₂）釋放，完成反硝化脫氮過程。

8、化學(xué)除磷機(jī)理：化學(xué)除磷是通過“微絮凝過濾”來完成的，通過向污水中投加無機(jī)金屬鹽藥劑與污水中溶解性的鹽類，與磷酸鹽混合后，形成顆粒狀、非溶解性的物質(zhì)，反應(yīng)方程舉例如下式：Al³⁺+PO₄^3-→AlPO₄↓    pH=6～7

                                                           Fe³⁺+PO₄^3-→FePO₄↓    pH=5～5.5

1）“微絮凝過濾”除磷可以簡單地理解為：水中溶解狀的磷（離子狀態(tài)），通過投加除磷絮凝劑轉(zhuǎn)換為非溶解、顆粒狀形式的過程，再通過過濾，以懸浮物的形式將磷去除掉。

2）為了生成非溶解性的磷酸鹽化合物，用于化學(xué)除磷的化學(xué)藥劑主要是金屬鹽藥劑和氫氧化鈣。許多高價(jià)金屬離子藥劑投加到污水中后都會(huì)與污水中的溶解性磷離子結(jié)合生成難溶解性的化合物，但出于經(jīng)濟(jì)原因考慮，用于磷沉析的金屬鹽藥劑主要是Fe3+鹽、Fe2+鹽和Al3+鹽，這些藥劑是以溶液和懸浮液狀態(tài)使用的；污水化學(xué)除磷中常用的藥劑類型如下：

表4-1    化學(xué)除磷中常用的藥劑