一 四川博水環(huán)保 污水處理反硝化深床濾池工藝說明
1.1 反硝化深床濾池屬于污水處理中深度處理過濾工藝的一種處理工藝，20世紀70年代最早起源于美國。該處理工藝功能集中，運行靈活，可以同時起到物理過濾截留SS（懸浮物）、化學微絮凝除TP（總磷）、生物反硝化去除TN（總氮）的作用；
1.2 反硝化濾池采用特殊規(guī)格及形狀的石英砂作為反硝化生物的掛膜介質(zhì)，同時深床又是硝酸氮(NO3-N)及懸浮物極好的去除構筑物。2～4mm介質(zhì)的比表面積較大。1.8-2.5m深介質(zhì)的濾床足以避免竄流或穿透現(xiàn)象，即使前段處理工藝發(fā)生污泥膨脹或異常情況也可減少濾床水力穿透現(xiàn)象發(fā)生。介質(zhì)有較好的懸浮物截留功效，在反沖洗周期區(qū)間，每平方米過濾面積能保證截留≥7.3kg的固體懸浮物。固體物負荷高的特性大大延長了濾池過濾周期，減少了反沖洗次數(shù)，并能輕松應對峰值流量或處理廠污泥膨脹等異常情況。懸浮物不斷的被截留會增加水頭損失，因此需要反沖洗來去除截留的固體物。由于固體物負荷高、床體深 ，因此需要較高強度的反沖洗。濾池采用氣、水協(xié)同進行反沖洗。反沖洗污水一般返回到前段處理單元；
1.3 去除TN：利用適量優(yōu)質(zhì)碳源，附著生長在石英砂表面上的反硝化細菌把NOx-N轉換成N2完成脫氮反應過程，作為后置反硝化濾池的世界發(fā)明者，經(jīng)過多個工程經(jīng)驗和數(shù)年的歷史數(shù)據(jù)表明，在前端硝化反應較完全的情況下，反硝化深床濾池的技術可穩(wěn)定做到出水TN≤10mg/L。在反硝化過程中，由于硝酸氮不斷被還原為氮氣，深床濾池中會逐漸集聚大量的氮氣，一方面這些氣體會使污水繞竄介質(zhì)之間，這樣增強了微生物與水流的接觸，同時也提高了過濾效率。但是當池體內(nèi)積聚過多的氮氣氣泡時，則會造成水頭損失，這時就必須采用反硝化深床濾池技術驅(qū)散氮氣，恢復水頭，每次持續(xù) 2分鐘左右，此過程為反硝化深床濾池的獨特技術，其它脫氮濾池無此功能；
1.4 去除SS：通常每毫克SS中含BOD5：0.4～0.5mg，因此在去除固體懸浮物的同時，同時也降低了出水中的 BOD5。另外，出水中固體懸浮物含有氮、磷及其他重金屬物質(zhì)，去除固體懸浮物通常能降低部分上述雜質(zhì)，配合適當?shù)幕瘜W處理， 能使出水總磷穩(wěn)定降至0.5mg/l以下。反硝化濾池能輕松滿足SS不大于8mg/L（通常SS 5mg/L左右）的要求；
1.5 去除TP：微絮凝直接過濾除磷，世界上應用微絮凝直接過濾技術歷史最長和最成熟的即是我公司的深床濾池技術，是省去沉淀過程而將混凝反應與過濾過程在濾池內(nèi)同步完成的一種接觸絮凝過濾工藝技術；
◇ 微絮凝過濾充分體現(xiàn)了深層濾料中的接觸凝聚或絮凝作用。它實際是在混凝、過濾作用機理深入研究的基礎上，將混凝與過濾過程有機集成一體，形成了當今水處理的高新技術系統(tǒng)。在污水深度處理方面具有較高的推廣價值；
◇ 這種直接過濾技術用于污水深度處理是指在二沉池后投加混凝劑，經(jīng)機械混合后直接進入濾池，不僅可以進一步降低 CODcr和 BOD5，而且可以穩(wěn)定保證SS、TP達標，不僅可簡化污水廠處理流程，降低投資費用，減少運行費用，而且還可延長過濾周期，提高產(chǎn)水量及出水水質(zhì)；
1.6 深床濾池的組成部件如下所述：
◇ 池體構筑物：鋼筋混凝土或鋼制結構，通常為長方形；
◇ 氣水分布系統(tǒng)：采用“T”型氣水分布塊濾磚技術，反沖洗不銹鋼主、支氣 管；淘汰了長柄濾頭和濾板。無易損易耗件；
◇ 過濾介質(zhì)：石英砂濾料，濾床高度約1.8-2.5m，有效粒徑2~4mm，均勻系數(shù)：1.4，球形度不小于0.8，莫氏硬度：6-7，比重：大于或等于2.6g/cm3，酸溶度：不超過3%；
◇ 濾料承托層：總厚約450mm，鵝卵石3-4種級配分布。
◇ 反沖洗水泵：反沖洗時由位于清水池的潛水離心泵泵送至濾池池底，強力反向沖洗；
◇ 反沖洗鼓風機：采用羅茨鼓風機，反沖洗時進行空氣搓洗；
◇ 濾池自控閥門：氣動或電動蝶閥；
◇ 濾池堰板：不銹鋼堰板；
◇ 濾池主控柜：PLC 可編程控制器，人機對話多界面顯示屏，可提供中央控制系統(tǒng)的輸出；
◇ 加藥系統(tǒng)：用于化學除磷的藥劑投加以及反硝化脫氮時的碳源投加，由供貨單位配套設計；
◇ 濾池儀表：濾池進水流量計，反沖洗流量計，液位開關等。
1.7 通過反硝化深床濾池處理進一步去除水中NO3-N、TN、SS、TP等污染物，進出水水質(zhì)滿足工藝要求
 檢測項目 CODcr BOD5 SS NH3-N NO3-N TN TP
 進水水質(zhì) ≤30 ≤6 ≤20 ≤2 ≤13 ≤15 ≤0.5
 出水水質(zhì) ≤30 ≤1 ≤10 ≤2 ≤8 ≤10 ≤0.3

二 四川博水環(huán)保 污水處理反硝化深床濾池 獨特的工藝特點
2.1 該濾池粗濾料、深濾床對系統(tǒng)連續(xù)、穩(wěn)定、高效運行提供了基礎保證；
2.2 專有的氣水聯(lián)合反沖冼裝置、布氣裝置、操作工藝等系統(tǒng)集成技術有效解決直接過濾、生物濾池生物膜脫落堵塞濾池的問題；
2.3 反硝化深床濾池持續(xù)運行，在去除NO3-N的同時產(chǎn)生氮氣形成“氣堵”。過濾阻力損失持續(xù)增加, 甚至發(fā)生過濾短流, 惡化出水水質(zhì)；
2.4 專有的驅(qū)除氮氣技術、即釋氮循環(huán)技術，有效解決水過濾工藝常見的“氣堵”堵塞問題，特別適用于生物反硝化工藝最終產(chǎn)物一氮氣吹脫工藝特點；
2.5 完整性、集成化自動化裝置與技術、在線監(jiān)測儀器、計算機程序控制, 可以保證整體工藝長期、穩(wěn)定、可靠地連續(xù)運行、氣水反沖、驅(qū)除氮氣等操作, 有效解決人工操作幾乎無法完成的工藝過程控制問題；
2.6 四川博水環(huán)保科技有限公司，致力于為客戶提供全套深化濾池系統(tǒng)，利用全套濾池技術和經(jīng)驗為客戶提供優(yōu)質(zhì)服務，為反硝化深床濾池的長期運行提供保駕護航。氣水分布濾磚經(jīng)歷公司獨有的數(shù)次技術革新升級，給予濾磚最合理的水力分配特征、精益求精的細節(jié)設計、最徹底的清洗效果、更寬的池體適應性、最經(jīng)濟的配水渠布置、最短的安裝周期。

三 四川博水環(huán)保 污水處理反硝化深床濾池 系統(tǒng)介紹
3.1 工藝流程

 ◇ 濾料：圓形硬硅質(zhì)砂，尺寸范圍1.8-3.35mm；

 ◇ 礫石層：圓形硬硅質(zhì)礫石尺寸范圍φ4-8、8-16、16-40mm；

 ◇ 濾磚：雙重平行側向濾磚，提供超強的反沖洗氣水分配性能；

 ◇ 進氣管：當需要進氣管配置時，不銹鋼的進氣管能夠提供均勻的反沖洗氣分配；

 ◇ 堰板：使濾池與反沖洗水槽分開，為進水和反沖洗出水的均勻分配提供條件

 ◇ 控制系統(tǒng)：PLC控制器是專為控制濾池的各種設備定制的；

 ◇ 閥門：自動和手動的閥門控制水和空氣的進出；

 ◇ 碳源存儲和供給系統(tǒng)：通常設計為甲醇、乙酸、乙酸鈉等，根據(jù)進入濾池的硝酸氮量來控制碳源投加量；

 ◇ 反沖洗泵：為濾池濾料的反沖洗和氮氣釋放系統(tǒng)反沖洗水；

 ◇ 反沖洗羅茨風機：為濾池濾料提供反沖洗空氣；

 ◇ 其他：

   如現(xiàn)場儀表（電磁流量計、硝酸鹽分析儀、溶解氧分析儀、超聲波液位計等）、管道、閥門、驅(qū)氮系統(tǒng)、空壓機系統(tǒng)。

四 四川博水環(huán)保 反硝化深床濾池過濾機理

   四川博水環(huán)保 反硝化深床濾池為重力流濾池，粗石英砂濾料，在濾池運行過程中實現(xiàn)以下三個功能：

4.1 懸浮物（SS）的過濾去除能力；

4.2 硝態(tài)氮（NO3-N）的生物反硝化脫氮能力；

4.3 絮凝后的非溶解性磷（PO43-鹽磷）的去除能力；

4.4 整個濾池的進水、出水、反沖氣洗、氣水連沖、驅(qū)氮都為自動化控制；

4.5 在反硝化深床濾池運行的整個過程中有截留、吸附、脫附三個過程。

五 截留機理

   兩種基本類型：

5.1 機械過濾：其截留所有大于濾料或由已經(jīng)沉積的顆粒物集團而形成的濾料的篩孔尺寸的顆粒物。濾料的篩孔越小，此現(xiàn)象越明顯：其在由較粗濾料構成的濾床中作用較小，但在通過細篩孔介質(zhì)的過濾中的作用較為重要；

5.2 在濾料上沉積：懸浮顆粒物隨著液體流動；它可能穿過濾料而不被截留，這與其粒徑和孔徑的相對大小有關。無論如何，多種現(xiàn)象可以改變其行并使其與濾料接觸。

六 吸附機理

   顆粒物在濾料表面的吸附作用在低濾速時得到加強，其原因為物理作用力（擠壓、內(nèi)聚力）及主要為吸力的吸附力。

七 脫附機理

7.1 作為上述機理的結果，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。在濾層失效之前，需要對濾池進行有效的反沖洗，恢復濾層的過濾性能；

7.2 反硝化深床濾池配有卓越的反沖洗配水配氣系統(tǒng)，特有的二次配水配氣系統(tǒng)，緊密分布的孔口，無反沖洗死角，大大提高反沖洗效率，提高濾池運行周期，降低濾池反沖洗運行費用。

八、脫氮機理

8.1 反硝化深床濾池濾料層在缺氧環(huán)境下運行，在濾料表面附著生長大量的反硝化生物菌群，二級生化處理出水通過重力流通過濾料層，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的吸附、還原成氮氣（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；

8.2 反硝化菌是一類化能異養(yǎng)兼性缺氧型微生物，其反應在缺氧的條件下進行。反應過程中反硝化菌還原硝基氮需利用有機物（如甲醇）做為電子供體，污水廠的三級處理反硝化濾池，濾池進水的碳源（BOD5）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?shù)奶荚矗ㄈ缂状迹?。濾池作為污水廠污水深度處理的保障工藝，如果碳源投加過量，則引起污水廠出水BOD5超標，反硝化濾池特有“進水流量信號+進水溶解氧濃度信號+進水硝基氮濃度信號+出水硝基氮濃度信號”的碳源投加機制，能精確的控制碳源投加量，做到經(jīng)濟節(jié)能穩(wěn)定的運行；

8.3 反硝化過程中，有機物作為電子供體提供能量并得到氧化降解，利用硝酸鹽中的氮做電子受體，使得硝態(tài)氮還原成氮氣，其反應式如下：

     NO3-+1.08CH3OH+0.24H2CO3→0.056C5H7NO2+0.47N2↑+1.68H2O+HCO3-

     NO2-+0.67CH3OH+0.53H2CO3→0.04C5H7NO2+0.48N2↑+1.23H2O+HCO3-

8.4 由上述反應可知，反硝化反應中每還原1gNO3-需消耗2.47g的甲醇，每還原1gNO2-需消耗1.53g的甲醇。

九 化學除磷原理

9.1 化學除磷是通過“微絮凝過濾”來完成的。通過向污水中投加無機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)，反應方程舉例如下式：

     Al3++PO43-→AlPO4↓    pH=6～7

     Fe3++PO43-→FePO4↓    pH=5～5.5

9.2 “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。

十 化學除磷藥劑

   為了生成非溶解性的磷酸鹽化合物，用于化學除磷的化學藥劑主要是Fe3+鹽、Al3+鹽和氫氧化鈣?？紤]到鐵鹽過量投加引起色度增高、影響紫外消毒系統(tǒng)的紫外 透射率UVT，且化學污泥產(chǎn)泥量較大，氫氧化鈣投加量大，污泥產(chǎn)量大等原因，本方案推薦使用鋁鹽作為除磷絮凝劑。