陆浩贤
汕头市潮阳区广业织染环保有限公司 广东汕头 515000
摘要：市政污水处理工作十分重要，对保护环境具有重要意义。目前，我国大力提升污水实施深度处理的能力，探索出深床反硝化虑池的方式，在实践运用中可以有效处理污水。本文对此处理工艺进行分析。
关键词：深床反硝化滤池；市政污水；深度处理；应用
引 言
近年来，随着国家对环境保护的要求越来越高，为满足地表水环境质量标准V类标准的要求，很多污水处理厂对二级出水进行了提标改造和尾水深度处理。反硝化深床滤池由于同时具有去除SS、TN、TP的能力，越来越多地应用于污水厂的升级改造。
1 深床反硝化滤池简介
反硝化深床滤池中主要包括生物脱氮、过滤功能两个方面，主要构成要素如下：
（1）气水分布系统
为了确保气水分布均匀，产生强有力的反冲，滤池可以通过使用气水分布绿砖技术，借助“T”型滤砖的力量形成空气反射内腔，在反冲洗的过程中将气与水充分混合以后，在相邻砖的间隙中猛烈喷出，使空气与水充分混合在滤池区域中，此种方式能够有效保障零部件不受损坏，且能够终身免修与更新。此种气水分布设计的方式不会老化、堵塞与腐蚀，使用起来十分方便，具体较强的经济性。
（2）滤料
滤料表面使用的是石英砂，强度较高，且粒径在2~4mm之间，球形度为0.8~0.9，在均匀度、莫氏硬度、酸溶度等方面均有严格要求，在性能上要符合AWWA的规定要求。在上述条件的影响下，滤料不易发生磨损与跑砂，终身无需补料。
2 深床反硝化滤池的应用机理
目前，市政污水的处理过程中主要采用的是深床反硝化滤池的工艺，其中的重力流滤池十分重要，能够通过同步完成3种不同的功能，第一种是悬浮物（SS）过滤的能力；第二种是总磷（即TP中所包括的除磷能力）；第三种是总氮（TN）中生物反硝化以及脱氮的能力。
2.1 过滤机理
现阶段，在市政污水深度处理工作中，深床滤池的主要作用在于借助粗石英砂完成滤料工作，同时在滤池运行过程中，产生三个不同过程，分别为截留、吸附与脱附。
（1）在截留的应用方面主要包括两种类型，一种为机械过滤，另一种为滤料沉积。其中，前者主要是对污水中存在体积较大的原料进行截留，通过已沉积颗粒物形成的滤料保障颗粒被有效拦截，不会随着污水流出；如若滤料的筛孔较小，能够使污水净化效果得到显著提升。对于后者来说，主要对于悬浮颗粒物而言，许多颗粒物仍然会随着污水流走，无法被有效截流，另外还与孔径的大小、密度存在一定联系。
（2）在吸附机理方面。深度处理污水过程中，颗粒物通过滤料的表面进行吸附，此时通过滤速就可以进一步加强，主要是由于物理作用，如内聚力或者是挤压等方式进行吸附，从而可以有效净化污
水能力。
（3）在脱附机理方面。在对污水进行深度处理时，对于已经沉积后的颗粒物来说，会吸附在滤料的表面，这时间隙将逐渐减小，随着流速的不断提高，滤层阻力也将不断提升。因此，很多被截留的颗粒物往往难以吸附，导致滤料在深层堆积。在滤层失效以前，需要对其进行多次冲洗，促使其过滤性能的恢复与提升。另外，对于深床滤池来说，还使用过程中还应配备其他系统作为辅助，如二次配水系统，其孔径较小，且分布较为紧密，在多次冲洗的情况下污水净化效率将得到显著提升，在增加滤池效率的同时，还能够降低滤池反冲洗费用的投入。
2.2 脱氮机理
深床滤池滤料层在缺氧环境下运行，滤料表面附着大量的反硝化生物菌群，二级生化处理出水借助重力流通过滤料层，污水中的硝酸盐（NO－3）或亚硝酸盐（NO－2）被吸附于滤料载体生物膜的吸附，还原成N2从污水中释放出来，从而实现污水的反硝化脱氮，颗粒滤料同时具有截留悬浮物的作用。反硝化菌是一类化能异养兼性缺氧型微生物，其反应在缺氧的条件下进行。
反应过程中反硝化菌还原硝基氮需利用有机物（如乙酸钠）作为电子供体，污水厂的三级处理反硝化滤池，滤池进水的碳源（BOD）已经比较低，为保障反硝化生物菌群的正常生物活性，需要适当的碳源（如乙酸钠）。滤池作为污水厂污水深度处理的保障性工艺，如果碳源投加过量，则引起污水厂出水BOD超标，反硝化滤池特有“进水流量信号+进水溶解氧浓度信号+进水硝基氮浓度信号+出水硝基氮浓度信号”的碳源投加机制，能精确地控制碳源投加量，做到经济节能稳定运行。
3 应用效果
污水经二级生物处理构筑物处理后，为进一步强化TN及SS的去除效率和稳定性，在循环澄清池后加设深床反硝化滤池。通过向滤池中投加碳源，并通过滤池中生物膜的异养型反硝化菌将硝酸盐被还原成氮气，从而使出水总氮达标。并通过滤料的过滤作用，使SS同步达标。
（1）出水水质好，采用传统重力流滤池，在污水处理时，能够确保出水稳定，水质好，抗冲击负荷能力强。
（2）滤层堵塞风险低，反冲洗无盲区，冲洗效率高，即使进水水质较差时，通过反冲洗也能彻底恢复滤料的截污能力。
（3）对溶解氧的影响较低，深床反硝化滤池采用弧形堰板及恒水位对滤池运行液位予以控制，有效规避了高落差跌水而导致的进水DO增加（控制溶解氧增加值〈1mg/L。）。
（4）冬季低温条件下，针对反硝化处理不彻底的现状，可通过在污水处理时投加适量碳源，确保TN能够实现稳定达标。
（5）夏季气温条件良好，出水TN如若能稳定达标，则可对工艺运行予以调整，将碳源投加系统关闭转化为深床滤池，确保出水SS达标。
（6）深床过滤池配备有独特的反冲洗系统，其独特的配水、配气系统，高密度分布的孔口以及高强度的气水反冲技术，能够实现全方位无死角反冲洗，显著提升了反冲洗效率，延长了滤池运行周期，减少了滤池反冲洗的次数及成本。
4 深床滤池设计注意事项
（ 1） 建议将深床滤池进水堰形状改为圆弧形，或者提高滤池液位，减少进水跌落。当滤池使用反硝化功能时，滤池进水堰形状设计为圆弧形，促使水流沿滤池两侧层流，以最小化水流落差来降低充氧影响，减少碳源消耗，节约运行成本。
（ 2） 为节约运行成本，尤其当系统使用到反硝化功能时，建议深床滤池设置自动加药控制系统，将前馈控制与反馈控制相结合，在深床滤池前后分别安装硝酸盐氮在线监测仪器，做到碳源投加量的精确控制。
（ 3） 在选用滤砖时，注意考虑滤砖的材质和结构，防止长时间运行后滤砖表面出现较厚的微生物膜或者滤孔堵塞。
5 工程实例
某市政污水厂，深床反硝化滤池主要针对 SS 的去除，保证出水 SS ＜ 10 mg /L，同时在冬季低温反硝化效果不好时，在滤池进水区投加适量碳源，对出水 TN 进一步把关。反硝化系统既是固定生物膜反应器又是深床滤池。实际运行时，在气温适宜的条件下投加碳源，培养反硝化细菌挂膜，培养好后不再外加碳源，此时主要功能是过滤，当 TN 超标时只需补加碳源，由于滤池中有相当数量的反硝化细菌，反硝化功能很快恢复，在去除 SS 的同时进一步反硝化脱氮，运行工况可灵活转换。
目前，该污水处理厂的运行结果显示在外加碳源的情况下，COD、TN 和浊度的平均去除率分别可达到30% 、70% 和 75% ，出水各项指标均满足一级 A 标准，运行效果稳定。尤其是 TN 去除效果明显，在控制外加碳源投加量的情况下，可稳定低于 5 mg /L。
结束语
市政中的污水处理属于保护环境的重要环节，其受到高度重视。深床反硝化虑池在实践运用方面所取得效果非常良好，此处理工艺具有良好的脱氮、去除SS以及脱磷等复合作用的功能，除此之外，其工艺的运行成本比较低，而且在实践运用方面还具有良好的稳定性。
参考文献
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