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(xué)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(gòu)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(yīng)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(zhuǎn)換成N2完成脫氮反應(yīng)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(yīng)較完全的情況下，反硝化深床濾池的技術(shù)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(dāng)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(shù)驅(qū)散氮氣，恢復(fù)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(shù)，其它脫氮濾池?zé)o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(dāng)?shù)幕瘜W(xué)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(yīng)用微絮凝直接過濾技術(shù)歷史最長和最成熟的即是我公司的深床濾池技術(shù)，是省去沉淀過程而將混凝反應(yīng)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(shù)；
◇ 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(chǔ)上，將混凝與過濾過程有機集成一體，形成了當(dāng)今水處理的高新技術(shù)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(shù)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(gòu)筑物：鋼筋混凝土或鋼制結(jié)構(gòu)，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(shù)，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(fēng)機：采用羅茨鼓風(fēng)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(xué)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(shè)計；
◇ 濾池儀表：濾池進水流量計，反沖洗流量計，液位開關(guān)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(chǔ)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(shù)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(shù)、即釋氮循環(huán)技術(shù)，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(shù)、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(shù)和經(jīng)驗為客戶提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，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(shù)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(shè)計、最徹底的清洗效果、更寬的池體適應(yīng)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(cè)向濾磚，提供超強的反沖洗氣水分配性能；

 ◇ 進氣管：當(dāng)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(shè)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(shè)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(fēng)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(gòu)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(guān)。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(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。在濾層失效之前，需要對濾池進行有效的反沖洗，恢復(fù)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(yīng)在缺氧的條件下進行。反應(yīng)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(dāng)?shù)奶荚矗ㄈ缂状迹V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(yīng)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(yīng)可知，反硝化反應(yīng)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(xué)除磷原理

9.1 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++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(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。

十 化學(xué)除磷藥劑

   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(xué)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。