反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)深床濾(lv)(lv)池是集生物(wu)脫氮及過濾(lv)(lv)功(gong)能合二為一(yi)的(de)處理單元，是業界認可度較高的(de)脫氮及過濾(lv)(lv)并舉的(de)先進處理工(gong)藝。1969年(nian)世界上第一(yi)個反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)濾(lv)(lv)池誕(dan)生。近40年(nian)來反(fan)硝(xiao)(xiao)化(hua)(hua)濾(lv)(lv)池在全世界有數(shu)百(bai)個系(xi)統在正常運行。

濾料采用2～3mm石英砂介質，濾床深度(du)通常(chang)為1.83m，濾池(chi)(chi)(chi)可保(bao)證出(chu)水SS低(di)于5mg/L以下。絕(jue)大多數濾池(chi)(chi)(chi)表層很容(rong)易堵(du)塞或板(ban)結，很快失去水頭，而獨特的(de)均質石英砂允許(xu)固體雜(za)質透(tou)過(guo)濾床的(de)表層，深入濾池(chi)(chi)(chi)的(de)濾料中，達到整個濾池(chi)(chi)(chi)縱深截留固體物(wu)的(de)優(you)異效(xiao)果。

絮凝沉淀：絮凝沉淀分為兩個部(bu)分即絮凝+斜(xie)管沉淀。

絮凝：以(yi)(yi)PAC作(zuo)(zuo)為混凝劑(ji)，溶解后形(xing)成(cheng)高(gao)電(dian)(dian)(dian)(dian)荷(he)的(de)(de)聚合環鏈體，進入污水(shui)形(xing)成(cheng)大量的(de)(de)正電(dian)(dian)(dian)(dian)荷(he)團吸附(fu)水(shui)中的(de)(de)負電(dian)(dian)(dian)(dian)荷(he)雜(za)質，對水(shui)中膠(jiao)體和(he)顆粒(li)物具有高(gao)度電(dian)(dian)(dian)(dian)中和(he)及橋聯作(zuo)(zuo)用，在水(shui)中與膠(jiao)體顆粒(li)所帶的(de)(de)負電(dian)(dian)(dian)(dian)荷(he)瞬間中和(he)作(zuo)(zuo)用，使雜(za)質生(sheng)成(cheng)礬花而沉(chen)淀。同時(shi)以(yi)(yi)PAM陰離子作(zuo)(zuo)為助凝劑(ji)，利用其(qi)高(gao)分子特(te)點(dian)，分子鏈固定在不同的(de)(de)顆粒(li)表面上，形(xing)成(cheng)絮體加速沉(chen)降(jiang)。

斜(xie)管(guan)(guan)(guan)(guan)沉(chen)(chen)淀：斜(xie)管(guan)(guan)(guan)(guan)沉(chen)(chen)淀是在(zai)沉(chen)(chen)淀池體(ti)上(shang)(shang)方(fang)按裝傾角60度的蜂(feng)窩(wo)斜(xie)管(guan)(guan)(guan)(guan)。水中(zhong)絮體(ti)等懸(xuan)浮雜質在(zai)斜(xie)管(guan)(guan)(guan)(guan)中(zhong)進行沉(chen)(chen)淀，水沿(yan)斜(xie)管(guan)(guan)(guan)(guan)上(shang)(shang)升(sheng)流動，分離出的泥(ni)(ni)(ni)渣在(zai)重力作用下(xia)沿(yan)著斜(xie)管(guan)(guan)(guan)(guan)向下(xia)滑至池底，利用掃角刮泥(ni)(ni)(ni)機將沉(chen)(chen)泥(ni)(ni)(ni)刮入集泥(ni)(ni)(ni)斗。由排(pai)泥(ni)(ni)(ni)管(guan)(guan)(guan)(guan)排(pai)入污泥(ni)(ni)(ni)池另行處(chu)理或綜合利用。上(shang)(shang)清液逐漸上(shang)(shang)升(sheng)至集水管(guan)(guan)(guan)(guan)排(pai)出。

反(fan)硝(xiao)化深床濾(lv)池：將反(fan)硝(xiao)化與深床過(guo)濾(lv)功(gong)能有(you)機結合在一起，是集(ji)生物(wu)脫氮(dan)及過(guo)濾(lv)功(gong)能合二(er)為一為兩個部(bu)分即反(fan)硝(xiao)化+過(guo)濾(lv)。

反(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)：反(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)指硝(xiao)(xiao)(xiao)酸氮和亞硝(xiao)(xiao)(xiao)酸氮在反(fan)硝(xiao)(xiao)(xiao)化(hua)菌(jun)的(de)作用下(xia),被(bei)還(huan)原為氣(qi)態氮的(de)過程.

反硝化(hua)過程(cheng)需在缺(que)氧(yang)條件下(xia)進行,并(bing)需要(yao)有機碳源作為電子供體完成脫(tuo)氮過程(cheng)。

過濾(lv)：采(cai)用石英砂截留過濾(lv)水中懸浮(fu)物及雜質。

水中(zhong)的氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)主要以氨(an)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)、硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)(yan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)、亞(ya)(ya)硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)(yan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)和有(you)(you)機(ji)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)幾種形式存在(zai)(zai)(zai)。有(you)(you)機(ji)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)通過氧化(hua)(hua)和微生物(wu)活動可轉化(hua)(hua)為氨(an)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)，氨(an)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)在(zai)(zai)(zai)好(hao)氧情況下(xia)又可被硝(xiao)化(hua)(hua)細(xi)菌(jun)氧化(hua)(hua)成亞(ya)(ya)硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)(yan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)和硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)(yan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)。亞(ya)(ya)硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)(yan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)是氨(an)硝(xiao)化(hua)(hua)過程(cheng)的中(zhong)間產物(wu)，水中(zhong)亞(ya)(ya)硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)(yan)含(han)量高，說(shuo)明有(you)(you)機(ji)物(wu)的無(wu)機(ji)化(hua)(hua)過程(cheng)尚未(wei)完(wan)成，污(wu)染(ran)危害仍然(ran)存在(zai)(zai)(zai)。硝(xiao)酸(suan)鹽(yan)(yan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)是含(han)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)有(you)(you)機(ji)物(wu)氧化(hua)(hua)分(fen)解的最終產物(wu)。

無論在深(shen)床濾池(chi)模式還是在反(fan)硝(xiao)化深(shen)床濾池(chi)運行模式，濾池(chi)均需反(fan)沖洗(xi)，將截留和生(sheng)成的固體排(pai)出。

反(fan)沖洗流程(cheng)通常需要三(san)個階段：①氣洗；②氣水聯(lian)合反(fan)洗；③水洗或漂洗。

反硝(xiao)化深床濾(lv)池結(jie)構簡單，安裝方便，濾(lv)池內無(wu)活動部件，濾(lv)料無(wu)流失，終身無(wu)需維(wei)護。

主要組件(jian)如下(xia)：

A. 濾料(liao)

硬硅質砂，圓形尺寸范(fan)圍2-3mm

B. 礫層

圓形硬硅質砂尺(chi)寸范圍3-40mm

C. 濾磚

提供超強的反沖洗(xi)氣水(shui)分(fen)配性能

D. 進氣(qi)管(guan)

當需要進(jin)氣管配(pei)置時，不銹鋼的進(jin)氣管能夠提供均勻的反沖洗氣分(fen)配(pei)

E. 堰板

使濾池與反沖洗水槽分(fen)開，為進水和反沖洗出水的均勻分(fen)配提供條件

F. 控制系統

專為控制濾池的(de)各(ge)種設備而(er)開發的(de)控制系(xi)統。

G. 閥門

自動(dong)和(he)手動(dong)的閥門控制水和(he)空氣的進出

H. 碳源存(cun)儲和(he)供給系統

通(tong)常設(she)計為乙(yi)酸鈉(na)或乙(yi)酸，根據進入濾池的硝(xiao)酸氮量來控制碳源投(tou)加量

I. 反沖洗泵

為(wei)濾池提供(gong)反沖(chong)洗水(shui)，用于反沖(chong)洗濾料和驅(qu)氮。

J. 鼓風機

為濾池提供反(fan)(fan)沖(chong)洗(xi)空氣來源，用于反(fan)(fan)沖(chong)洗(xi)濾料。

反硝化(hua)深床濾池結構簡單實(shi)用(yong)，集多(duo)種污染物去除功能于(yu)一個處理單元，包括(kuo)對(dui)懸浮(fu)物、TN和(he)TP均有(you)相當好的去除效果。現有(you)的運(yun)行(xing)經(jing)驗表明，在(zai)無需化(hua)學加(jia)藥除磷的情況下，可以滿(man)足出水水質BOD<5mg/L，SS<5mg/L，TN<3mg/L，TP<1mg/L。在(zai)進(jin)行(xing)化(hua)學除磷的情況下，出水TP<0.3mg/L。

深床過(guo)濾(lv)(lv)(lv)是(shi)使液(ye)體通過(guo)有某種(zhong)顆粒或可壓縮濾(lv)(lv)(lv)料組成的(de)濾(lv)(lv)(lv)床去除懸浮于(yu)液(ye)體中(zhong)的(de)顆粒物質，普(pu)遍用(yong)于(yu)污水處理二(er)級處理工藝出水的(de)過(guo)濾(lv)(lv)(lv)。目前(qian)，深床過(guo)濾(lv)(lv)(lv)用(yong)于(yu)生物或化學出水中(zhong)懸浮物的(de)去除以減少固體物質排放量，更(geng)重(zhong)要的(de)作(zuo)用(yong)是(shi)可以作(zuo)為一個調(diao)節(jie)過(guo)程用(yong)于(yu)加強濾(lv)(lv)(lv)后水的(de)消毒效果。

深床過(guo)濾主要通過(guo)以下五種主要機理(li)去除懸浮物(wu)質：

a) 隔濾(lv)

包(bao)括(kuo)機(ji)(ji)械隔濾和偶(ou)(ou)然(ran)接觸過(guo)濾。粒(li)徑(jing)大(da)于濾料(liao)孔(kong)隙(xi)的(de)顆粒(li)通過(guo)機(ji)(ji)械的(de)攔截被去(qu)除(chu)(chu)為(wei)機(ji)(ji)械隔濾；粒(li)徑(jing)小于濾料(liao)孔(kong)隙(xi)的(de)顆粒(li)由于偶(ou)(ou)然(ran)接觸被捕獲在濾料(liao)內為(wei)偶(ou)(ou)然(ran)接觸過(guo)濾。隔濾是具有可操作性的(de)懸浮(fu)物主要去(qu)除(chu)(chu)機(ji)(ji)理。

b) 沉(chen)淀或碰撞

沉(chen)淀，顆(ke)粒沉(chen)積在過濾(lv)(lv)器的濾(lv)(lv)料上；碰撞(zhuang)，重質顆(ke)粒不沿水流(liu)方向(xiang)流(liu)動。

c) 截留

許多沿水流(liu)方(fang)向(xiang)運(yun)動的顆粒與濾(lv)料表面接觸(chu)時被捕獲(huo)。

d) 黏(nian)附

當(dang)顆粒通過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)料時，它們就會(hui)黏(nian)附于(yu)濾(lv)(lv)(lv)(lv)料表面。由(you)于(yu)水(shui)流的沖擊，有(you)些顆粒在尚未牢固地附著于(yu)濾(lv)(lv)(lv)(lv)料表面之前(qian)就被(bei)水(shui)流沖走，進入濾(lv)(lv)(lv)(lv)床(chuang)(chuang)深部。當(dang)濾(lv)(lv)(lv)(lv)床(chuang)(chuang)逐(zhu)漸(jian)堵塞后，表面剪力(li)則開始增大，使濾(lv)(lv)(lv)(lv)床(chuang)(chuang)再也不能(neng)去除任何懸浮固體。一(yi)些懸浮顆粒可能(neng)會(hui)穿透濾(lv)(lv)(lv)(lv)床(chuang)(chuang)，使過(guo)(guo)濾(lv)(lv)(lv)(lv)器出水(shui)濁度突然升高。

e) 絮凝

在濾料空隙內(nei)可能會發生絮凝作用，通過過濾器內(nei)部的速(su)度梯度形(xing)成更大(da)的顆粒，再通過上(shang)述幾種機理的作用而去除。

f) 脫(tuo)附

作為上(shang)述機理的(de)(de)(de)(de)(de)結果，被(bei)已經沉積的(de)(de)(de)(de)(de)顆粒物包裹著(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)濾(lv)(lv)(lv)料表面之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)間(jian)隙變小。流(liu)速升(sheng)高，濾(lv)(lv)(lv)層阻力升(sheng)高。被(bei)截(jie)留的(de)(de)(de)(de)(de)沉積物可能(neng)脫附并被(bei)帶到濾(lv)(lv)(lv)料的(de)(de)(de)(de)(de)深層，甚至可能(neng)透過(guo)濾(lv)(lv)(lv)層。在濾(lv)(lv)(lv)層失效之(zhi)前，需要(yao)對(dui)濾(lv)(lv)(lv)池進行(xing)有效的(de)(de)(de)(de)(de)反沖洗，恢復濾(lv)(lv)(lv)層的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)濾(lv)(lv)(lv)性(xing)能(neng)。

將(jiang)硝(xiao)酸鹽(yan)和亞硝(xiao)酸鹽(yan)還(huan)原成氮氣(qi)的(de)生化反(fan)應(ying)成為反(fan)硝(xiao)化反(fan)應(ying)。能(neng)夠進行反(fan)硝(xiao)化反(fan)應(ying)的(de)細菌(jun)(jun)成為反(fan)硝(xiao)化細菌(jun)(jun)。反(fan)硝(xiao)化作用(yong)是(shi)反(fan)硝(xiao)化細菌(jun)(jun)的(de)厭氧呼(hu)吸(xi)過程，硝(xiao)酸鹽(yan)是(shi)電子受體，氮氣(qi)是(shi)代謝產(chan)物，要(yao)完(wan)成這一厭氧過程，還(huan)必須(xu)提(ti)供(gong)電子供(gong)體——有(you)機物。

反硝化過程為一(yi)多步(bu)反應。

反硝化細菌是異養兼(jian)性厭(yan)氧菌，能夠(gou)利用氧或(huo)硝酸鹽作(zuo)為(wei)最終電(dian)子(zi)受(shou)體。當氧受(shou)限(xian)制時，反硝化細菌以(yi)硝酸鹽和(he)(he)亞硝酸鹽中的(de)N5+和(he)(he)N3+作(zuo)為(wei)能量代謝中的(de)電(dian)子(zi)受(shou)體進(jin)行(xing)厭(yan)氧呼吸（被還(huan)原），O2-作(zuo)為(wei)受(shou)氫體生成(cheng)H20和(he)(he)OH-堿(jian)度(du)，有機物作(zuo)為(wei)碳(tan)源(yuan)及電(dian)子(zi)提供(gong)體提供(gong)能量并得到穩定。

如(ru)果污水(shui)中碳源(yuan)有機(ji)物(wu)不足，應(ying)補(bu)充投(tou)加易于生物(wu)降解的碳源(yuan)有機(ji)物(wu)，如(ru)甲醇、乙(yi)(yi)酸、乙(yi)(yi)酸鈉等。此(ci)時，同時考慮同化異化兩個代謝(xie)過程的反(fan)硝化反(fan)應(ying)可(ke)用下式表示：

由上式可計算，每還原1g NO2-N和1g NO3-N為(wei)N2時，分(fen)別需要(yao)甲醇(chun)1.53g和2.47g。考慮到(dao)污水(shui)中的溶解氧(yang)，為(wei)使反硝化過程(cheng)進(jin)行完(wan)全(quan)需要(yao)投加(jia)甲醇(chun)量CM為(wei)：

上式計算甲醇消耗(hao)量(liang)偏于保守，因為反硝化深床(chuang)濾池進水中仍有剩余BOD，根據工程實際(ji)經驗(yan)，甲醇與NO3-N比值(zhi)可取3.0。

基于上述反硝(xiao)(xiao)化機理，反硝(xiao)(xiao)化深床濾(lv)池在缺氧環境下，通(tong)過附著在濾(lv)料(liao)上的反硝(xiao)(xiao)化菌(jun)，利用碳(tan)源作(zuo)為電(dian)子供(gong)體，將(jiang)硝(xiao)(xiao)酸鹽或亞硝(xiao)(xiao)酸鹽還原成氮氣（N2）釋放，完成反硝(xiao)(xiao)化脫氮過程。

化學(xue)除(chu)磷是通(tong)過“微(wei)絮凝過濾”來完成的(de)。通(tong)過向污(wu)水中投加無機(ji)金屬鹽(yan)藥劑與污(wu)水中溶解性的(de)鹽(yan)類，與磷酸鹽(yan)混合后，形(xing)成顆(ke)粒狀、非溶解性的(de)物質(zhi)，反(fan)應方(fang)程舉例如下式(shi)。

“微絮凝(ning)過(guo)濾”除磷(lin)可以簡單地理解(jie)為：水中(zhong)溶(rong)解(jie)狀(zhuang)的(de)磷(lin)（離子狀(zhuang)態），通(tong)(tong)過(guo)投加除磷(lin)絮凝(ning)劑轉(zhuan)換為非(fei)溶(rong)解(jie)、顆粒狀(zhuang)形式的(de)過(guo)程(cheng)，再通(tong)(tong)過(guo)過(guo)濾，以懸(xuan)浮物的(de)形式將(jiang)磷(lin)去除掉(diao)。

為了(le)生成非溶解性的(de)磷(lin)酸鹽化(hua)合(he)物，用(yong)(yong)于(yu)化(hua)學(xue)除磷(lin)的(de)化(hua)學(xue)藥劑主要(yao)是金屬(shu)鹽藥劑和(he)氫(qing)氧化(hua)鈣。許多高價金屬(shu)離子(zi)(zi)藥劑投加到(dao)污水(shui)中后都會與污水(shui)中的(de)溶解性磷(lin)離子(zi)(zi)結(jie)合(he)生成難溶解性的(de)化(hua)合(he)物，但(dan)出于(yu)經(jing)濟(ji)原因考慮(lv)，用(yong)(yong)于(yu)磷(lin)沉析(xi)的(de)金屬(shu)鹽藥劑主要(yao)是Fe3+鹽、Fe2+鹽和(he)Al3+鹽，這(zhe)些藥劑是以溶液和(he)懸(xuan)浮液狀態使用(yong)(yong)的(de)。

污水化學除(chu)磷中常用(yong)的藥劑類型(xing)如下：

表1    化(hua)學除磷中(zhong)常用的藥劑

轉載自：化工好料到

來源：工業廢水圈