1、Denite ?深床反硝化濾池調(diào)試方案專業(yè)資料*（蘇州）有限公司上海浦東分公司2017 年目錄1. Denite? 深床反硝化濾池簡介 31.1 反硝化工藝原理及特點(diǎn) 31.2 生物反硝化的影晌因素 51.3 化學(xué)除磷原理 71.4 深床反硝化濾池 82. Denite 濾池區(qū)域安全作業(yè) 122.1 濾池內(nèi)安全作業(yè) 122.2 濾池及露天池附近安全作業(yè) 122.3 污水附近安全作業(yè) 132.4 輔助設(shè)備安全 132.5 化學(xué)品的處理 143. Denite? 工程調(diào)試 143.1 水質(zhì)及水量 143.2 調(diào)試方案 144. 啟動、運(yùn)行及注意事項(xiàng) 174.1過量供給碳源的征兆 174.2 碳源供

2、給不足的征兆 174.3 混凝劑對SS影響 171. Denite? 深床反硝化濾池簡介1.1 反硝化工藝原理及特點(diǎn)反硝化反應(yīng)( denitrification )反硝化反應(yīng)是由一群異養(yǎng)型微生物完成的生物化學(xué)過程。 在缺氧(不存在分 子態(tài)溶解氧) 的條件下，將亞硝酸根和硝酸根還原成氮?dú)狻?一氧化氮或氧化二氮。 當(dāng)有溶解氧存在時， 反硝化菌分解有機(jī)物利用分子態(tài)氧作為最終電子受體。 在無 溶解氧的情況下，反硝化菌利用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，O2-作為受氫體生成 巴0和OH-堿度，有機(jī)物作為碳源及電子 供體提供能量并被氧化穩(wěn)定。生物反硝化過程可用以下二式

3、表示：2N0 2-十6H(電子供體有機(jī)物) N2十2H2O 十20H - (1-1)2N0 3-十9H(電子供體有機(jī)物) N2十3H2O 十30H - (1-2)反硝化過程中亞硝酸根和硝酸根的轉(zhuǎn)化是通過反硝化細(xì)菌的同化作用和異 化作用來完成的。 同化作用是指亞硝酸根和硝酸根被還原成氨氮， 用來合成新微 生物的細(xì)胞、 氮成為細(xì)胞質(zhì)的成分的過程。 異化作用是指亞硝酸根和硝酸根被還 原為氮?dú)狻⒁谎趸蛞谎趸葰鈶B(tài)物質(zhì)的過程， 其中主要成分是氮?dú)狻?異 化作用去除的氮約占總?cè)コ康?70-75% 。反硝化過程的產(chǎn)物因參與反硝化反應(yīng)的做生物種類和環(huán)境因素的不同而有 所不同。例如， pH 值低于 7

4、.3 時，一氧化二氮的產(chǎn)量會增加。當(dāng)游離態(tài)氧和 化合態(tài)氧同時存在時，微生物優(yōu)先選擇游離態(tài)氧作為含碳有機(jī)物氧化的電子受 體。因此， 為了保證反硝化的順利進(jìn)行， 必須確保廢水處理系統(tǒng)反硝化部分的缺氧狀態(tài)。廢水中的含碳有機(jī)物可以作為反硝化過程的電子供體。由式 （1-1） 計(jì)算， 轉(zhuǎn)化 1g 亞硝酸鹽氮為氮?dú)鈺r，需要有機(jī)物 （以 BOD5 表示） 1. 71g ，轉(zhuǎn)化 1g 硝 酸鹽氮為氮?dú)鈺r，需要有機(jī)物 （以 BOD5 表示） 2. 87g ，與此同時產(chǎn)生 3.57g 堿 度 （以 CaCO 3 計(jì)）。如果廢水中不含溶解氧，為使反硝化進(jìn)行完全，所需碳源、 有機(jī)物（以 BOD5 表示）總量可用下式計(jì)算

5、 :C1. 71NO 2-N 十 2.86NO 3-N（1-3 ）式中:C反硝化過程有機(jī)物需要量（以BOD 5表示）,mg/L;NO 2 - N亞硝酸鹽濃度，mg/L ;NO 3- N 硝酸鹽濃度，mg/L 。當(dāng)廢水中碳源有機(jī)物不足時， 可補(bǔ)充投加易于生物降解的碳源有機(jī)物， 如甲 醇等。同時考慮同化及異化兩個代謝過程的反硝化反應(yīng)可用下式表示：NO2- 十 0.67CH3OH 十 0.53H 2CO 3 0.04C 5 H7 NO3 十 0.48N 2 十1.23H 2O 十 HCO 3-（1-4）NO 3 + 1. O8CH3OH 十 O.24H2CO3 0.056C 3H7 NO 3 十 0

6、.47N 2 十1.68H2O 十 HCO 3-（1-5）由式（2-4）和式（2-5） 可以計(jì)算， 每還原 1g 亞硝酸鹽氮和 1g 硝酸鹽氮為氮 氣時，分別需要甲醇 1. 53g 和 2.47g 。為了降低運(yùn)行成本， 可以用城市廢水或工業(yè)廢水作為碳源。 廢水中一部分易 生物降解的有機(jī)碳可以作為反硝化的碳源被微生物利用。 另一部分有機(jī)物則是可 慢速生物降解的顆粒性或溶解性有機(jī)物， 雖可作為反硝化的碳源， 但會使反硝化 的速率降低。其余的不可生物降解有機(jī)物，不能作為反硝化的碳源。根據(jù)有機(jī)碳源的不同， Barnard 提出反硝化速率可以分為三個不同的速率階段。第一階段在515min內(nèi)，反硝化速率為

7、50mg(L h),該階段利用易生物降解的可溶性有機(jī)物作為碳源。第二階段速率為 16mg(L h),用不溶或 復(fù)雜的可溶性有機(jī)物作碳源， 這一階段一直延續(xù)到外部碳源用盡為止。 第三階段 反硝化速率為5. 4mg(L h),用微生物內(nèi)源代謝產(chǎn)物作碳源。1.2 生物反硝化的影晌因素1) 溫度溫度對反硝化速率的影響與反硝化設(shè)備的類型 (做生物的懸浮生長型與附著 生長型)及硝酸鹽氮負(fù)荷有關(guān)。反硝化反應(yīng)的最適宜溫度范圍是 2040 OC ,低于 5C時反應(yīng)速率會下降。為在低溫條件下提高反硝化速率，可以采取延長污泥齡、 降低負(fù)荷率和提高廢水的水力停留時間等方法。2) pH 值反硝化過程的最適宜 pH 值為

8、 7.07.5 ,不適宜的 pH 值影響反硝化菌的 增殖和酶的活性。 當(dāng) pH 值低于 6.0 或高于 8.0 時,反硝化會受到明顯的抑制。 反硝化過程中會產(chǎn)生堿度,這有助于把 pH 值保持在所需范圍內(nèi),并補(bǔ)充在硝 化過程中消耗的一部分堿度。理論計(jì)算表明,每還原 1g 硝酸鹽氮產(chǎn)生 3.5g 堿 度(以 CaCO 3 計(jì)) ,但實(shí)測值低于理論計(jì)算值。對于懸浮生長型反硝化系統(tǒng), 此值為 2.89g ,而對于附著生長型反硝化系統(tǒng),此值為 2.95g 。3) 溶解氧 微生物反硝化需要保持嚴(yán)格的缺氧條件。溶解氧對反硝化過程有抑制作用, 這主要是因?yàn)檠鯐c硝酸鹽競爭電子供體, 同時分子態(tài)氧也會抑制硝酸鹽

9、還原酶 的合成及其活性。溶解氧對反硝化抑制作用的對比試驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)溶解氧為0mg/L 時，硝酸鹽的去除率為 100% ，而溶解氧為 0.2mg/L 時，則無明顯的 反硝化作用。一般認(rèn)為，活性污泥系統(tǒng)中，溶解氧應(yīng)保持在 0.5mg/L 以下，才 能使反硝化反應(yīng)正常進(jìn)行。 但在附著生長系統(tǒng)中， 由于生物膜對氧傳遞的阻力較 大，可以允許有較高的溶解氧濃度。4）碳源有機(jī)物反硝化反應(yīng)是由異養(yǎng)微生物完成的生化反應(yīng)， 它們在溶解氧濃度極低的條件 下利用硝酸鹽中的氧作為電子受體， 有機(jī)物作為碳源及電子供體。 碳源物質(zhì)不同， 反硝化速率也不同。5）碳氮比如上所述，理論上將 1g 硝酸鹽氮還原為氮?dú)庑枰荚从袡C(jī)

10、物 （以 BOD5 表 示 ）2.86g 。一般認(rèn)為，當(dāng)反硝化反應(yīng)器中廢水的 BOD 5/TKN 值大于 46 時，可以認(rèn)為 碳源充足。在單級活性污泥系統(tǒng)單一缺氧池前置反硝化（ A/O） 工藝中，碳氮比需求可 高達(dá) 8，這是因?yàn)槌鞘袕U水成分復(fù)雜，常常只有一部分快速生物降解的 BOD 5可 用作反硝化的碳源物質(zhì)。6）有毒物質(zhì)反硝化菌對有毒物質(zhì)的敏感性比硝化菌低得多， 與一般好氧異養(yǎng)菌相同。 在 應(yīng)用一般好氧異養(yǎng)菌的抑制或毒性的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)時，應(yīng)該考慮微生物被馴化的作 用。通過試驗(yàn)得出反硝化菌對抑制和有毒物質(zhì)的允許濃度。反硝化濾池屬于缺氧生物膜法工藝， 生物膜法污泥濃度極高， 缺氧生物膜法 約為 20

11、g/L 左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于常規(guī)活性污泥法的 3-5g/L ，水流方向?yàn)榻盗魇剑瑥?上而下經(jīng)過生物填料層， 具有推流生物反應(yīng)器的特點(diǎn)， 且生物附著于填料表面不 斷更新，不存在污泥流失等問題， 也不存在泥齡等限制， 這決定了該工藝的特點(diǎn)：? 反應(yīng)效率高，具有高度的硝化與脫氮功能；? 對水質(zhì)水量的變化有較強(qiáng)的適應(yīng)性；? 對低濃度的污水也能進(jìn)行有效的處理；? 生物膜法工藝中脫落的生物膜，易于固液分離，沉淀池的處理效果 良好，即使絲狀菌異常增殖， 也不像活性污泥法那樣產(chǎn)生污泥膨脹現(xiàn)象； ? 污泥產(chǎn)率低，節(jié)省污泥處理費(fèi)用；? 負(fù)荷高，占地非常節(jié)省。1.3 化學(xué)除磷原理通過混凝劑與污水中的磷酸鹽反應(yīng)， 生成難溶

12、的含磷化合物與絮凝體， 可以 使污水中的磷分離出來，達(dá)到除磷的目的，化學(xué)除磷常用的混凝劑有石灰 (鈣鹽)、 鋁鹽和鐵鹽等。鐵離子與磷酸鹽的反應(yīng)同鋁離子與磷酸鹽的反應(yīng)十分相似， 生成物為 FeSO4 與 Fe(OH) 3。國內(nèi)常用的鐵鹽混凝劑有三氯化鐵 FeCL 3、硫酸亞鐵等。鐵鹽的投加條件與鋁鹽十分相似。混凝劑的投加量不僅取決于藥劑的種類， 而且還與生化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)條件、 污 水水質(zhì)以及后續(xù)固液分離方式有關(guān)。 在有條件時， 應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)來確定合理的投加 量。應(yīng)根據(jù)三級處理流程的豎向水力銜接條件考慮選擇混合單元的工藝形式。 當(dāng) 三級處理前設(shè)置中間提升泵站時， 可采用水泵混合、 靜態(tài)混合等方式。 當(dāng)

13、流程水力銜接的水頭較小時，宜先采用機(jī)械混合裝置，而盡量避免采用隔板混合池，以 防止因隔板上大量蘗生生物膜而影響出水水質(zhì)的情況發(fā)生。在采用濾池過濾時，也可采用微絮凝直接過濾的方式，利用濾池獨(dú)特的擾流效果完成絮凝和SS截留過程。1.4 深床反硝化濾池本次深度處理工藝主要目的為去除SS/TN/TP，采用深床濾池微絮凝直接過濾。冬季可作為去除TN的保障措施，深床濾池可作為反硝化深床濾池使用，使 得SS及TN出水達(dá)到設(shè)計(jì)要求。反硝化深床濾池工藝流程圖如下: 混售池MK1Denites_- 一卅水圖1-1DeePBed TM Filter （深床濾池）是迪諾拉公司獨(dú)特的過濾處理工藝。濾料采用23mm石英砂

14、介質(zhì)，濾床深度可達(dá)1.83m ,濾池可保證出水SS低于10mgl、通常5mgL以下。絕大多數(shù)濾池表層很容易堵塞，很快失去水頭，而水環(huán)純獨(dú) 特的均質(zhì)石英砂允許固體雜質(zhì)透過濾床的表層，深入數(shù)英尺的濾料中，達(dá)到整個濾池縱深截留固體物圖1-3 :過濾介質(zhì)：石英砂濾池需定期反沖洗，反沖洗模擬人的搓手模式，大量強(qiáng)有力的空氣使濾料相互搓擦，使截留的SS全部清洗出池，清洗率達(dá)到100 %，沖洗用水僅為總量2%4%。濾池運(yùn)行如下圖所示:illM!圖1-4 :氣洗圖1-6 :水洗h*il Mim hMiri Wl-W M書i-BiUlei 圖1-5 :氣水同時反沖1.EMrPM!IflhcriIViLIMIIJM

15、lHchgh-IMl li.r.9- 百Ii-Du-Jii圖1-7 :過濾Denite ? DeepBed TM Filter (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。 是水環(huán)純公司獨(dú)特領(lǐng)先全球的脫氮及過濾并舉的先進(jìn)處理工 藝。 1969 年世界上第一個反硝化濾池即誕生在 STS/Tetra 公司。近 40 年來 STS/Tetra 的反硝化濾池在全世界有上百個系統(tǒng)在正常運(yùn)行著。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 (NO 3-N) 及懸浮物極好的去除構(gòu)筑物。 24 毫米介質(zhì)的比表面 積較大。1.83m深介質(zhì)的濾床足以避免竄

16、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不會使濾床發(fā)生水力穿透。介質(zhì)有極好的懸浮物截留功 效，在反沖洗周期區(qū)間，每m2過濾面積能保證截留 7.3kg的固體懸浮物。固 體物負(fù)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(fù)荷高、 床體深， 因此需要高 強(qiáng)度的反沖洗。 反硝化濾池采用氣、 水協(xié)同進(jìn)行反沖洗。 反沖洗污水一般返回到 前段生物處理單元。 由于濾床固體物高負(fù)荷的截留性能， 反沖洗用水不超過處理 廠水量的 4% ，通常 2%) 。ST

17、S 的 Speed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(xì)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 無數(shù)的工程經(jīng)驗(yàn)和長久的歷史數(shù)據(jù)表明，在前端硝化反應(yīng)較完全的情況下， STS/Tetra的技術(shù)可穩(wěn)定做到出水TN3mgl.。在反硝化過程中，由于硝酸氮不 斷被還原為氮?dú)猓?深床濾池中會集聚大量的氮?dú)猓?這些氣體會使污水繞竄介質(zhì)之 間，這樣增強(qiáng)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?dú)鈿馀輹r，則會造成水頭損失，這時就必須采用BumPTM技術(shù)驅(qū)散氮?dú)猓謴?fù)水頭，每次持續(xù) 12分鐘，每天進(jìn)行數(shù)次，此過 程為 STS/Tetra 的獨(dú)特技術(shù)，其它脫氮濾池?zé)o此功能。去除SS每毫克SS中含BOD5 040.5毫克，因此去除出水中固體懸浮物 的同時，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 1mg/l 以上的上述雜質(zhì) .配合適當(dāng)?shù)幕?學(xué)處理， 能使出水總磷穩(wěn)定降至 0.3mg/l 以下。反硝化濾池能輕松滿足濁度 2NTU 或 SS 5mg/l （通常 SS 0.2 mg/L ）為亞硝態(tài)氮（不完全脫氮）3. 異常偏高的需氯量（與亞硝酸