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污水处理反硝化深床过滤技术

发布时间:2021-4-1 8:55:16  中国污水处理工程网

  1、反硝化深床滤池概述

  反硝化深床滤池在全球有超过45年的运行使用时间,此系统能够同时去除TN(NO3-N)、SS和TP,介质为石英砂,具有特殊的规格和形状。沙子的直径是2-3mm,废水可以完全与培养基表面的生物膜接触,即使是短期的短流或超水冲击也不会影响系统。

  1.1 重力流进水方式

  有效去除固体悬浮物,无需加水/细滤器。在反硝化过程中,每个含氮基团或含氮化合物都被转化为氮,含氮泡沫的增加会导致曝气头压力损失,因此必须定期消除过量泡沫,这项技术刚好可以解决这个问题,消除泡沫的堆积。

  1.2 主要工作原理

  在过滤器底部注入反冲洗水,历时数秒钟。该过程可加速滤池中氮气的释放,减少水头损失,提高系统效率,延长反冲洗周期。通常,反硝化/过滤系统在进行必要的逆洗前,可以进行4-5次氮气的释放,逆洗频率及时间的选择主要取决于NO3-N的分解量。

  1.3 碳源补充

  在反复反硝化过程中,由于水中碳含量有限,必须不断添加碳以保证生化效果。常用添加剂有:甲醇、发酵残渣、糖等,其中甲醇是常用添加剂。

  1.4 优点

  单池完成反硝化过程与过滤过程,可同时去除SS、TP和TN;与BNR系统(生物营养去除系统)结合使用,有效降低成本同时提高处理效率。完全达到下列高级出水水质标准:NO3-N≤1mg/l,TN≤3mg/l,NTU≤2,SS≤5mg/l。

  2、反硝化深床滤池用于污水处理厂提标改造案例探讨

  2.1 案例概况

  某污水处理厂设计日处理能力为3万吨。主要处理生活废水。按照中央和地方环保部门的要求,对污水处理厂进行改造,实现城市污水处理厂排放A级标准。

  2.2 设计水质标准

  污水处理厂日平均处理水量1250m3/h,日最大用水量1625m3/h,进水设计为总氮(TN)20mg/L,悬浮物(SS)30mg/L,总磷(TP)2mg/L过滤设计的水质,TN15mg/L、SS10mg/L、TP0.5mg/L、SS、TP均可通过过滤和化学絮凝有效去除,TN是年度合规性最大的问题。除提高生物脱氮除磷系统内部碳源的利用效率和反硝化效率外,还利用外部碳源,反硝化是稳定合规的必要措施。

  2.3 滤池格数计算

  大多数过滤器的设计限制是冬季,此时水温较低,反硝化细菌活性较差。反硝化过滤器的设计负荷远低于夏季,夏季水温较高,反硝化菌活性较高,按日平均水量计算,最大用水量多发生在夏季,故采用夏季最大用水量核算。

  (1)冬季计算。在设计最低水温时,NO3-N去除负荷为0.46kg/(m3·d)。每天水量为3万立方米,NO3-N去除总量为每天150kg。则滤料容积V=326m3。根据Denite滤池技术的长宽比并结合污水厂空地面积的实际情况,设计单格滤池长(L)18.29m,宽(B)2.9m,滤层厚度h取经验值1.83m,则滤池格数n=V/(L×B×h)=3.3格,取整数为4格。

  (2)夏季计算。按照水温30℃,NO3-N去除负荷≥0.6kg/(m3·d),按照最大日最大用水量核算,虽然夏天进水TN一般较低,但为保险考虑,仍以进水TN20mg/L进行复核。NO3-N每天去除量Q=195kg。滤料容积V=195/0.6=325m3。滤池单格尺寸以L×B=18.29m×2.9m计,滤层厚度1.83m,则滤池格数n=3.3格,故4格合适。

  脱氮过滤器生物浓度高,水和微生物可以承受短期的影响,也就是说,1n回流不影响水质的TN。总之,脱氮的数量的网格袋式过滤器是4网格,L×B=18.29米×2.9米/网格,滤层的厚度是1.83米。

  2.4 滤砖及滤料

  为了保证汽水分布均匀,汽水反冲效果强,采用STS独特的汽水分布滤砖技术,形成空气反射内腔。反冲洗过程中,空气和水混合时,相邻砖体之间的间隙被强烈喷出,使空气和水均匀分布在整个过滤区域。滤层采用天然卵石,滤料采用天然海砂。经多次筛洗,有效粒径为2-3mm,均匀系数为1.4,球度为I>0.8,莫氏硬度为6-7。

  2.5 反冲洗设备

  反冲洗水泵采用潜水排污泵,数量为2台(1用1备),单台流量785m3/h,扬程为9.14m。反冲洗鼓风机采用罗茨风机,数量为2台(1用1备),单台风量4890m3/h,风压为69kPa。

  2.6 投加系统

  (1)碳源投加系统。用于过滤器反硝化反应,以乙酸((80%浓度)为碳源,储罐容积为11m3,设置3台计量泵(2台1台配制),单台计量泵流量为310mL/min,压力为0.04MPa(0.4bar)。

  (2)PAC投加系统。化学除磷的过滤槽,为了确保除磷效果,两个凿槽水混合井,深床过滤水入口混合槽用于两剂,药剂是由氧化铝和三个剂量和计量泵提供。单台计量泵流量为100L/h,压力为0.04MPa(0.4bar)。

  2.7 工艺调试与运行效果

  深床滤池工艺调试于2014年3月成功,但运行初期出现了滤池水位时而升高过快的现象,经分析认为是二沉池时而出现跑泥现象,从而导致滤池过滤负荷突然加大,故将反冲洗频率由每天2次提高至3次;之后滤池出水TP,TN,SS指标均低于一级A标准,运行效果稳定,尤其在精确控制碳源投加量的情况下,TN可稳定于8mg/L以下,去除效果明显。

  2.8 设计特点

  (1)反硝化深床滤池的反硝化功能启动灵活迅速,可根据进水水质确定是否投加碳源启动反硝化功能,以实现过滤和反硝化功能的相互转换,从而降低运行成本。

  (2)反硝化深床滤池采用降流式重力过滤,去除悬浮物的效率高。(来源:淄博市生态环境质量控制服务中心)

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