反硝化濾池調(diào)試方案

1、Denite深床反硝化濾池調(diào)試方案*（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41.3化學(xué)除磷原理61.4深床反硝化濾池72.Denite 濾池區(qū)域安全作業(yè)112.1濾池內(nèi)安全作業(yè)112.2濾池及露天池附近安全作業(yè)112.3污水附近安全作業(yè)122.4輔助設(shè)備安全122.5化學(xué)品的處理123.Denite 工程調(diào)試133.1水質(zhì)及水量133.2調(diào)試方案134.啟動(dòng)、運(yùn)行及注意事項(xiàng)154.1過量供給碳源的征兆154.2碳源供給不足的征兆154.3混凝劑對SS影響161. Denite深床反硝化濾池簡介1

2、.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)?、一氧化氮或氧化二氮。?dāng)有溶解氧存在時(shí)，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H2O 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表示：2NO2- 十6H( 電子供體有機(jī)物) N2 十2H2O 十2OH- (1-1)2NO3- 十9H( 電子供體

3、有機(jī)物) N2 十3H2O 十3OH- (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)?。異化作用去除的氮約占總?cè)コ康?0-75% 。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7.3 時(shí)，一氧化二氮的產(chǎn)量會(huì)增加。當(dāng)游離態(tài)氧和化合態(tài)氧同時(shí)存在時(shí)，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

4、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(shí)，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(shí)，需要有機(jī)物(以BOD5 表示) 2. 87g，與此同時(shí)產(chǎn)生3.57g 堿度(以CaCO3 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:C1. 71NO2-N 十2.86NO3-N (1-3 )式中:C 反硝化過程有機(jī)物需要量(以BOD5表示)， mg/L;NO2 N亞硝酸鹽濃度， mg/L；NO3- N硝酸鹽濃度

5、， mg/L 。當(dāng)廢水中碳源有機(jī)物不足時(shí)，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(shí)考慮同化及異化兩個(gè)代謝過程的反硝化反應(yīng)可用下式表示：NO2- 十0.67CH3OH 十0.53H2CO30.04C5 H7 NO3十0.48N2 十1.23H2O十HCO3- (1-4)NO3- + 1. 08CH3OH 十0.24H2CO30.056C3H7 NO3十0.47N2 十1.68H2O十HCO3- （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?dú)鈺r(shí)，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

6、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(huì)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(gè)不同的速率階段。第一階段在515min 內(nèi)，反硝化速率為50mg/(Lh) ，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/(Lh) ，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/(Lh) ，用微生物內(nèi)源代謝產(chǎn)物作碳源。1.2 生物反硝化的影

7、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 ，低于5時(shí)反應(yīng)速率會(huì)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(shí)間等方法。2) pH 值反硝化過程的最適宜pH 值為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(shí)，反硝化會(huì)受到明顯的抑制。反硝化過程中會(huì)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CaCO3 計(jì))

8、 ，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?huì)與硝酸鹽競爭電子供體，同時(shí)分子態(tài)氧也會(huì)抑制硝酸鹽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(shí)，硝酸鹽的去除率為100% ，而溶解氧為0.2mg/L 時(shí)，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。

9、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)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BOD5/TKN 值大于46 時(shí)，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BOD5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

10、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(shí)，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20g/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?，從上而下?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

11、，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FeCL3、硫酸亞鐵等。鐵鹽的投加條件與鋁鹽十分相似?；炷齽┑耐都恿坎粌H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(shí)，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

12、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(shí)，可采用水泵混合、靜態(tài)混合等方式。當(dāng)流程水力銜接的水頭較小時(shí)，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(shí)，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： 圖1-1DeepBedTM Filter

13、（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石英砂介質(zhì)，濾床深度可達(dá)1.83m，濾池可保證出水SS低于10mg/l、通常5mg/L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(gè)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24。濾池運(yùn)行如下圖所示： 圖1-4：氣洗 圖1-5：氣水同時(shí)反沖 圖1-6：水洗 圖1-7：過濾Denite DeepBedTM Filter

14、（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(gè)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(gè)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(shí)深床又是硝酸氮 (NO3-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(huì)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 7.3k

15、g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(huì)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%)。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

16、下，STS/Tetra的技術(shù)可穩(wěn)定做到出水TN3mg/l.。在反硝化過程中，由于硝酸氮不斷被還原為氮?dú)?，深床濾池中會(huì)集聚大量的氮?dú)?，這些氣體會(huì)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(shí)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(shí)，則會(huì)造成水頭損失，這時(shí)就必須采用STS的Speed BumpTM技術(shù)驅(qū)散氮?dú)?，恢?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 0.40.5毫克，因此去除出水中固體懸浮物的同時(shí)，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)幕瘜W(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（與亞硝酸鹽反應(yīng)）4.濾池出水濁度持續(xù)低于0.5