反硝化滤池调试方案

1、Denite ?深床反硝化滤池调试方案专业资料*（苏州）有限公司上海浦东分公司2017 年目录1. Denite? 深床反硝化滤池简介 31.1 反硝化工艺原理及特点 31.2 生物反硝化的影晌因素 51.3 化学除磷原理 71.4 深床反硝化滤池 82. Denite 滤池区域安全作业 122.1 滤池内安全作业 122.2 滤池及露天池附近安全作业 122.3 污水附近安全作业 132.4 辅助设备安全 132.5 化学品的处理 143. Denite? 工程调试 143.1 水质及水量 143.2 调试方案 144. 启动、运行及注意事项 174.1过量供给碳源的征兆 174.2 碳源供

2、给不足的征兆 174.3 混凝剂对SS影响 171. Denite? 深床反硝化滤池简介1.1 反硝化工艺原理及特点反硝化反应( denitrification )反硝化反应是由一群异养型微生物完成的生物化学过程。 在缺氧(不存在分 子态溶解氧) 的条件下，将亚硝酸根和硝酸根还原成氮气、 一氧化氮或氧化二氮。 当有溶解氧存在时， 反硝化菌分解有机物利用分子态氧作为最终电子受体。 在无 溶解氧的情况下，反硝化菌利用硝酸盐和亚硝酸盐中的 N5+ 和 N3+ 作为能量代谢 中的电子受体，O2-作为受氢体生成 巴0和OH-碱度，有机物作为碳源及电子 供体提供能量并被氧化稳定。生物反硝化过程可用以下二式

3、表示：2N0 2-十6H(电子供体有机物) N2十2H2O 十20H - (1-1)2N0 3-十9H(电子供体有机物) N2十3H2O 十30H - (1-2)反硝化过程中亚硝酸根和硝酸根的转化是通过反硝化细菌的同化作用和异 化作用来完成的。 同化作用是指亚硝酸根和硝酸根被还原成氨氮， 用来合成新微 生物的细胞、 氮成为细胞质的成分的过程。 异化作用是指亚硝酸根和硝酸根被还 原为氮气、一氧化氮或一氧化二氮等气态物质的过程， 其中主要成分是氮气。 异 化作用去除的氮约占总去除量的 70-75% 。反硝化过程的产物因参与反硝化反应的做生物种类和环境因素的不同而有 所不同。例如， pH 值低于 7

4、.3 时，一氧化二氮的产量会增加。当游离态氧和 化合态氧同时存在时，微生物优先选择游离态氧作为含碳有机物氧化的电子受 体。因此， 为了保证反硝化的顺利进行， 必须确保废水处理系统反硝化部分的缺氧状态。废水中的含碳有机物可以作为反硝化过程的电子供体。由式 （1-1） 计算， 转化 1g 亚硝酸盐氮为氮气时，需要有机物 （以 BOD5 表示） 1. 71g ，转化 1g 硝 酸盐氮为氮气时，需要有机物 （以 BOD5 表示） 2. 87g ，与此同时产生 3.57g 碱 度 （以 CaCO 3 计）。如果废水中不含溶解氧，为使反硝化进行完全，所需碳源、 有机物（以 BOD5 表示）总量可用下式计算

5、 :C1. 71NO 2-N 十 2.86NO 3-N（1-3 ）式中:C反硝化过程有机物需要量（以BOD 5表示）,mg/L;NO 2 - N亚硝酸盐浓度，mg/L ;NO 3- N 硝酸盐浓度，mg/L 。当废水中碳源有机物不足时， 可补充投加易于生物降解的碳源有机物， 如甲 醇等。同时考虑同化及异化两个代谢过程的反硝化反应可用下式表示：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） 可以计算， 每还原 1g 亚硝酸盐氮和 1g 硝酸盐氮为氮 气时，分别需要甲醇 1. 53g 和 2.47g 。为了降低运行成本， 可以用城市废水或工业废水作为碳源。 废水中一部分易 生物降解的有机碳可以作为反硝化的碳源被微生物利用。 另一部分有机物则是可 慢速生物降解的颗粒性或溶解性有机物， 虽可作为反硝化的碳源， 但会使反硝化 的速率降低。其余的不可生物降解有机物，不能作为反硝化的碳源。根据有机碳源的不同， Barnard 提出反硝化速率可以分为三个不同的速率阶段。第一阶段在515min内，反硝化速率为

7、50mg(L h),该阶段利用易生物降解的可溶性有机物作为碳源。第二阶段速率为 16mg(L h),用不溶或 复杂的可溶性有机物作碳源， 这一阶段一直延续到外部碳源用尽为止。 第三阶段 反硝化速率为5. 4mg(L h),用微生物内源代谢产物作碳源。1.2 生物反硝化的影晌因素1) 温度温度对反硝化速率的影响与反硝化设备的类型 (做生物的悬浮生长型与附着 生长型)及硝酸盐氮负荷有关。反硝化反应的最适宜温度范围是 2040 OC ,低于 5C时反应速率会下降。为在低温条件下提高反硝化速率，可以采取延长污泥龄、 降低负荷率和提高废水的水力停留时间等方法。2) pH 值反硝化过程的最适宜 pH 值为

8、 7.07.5 ,不适宜的 pH 值影响反硝化菌的 增殖和酶的活性。 当 pH 值低于 6.0 或高于 8.0 时,反硝化会受到明显的抑制。 反硝化过程中会产生碱度,这有助于把 pH 值保持在所需范围内,并补充在硝 化过程中消耗的一部分碱度。理论计算表明,每还原 1g 硝酸盐氮产生 3.5g 碱 度(以 CaCO 3 计) ,但实测值低于理论计算值。对于悬浮生长型反硝化系统, 此值为 2.89g ,而对于附着生长型反硝化系统,此值为 2.95g 。3) 溶解氧 微生物反硝化需要保持严格的缺氧条件。溶解氧对反硝化过程有抑制作用, 这主要是因为氧会与硝酸盐竞争电子供体, 同时分子态氧也会抑制硝酸盐

9、还原酶 的合成及其活性。溶解氧对反硝化抑制作用的对比试验结果表明,当溶解氧为0mg/L 时，硝酸盐的去除率为 100% ，而溶解氧为 0.2mg/L 时，则无明显的 反硝化作用。一般认为，活性污泥系统中，溶解氧应保持在 0.5mg/L 以下，才 能使反硝化反应正常进行。 但在附着生长系统中， 由于生物膜对氧传递的阻力较 大，可以允许有较高的溶解氧浓度。4）碳源有机物反硝化反应是由异养微生物完成的生化反应， 它们在溶解氧浓度极低的条件 下利用硝酸盐中的氧作为电子受体， 有机物作为碳源及电子供体。 碳源物质不同， 反硝化速率也不同。5）碳氮比如上所述，理论上将 1g 硝酸盐氮还原为氮气需要碳源有机

10、物 （以 BOD5 表 示 ）2.86g 。一般认为，当反硝化反应器中废水的 BOD 5/TKN 值大于 46 时，可以认为 碳源充足。在单级活性污泥系统单一缺氧池前置反硝化（ A/O） 工艺中，碳氮比需求可 高达 8，这是因为城市废水成分复杂，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质。6）有毒物质反硝化菌对有毒物质的敏感性比硝化菌低得多， 与一般好氧异养菌相同。 在 应用一般好氧异养菌的抑制或毒性的文献数据时，应该考虑微生物被驯化的作 用。通过试验得出反硝化菌对抑制和有毒物质的允许浓度。反硝化滤池属于缺氧生物膜法工艺， 生物膜法污泥浓度极高， 缺氧生物膜法 约为 20

11、g/L 左右，远远高于常规活性污泥法的 3-5g/L ，水流方向为降流式，从 上而下经过生物填料层， 具有推流生物反应器的特点， 且生物附着于填料表面不 断更新，不存在污泥流失等问题， 也不存在泥龄等限制， 这决定了该工艺的特点：? 反应效率高，具有高度的硝化与脱氮功能；? 对水质水量的变化有较强的适应性；? 对低浓度的污水也能进行有效的处理；? 生物膜法工艺中脱落的生物膜，易于固液分离，沉淀池的处理效果 良好，即使丝状菌异常增殖， 也不像活性污泥法那样产生污泥膨胀现象； ? 污泥产率低，节省污泥处理费用；? 负荷高，占地非常节省。1.3 化学除磷原理通过混凝剂与污水中的磷酸盐反应， 生成难溶

12、的含磷化合物与絮凝体， 可以 使污水中的磷分离出来，达到除磷的目的，化学除磷常用的混凝剂有石灰 (钙盐)、 铝盐和铁盐等。铁离子与磷酸盐的反应同铝离子与磷酸盐的反应十分相似， 生成物为 FeSO4 与 Fe(OH) 3。国内常用的铁盐混凝剂有三氯化铁 FeCL 3、硫酸亚铁等。铁盐的投加条件与铝盐十分相似。混凝剂的投加量不仅取决于药剂的种类， 而且还与生化系统的设计条件、 污 水水质以及后续固液分离方式有关。 在有条件时， 应根据试验来确定合理的投加 量。应根据三级处理流程的竖向水力衔接条件考虑选择混合单元的工艺形式。 当 三级处理前设置中间提升泵站时， 可采用水泵混合、 静态混合等方式。 当

13、流程水力衔接的水头较小时，宜先采用机械混合装置，而尽量避免采用隔板混合池，以 防止因隔板上大量蘖生生物膜而影响出水水质的情况发生。在采用滤池过滤时，也可采用微絮凝直接过滤的方式，利用滤池独特的扰流效果完成絮凝和SS截留过程。1.4 深床反硝化滤池本次深度处理工艺主要目的为去除SS/TN/TP，采用深床滤池微絮凝直接过滤。冬季可作为去除TN的保障措施，深床滤池可作为反硝化深床滤池使用，使 得SS及TN出水达到设计要求。反硝化深床滤池工艺流程图如下: 混售池MK1Denites_- 一卅水图1-1DeePBed TM Filter （深床滤池）是迪诺拉公司独特的过滤处理工艺。滤料采用23mm石英砂

14、介质，滤床深度可达1.83m ,滤池可保证出水SS低于10mgl、通常5mgL以下。绝大多数滤池表层很容易堵塞，很快失去水头，而水环纯独 特的均质石英砂允许固体杂质透过滤床的表层，深入数英尺的滤料中，达到整个滤池纵深截留固体物图1-3 :过滤介质：石英砂滤池需定期反冲洗，反冲洗模拟人的搓手模式，大量强有力的空气使滤料相互搓擦，使截留的SS全部清洗出池，清洗率达到100 %，冲洗用水仅为总量2%4%。滤池运行如下图所示:illM!图1-4 :气洗图1-6 :水洗h*il Mim hMiri Wl-W M書i-BiUlei 图1-5 :气水同时反冲1.EMrPM!IflhcriIViLIMIIJM

15、lHchgh-IMl li.r.9- 百Ii-Du-Jii图1-7 :过滤Denite ? DeepBed TM Filter (反硝化深床滤池)是集生物脱氮及过滤功能合 二为一的处理单元。 是水环纯公司独特领先全球的脱氮及过滤并举的先进处理工 艺。 1969 年世界上第一个反硝化滤池即诞生在 STS/Tetra 公司。近 40 年来 STS/Tetra 的反硝化滤池在全世界有上百个系统在正常运行着。反硝化滤池采用特殊规格及形状的石英砂作为反硝化生物的挂膜介质， 同时 深床又是硝酸氮 (NO 3-N) 及悬浮物极好的去除构筑物。 24 毫米介质的比表面 积较大。1.83m深介质的滤床足以避免窜

16、流或穿透现象，即使前段处理工艺发生 污泥膨胀或异常情况也不会使滤床发生水力穿透。介质有极好的悬浮物截留功 效，在反冲洗周期区间，每m2过滤面积能保证截留 7.3kg的固体悬浮物。固 体物负荷高的特性大大延长了滤池过滤周期， 减少了反冲洗次数， 并能轻松应对 峰值流量或处理厂污泥膨胀等异常情况。悬浮物不断的被截留会增加水头损失， 因此需要反冲洗来去除截留的固体物。 由于固体物负荷高、 床体深， 因此需要高 强度的反冲洗。 反硝化滤池采用气、 水协同进行反冲洗。 反冲洗污水一般返回到 前段生物处理单元。 由于滤床固体物高负荷的截留性能， 反冲洗用水不超过处理 厂水量的 4% ，通常 2%) 。ST

17、S 的 Speed去除TN:利用适量优质碳源，附着生长在石英砂表面上的反硝化细菌把 NoX-N转换成N2完成脱氮反应过程，作为后置反硝化滤池的世界发明者，经过 无数的工程经验和长久的历史数据表明，在前端硝化反应较完全的情况下， STS/Tetra的技术可稳定做到出水TN3mgl.。在反硝化过程中，由于硝酸氮不 断被还原为氮气， 深床滤池中会集聚大量的氮气， 这些气体会使污水绕窜介质之 间，这样增强了微生物与水流的接触， 同时也提高了过滤效率。 但是当池体内积 聚过多的氮气气泡时，则会造成水头损失，这时就必须采用BumPTM技术驱散氮气，恢复水头，每次持续 12分钟，每天进行数次，此过 程为 STS/Tetra 的独特技术，其它脱氮滤池无此功能。去除SS每毫克SS中含BOD5 040.5毫克，因此去除出水中固体悬浮物 的同时，也降低了出水中的BOD5。另外，出水中固体悬浮物含有氮、磷及其他 重金属物质，去除固体悬浮物通常能降低 1mg/l 以上的上述杂质 .配合适当的化 学处理， 能使出水总磷稳定降至 0.3mg/l 以下。反硝化滤池能轻松满足浊度 2NTU 或 SS 5mg/l （通常 SS 0.2 mg/L ）为亚硝态氮（不完全脱氮）3. 异常偏高的需氯量（与亚硝酸