污水深度处理反硝化脱氮、除磷、除悬浮物一体化连续砂滤系统及控制方式

北极星环保网讯:【摘要】在一套连续流滤池系统中，综合采用气提、反硝化、絮凝过滤工艺，在专门开发的控制系统与设备系统支持下，培养出反硝化细菌，在很短的时间内，实现精确脱氮，并完成除磷除悬浮物，将一级B的排放水处理各项指标全面达到一级A的水平，且占地面积小，全自动化控制，投资及运行费用低。

我国是水资源相对贫乏的国家，近二十年来，随着工农业生产和国民经济的快速发展，水资源问题越来越突出，将污水处理后重新回用的问题已经引起了广泛的重视。国内外水环境管理的实践经验表明，污水深度处理与回用是通向健康水循环的桥梁。推进污水深度处理，普及再生水回用是人类与自然兼容协调，创造良好水环境，促进循环型社会发展进程的一项重要举措。

近年来以污水回用为目的的深度处理技术得到了迅速发展，出现了一系列新技术，如脱氮除磷新技术、膜处理技术、高级氧化技术等，通过进一步去除污水中各种不同性质的污染物质，能够满足多种回用水质的要求。

本项目研发的深化处理系统在于将脱氮反硝化生物反应、除磷化学过程以及对悬浮物的物理过滤过程融合在同一连续流过滤器中进行，并且开发出精确的控制与加药系统，使得其反应过程能够被精确控制，既能够达到排放要求，同时将投资运行费用降至最低。

(一)研究开发现状

目前在国外(主要在欧洲)的污水处理厂该项技术仅被运用于工业生产领域或污染浓度较高的污水，运用于我国市政领域低浓度排放从一级B到一级A标准的提高，还没有先例。同时由于各国的排放指标与水质状况的区别，在工艺的过程控制方面也不尽相同。

我国目前的环保形势非常严峻，淡水资源储量不足，且越来越多的河流和湖泊污染严重，因此，通过污水深度处理提升再生水的利用价值和使用空间，具有明确且可行的重大意义，这不仅影响到经济的可持续发展，同时也是中国在国际上维护国际形象的重要方面。

(二)主要研究开发内容(包括要解决的主要问题、解决方案、创新点)

1、主要问题

通常的污水处理厂采用二级生物处理后，出水满足总磷总氮排放指标是难点，即便是采用具备脱氮除磷功能的工艺，也很难保证出水达到1级A标准。如果要达到一级A标准，总磷通常情况下需要采用传统的深度处理方法处理二级生物处理后水、如絮凝沉淀与过滤等物理化学方法;但采用物理化学方法解决了磷的问题，却无法解决总氮的问题，因为普通的物理化学方法对总氮是没有去除能力的。总氮主要由氨氮与硝酸盐氮组成，目前建成的与在建的绝大部分城镇污水处理厂二级出水最多只能基本保证氨氮指标达标，但综合硝酸盐氮指标后，总氮也只能达到1级B标准。因此要想出水总氮达到一级A标准，最直接有效的方法是在二级生物处理后出水中去除硝酸盐氮以使总氮达到1级A标准。

(1)脱硝酸盐氮最经济有效的方法是采用反硝化生物反应来进行，而其中碳源与氮的比值是重要的制约因素，最少需要达到3：1。在经过二级生物处理后，出水中碳源已经被消耗了很大一部分，剩余的碳源不足以支持生物完成反硝化反应所需要的碳源，因此在二级生物反应后如果进行反硝化，必须要添加碳源。碳源量太大，出水另两项指标COD与BOD5会超标，碳源量不够，又无法完成其脱氮功能。

(2)如果采用物理化学方法除磷串联生物脱氮工艺来完成从一级B到一级A的提标，需要两套独立的系统，建设与运行成本高。同时也很难控制。

(3)通常运用活性污泥法带反硝化反应的工艺，如A2O等，需要的厌氧、缺氧停留时间长，回流污泥量大，同时还需要精确控制溶解氧，投资大，运行可靠性较差。

2、解决方案

将达到一级B标准的二级生物处理出水引入连续流砂过滤器，通过控制系统根据流量、N\P\悬浮物指标的积分关系，投加碳源培养反硝化细菌、在砂层上形成反硝化细菌生物膜，由于二级生物处理出水进入具一定厚度砂层后，已经自然形成缺氧环境，利于反硝化细菌生长，同时巨大的砂粒总表面积能够使反硝化细菌群落庞大，使其能在短时间内消耗硝酸盐氮。

通过投加除磷、除悬浮物絮凝剂与二级生物处理出水中的磷、可溶性及不溶性悬浮物形成可过滤微粒，通过位于过滤器中心完全独立于砂层之外的气提砂水分离单元，调节气体供气量使洗砂过程连续地运行，既不会破坏缺氧环境，同时又能将附着于砂粒上反硝化细菌新陈代谢残体与可过滤微粒去除，清水通过砂层溢流，含脏污的水通过单独通道排出之污水处理前端，达到在同一滤池单元中实现除磷、脱氮、去除悬浮物并且部分降低COD\BOD5指标的功能。

3、创新点

(1)将原来仅用于物理过程的砂滤注入了生物反硝化脱氮过程并能够实现精确控制。

(2)将絮凝过滤、生物脱氮以及除磷三种不同原理的深度处理过程在同一个短程脱氮过程里同步完成。

(3)气体量精确控制。

(三)连续砂滤介绍

1、污水通过进水管进入过滤器，通过中心进水管和分配器进入滤床。在上流过程中，水体被砂滤层净化，并经顶部溢流堰排出。被污染的滤砂沿中心提砂管底部被气提至中心提砂管顶部，而后回落至中心洗砂管外围的折板洗砂器并依靠重力沿洗砂器折板下落。

2、滤池内滤后清水依靠水池内清水液位与洗砂污水排放管的高度差沿折板洗砂器向上流动从而将沿从折板洗砂器下落的滤砂清洗干净。洗砂污水则从洗砂污水排放管排出池外。

3、被污染的滤砂沿中心提砂管底部被气提至中心提砂管顶部，经折板洗砂器回落至砂层。

(四)连续砂滤的技术特点

直接理论运行成本统计表

(五)结论

污水深度处理反硝化脱氮、除磷、除悬浮物一体化连续砂滤系统是建立在水力学、过滤原理与微生物技术基础上的一种污水深度处理系统及控制方式。与传统的过滤方式比较，具备不停机冲洗、设备系统简单、运行操作简便、维护率低的优点，这种技术与设备为进一步提高二级处理出水水质与再生水处理提供了一种简洁集成的解决方案。

延伸阅读：

【小心别出事】请仔细阅读污水处理厂工艺操作规程