淺析反硝化濾池在尾水深度凈化中的應(yīng)用

劉志軍 孫 琳

（武漢中科水生環(huán)境工程股份有限公司 湖北武漢 430071）

引言

隨著國(guó)內(nèi)環(huán)保要求日益提高，許多污水處理廠都面臨尾水深度凈化這一需求。很多尾水深度凈化工程需要將原污水處理廠的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)A或B 標(biāo)出水提升至穩(wěn)定達(dá)到《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）V 類或IV 類標(biāo)準(zhǔn)，這其中總氮的去除是重點(diǎn)也是難點(diǎn)[1]，而且污水處理廠周邊往往用地緊張，可用于深度處理工程的用地較少。在這一背景下，脫總氮能力好，工程占地面積小的反硝化濾池工藝成為了污水處理廠尾水深度凈化的熱門工藝。

1 反硝化濾池的形式及原理

反硝化濾池是集生物脫氮及過(guò)濾功能合二為一的處理系統(tǒng)，主要由池體、進(jìn)出水系統(tǒng)、池內(nèi)濾料和濾料反沖洗系統(tǒng)組成[2]，池體形式有傳統(tǒng)的鋼筋混凝土及新型的一體化集裝箱等多種形式，池內(nèi)濾料通常為石英砂、沸石、生物陶粒等。

反硝化濾池的脫氮機(jī)理是利用附著生長(zhǎng)在濾料表面上的反硝化菌通過(guò)反硝化反應(yīng)把硝態(tài)氮轉(zhuǎn)換成氮?dú)馔瓿擅摰磻?yīng)過(guò)程，除磷主要依靠投加藥劑及填料的化學(xué)吸附。反硝化過(guò)程產(chǎn)生的氮?dú)鈺?huì)使污水繞竄于介質(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(guò)濾效率。

2 反硝化濾池的優(yōu)勢(shì)

反硝化濾池作為污水深度處理工藝不需要曝氣，運(yùn)行水力負(fù)荷高，占地面積小，運(yùn)行受自然環(huán)境影響較小，對(duì)總氮去除能力明顯，還可同步去除SS 和總磷，建設(shè)成本和運(yùn)行費(fèi)用均較低。采用一體化設(shè)備形式的反硝化濾池更是具備設(shè)備集成自控程度高，安裝靈活方便，場(chǎng)地適應(yīng)性好，施工周期短的優(yōu)勢(shì)。

3 反硝化濾池存在的不足

反硝化濾池在尾水深度處理領(lǐng)域的應(yīng)用在許多方面具有優(yōu)勢(shì)，但還存在以下問(wèn)題和不足：

（1）污水處理廠尾水污染物濃度較低，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)較少，為保證填料內(nèi)生物膜的生長(zhǎng)往往需要外加甲醇、乙酸、葡萄糖等碳源[3]，這在一定程度上增加了運(yùn)行成本和運(yùn)行管理難度，還增加了出水COD 超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)。

（2）尾水深度凈化不同于常規(guī)的污水處理廠提標(biāo)升級(jí)改造，出水指標(biāo)更嚴(yán)格，通常執(zhí)行的是地表水標(biāo)準(zhǔn)。污水處理廠尾水冬季總氮濃度普遍較高，而地表水標(biāo)準(zhǔn)中總氮指標(biāo)嚴(yán)格且無(wú)季節(jié)之分，兩者差距較大。反硝化濾池運(yùn)行水力負(fù)荷高，停留時(shí)間短，雖然去總氮效率比較高但也很難滿足實(shí)際工程出水需求。從國(guó)內(nèi)相關(guān)案例來(lái)看，單一的反硝化濾池很難保證出水總氮穩(wěn)定達(dá)到5mg/L 以下，這與《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）規(guī)定的V 類限值2mg/L 之間有一定差距。

（3）反硝化濾池停留時(shí)間短，濾料對(duì)總磷的化學(xué)吸附能力較差，整體除磷能力較弱，要保證工程出水總磷達(dá)標(biāo)需額外投加PAC、PFC 等藥劑[4]，這在一定程度上也增加了建設(shè)和運(yùn)行成本。

（4）反硝化濾池在持續(xù)運(yùn)行過(guò)程中會(huì)不斷產(chǎn)生氮?dú)猓倭康獨(dú)饽茉鰪?qiáng)微生物與水流的接觸，但過(guò)多的氮?dú)鈺?huì)在填料層內(nèi)形成“氣堵”。這會(huì)增加過(guò)濾阻力甚至發(fā)生過(guò)濾短流，影響出水水質(zhì)，運(yùn)行過(guò)程中需要定時(shí)驅(qū)氮，這也會(huì)在一定程度上增加了維護(hù)管理復(fù)雜程度。

（5）反硝化濾池運(yùn)行一段時(shí)間后濾料層及底部布水管道易出現(xiàn)堵塞，造成過(guò)流能力下降及濾料短流，濾池內(nèi)反硝化載體的分布也會(huì)不均勻，影響反硝化效率與質(zhì)量，這就需要濾池定時(shí)進(jìn)行反沖洗，而反沖洗過(guò)程也會(huì)影響濾料微生物膜的生長(zhǎng)。這就導(dǎo)致反硝化濾池整體耐沖擊能力較差，對(duì)水量和污染物濃度變化的適應(yīng)性比較弱。

4 反硝化濾池的發(fā)展方向

反硝化濾池在污水處理廠尾水深度處理領(lǐng)域有優(yōu)勢(shì)也有一定問(wèn)題和不足，未來(lái)在還需要在以下幾個(gè)方面進(jìn)行提升：

（1）開(kāi)發(fā)新型生物濾料，提升濾料的微生物掛膜能力、化學(xué)吸附能力和抗堵塞能力，增強(qiáng)系統(tǒng)的污染物去除能力和運(yùn)行穩(wěn)定性。

（2）開(kāi)發(fā)新型的緩釋碳源、反沖洗技術(shù)及驅(qū)氮技術(shù)，降低運(yùn)行成本和維護(hù)復(fù)雜程度，避免出水COD 超標(biāo)。

（3）將反硝化濾池與其他曝氣生物濾池、人工濕地等處理工藝相結(jié)合，提升出水水質(zhì)和耐沖擊能力，保證出水達(dá)標(biāo)需求。

結(jié)語(yǔ)

隨著環(huán)保技術(shù)的發(fā)展，污水處理廠尾水深度凈化可選擇的工藝越來(lái)越多，競(jìng)爭(zhēng)也越來(lái)越激烈。這其中，反硝化濾池因工藝停留時(shí)間短，占地面積小，建設(shè)運(yùn)行成本較低，總氮去除能力好，具有良好的應(yīng)用前景，但也面臨耐沖擊能力較差，出水較難完全滿足實(shí)際工程出水水質(zhì)要求等問(wèn)題，未來(lái)還有較大的發(fā)展和提升空間。