完整版反硝化濾池調(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1. Denite?深床反硝化濾池簡介31.1 反硝化工藝原理及特點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、運行及注意事項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151. D

2、enite?深床反硝化濾池簡介1.1 反硝化工藝原理及特點反不肖化反應(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氣、一氧化氮或氧化二氮。當(dāng)有溶解氧存在時，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，O2一作為受氫體生成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）2NO3-十9

3、H（電子供體有機(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氣、一氧化氮或一氧化二氮等氣態(tài)物質(zhì)的過程，其中主要成分是氮氣。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，一氧化二氮的產(chǎn)量會增加。當(dāng)游離態(tài)氧和化合態(tài)氧同時存在時，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，為了保證反硝化的順

4、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）計算，轉(zhuǎn)化1g亞硝酸鹽氮為氮氣時，需要有機(jī)物（以BOD5表示）1.71g,轉(zhuǎn)化1g硝酸鹽氮為氮氣時，需要有機(jī)物（以BOD5表示）2.87g,與此同時產(chǎn)生3.57g堿度（以CaCO3計）。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）總量可用下式計算：(1-3)1. 71NO2-N十2.86NO3-N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，mg/L。當(dāng)廢水中碳源有機(jī)物不足時，可補(bǔ)充

5、投加易于生物降解的碳源有機(jī)物，如甲醇等。同時考慮同化及異化兩個代謝過程的反硝化反應(yīng)可用下式表示：NO2-十0.67CH3OH十0.53H2CO3->0,04C5H7NO3十0.48N2十1.23H2O十HCO3-(1-4)NO3-+1.08CH3OH十0.24H2CO3->0.056C3H7NO3十0.47N2十1.68H2O十HCO3-(1-5)由式(2-4)和式(2-5)可以計算，每還原1g亞硝酸鹽氮和1g硝酸鹽氮為氮氣時，分別需要甲醇1.53g和2.47g。為了降低運行成本，可以用城市廢水或工業(yè)廢水作為碳源。廢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

6、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

7、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2040c，低于5c時反應(yīng)速率會下降。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，反硝化會受到明顯的抑制。反硝化過程中會產(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。理論計算表明，每還原1g硝酸鹽氮產(chǎn)生3.5g堿度（以CaCO3計），但實測值低于理論計算值。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

8、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，這主要是因為氧會與硝酸鹽競爭電子供體，同時分子態(tài)氧也會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結(jié)果表明，當(dāng)溶解氧為0mg/L時，硝酸鹽的去除率為100%,而溶解氧為0.2mg/L時，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。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)

9、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硝酸鹽氮還原為氮氣需要碳源有機(jī)物（以BOD5表示）2.86g0一般認(rèn)為，當(dāng)反硝化反應(yīng)器中廢水的BOD5/TKN值大于46時，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,這是因為城市廢水成分復(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，應(yīng)該考慮微生物被馴化的作用。通過試驗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

10、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,水流方向為降流式，從上而下經(jīng)過生物填料層，具有推流生物反應(yīng)器的特點，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：?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，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

11、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FeSQ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，應(yīng)根據(jù)試驗來確定合理的投加量。應(yīng)根據(jù)三級處理流程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，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

12、時，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奠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，也可采用微絮凝直接過濾的方式，利用濾池獨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)計要求。反硝化深床濾池工藝流程圖如下：出水口白niM清水池儲風(fēng)HIr>('.：氣反沖：圖1-1DeepBecTMFilter（深床濾池）是迪諾拉公司獨特的過濾處理工藝。濾料采用23mm石英砂介質(zhì)，濾床

13、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2%4%。濾池運行如下圖所示:圖1-5:氣水同時反沖圖1-4:氣洗圖1-6:水洗圖1-7:過濾Denite?DeepBec1TMFilter(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)純公司獨特領(lǐng)先

14、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系統(tǒng)在正常運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24毫米介質(zhì)的比表面深床又是硝酸氮(NO3-N)及懸浮物極好的去除構(gòu)筑物積較大。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7.3kg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

15、量或處理廠污泥膨脹等異常情況。懸浮物不斷的被截留會增加水頭損失，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%）0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)較完全的情況下，STS/Tetra的技術(shù)可穩(wěn)定做到出水TN<3mg/l.。在反硝化過程中，由于硝酸

16、氮不斷被還原為氮氣，深床濾池中會集聚大量的氮氣，這些氣體會使污水繞竄介質(zhì)之間，這樣增強(qiáng)了微生物與水流的接觸，同時也提高了過濾效率。但是當(dāng)池體內(nèi)積聚過多的氮氣氣泡時，則會造成水頭損失，這時就必須采用STS的SpeedBumpTM技術(shù)驅(qū)散氮氣，恢復(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的獨特技術(shù)，其它脫氮濾池?zé)o此功能。去除SS:每毫克SS中含BOD50.40.5毫克，因此去除出水中固體懸浮物的同時，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

17、/l以下。反硝化濾池能輕松滿足濁度<2NTU或SS<5mg/l（通常SS<2mg/l）的要求。去除TP:微絮凝直接過濾除磷，世界上應(yīng)用微絮凝直接過濾技術(shù)歷史最長和最成熟的即是STS/Tetra公司的深床濾池技術(shù)（可查閱相關(guān)文獻(xiàn)）,是省去沉淀過程而將混凝與過濾過程在濾池內(nèi)同步完成的一種接觸絮凝過濾工藝技術(shù)。微絮凝過濾充分體現(xiàn)了深層濾料中的接觸凝聚或絮凝作用。它實際是在混凝、過濾作用機(jī)理深入研究的基礎(chǔ)上，將混凝與過濾過程有機(jī)集成一體，形成了當(dāng)今水處理的高新技術(shù)系統(tǒng)。在污水深度處理方面具有較高的推廣價值。這種直接過濾技術(shù)用于污水深度處理一般是指在二沉池后投加混凝劑，經(jīng)機(jī)械混合后直接

18、進(jìn)入濾池，不僅可以進(jìn)一步降低CODcr和BOD5,而且可以穩(wěn)定保證SSTP達(dá)標(biāo)，不僅可簡化污水廠處理流程，降低投資費用，減少運行費用，而且還可延長過濾周期，提高產(chǎn)水量及出水水質(zhì)。2. Denite濾池區(qū)域安全作業(yè)污水處理廠的安全問題為重中之重，所有處理廠的操作人員應(yīng)當(dāng)接受設(shè)備及系統(tǒng)安全作業(yè)培訓(xùn)。操作人員須遵守要求及常識性的安全程序。建議定期在安全知識更新培訓(xùn)活動中加以強(qiáng)調(diào)。本屆討論濾池區(qū)域的安全問題，處理廠員工在指定其作業(yè)專用的綜合安全流程時，應(yīng)以如下討論作為出發(fā)點。2.1 濾池內(nèi)安全作業(yè)凡有任何員工在濾池池體內(nèi)作業(yè)，濾池絕對不可返回至過濾模式或開始反沖洗程序。每格濾池開關(guān)應(yīng)當(dāng)切換至停止運行。

19、僅僅這樣遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，因為其他人可能不經(jīng)意地開啟閥門，或閥門可能因斷電而開啟。由于過濾方式為閥門的默認(rèn)位置，應(yīng)執(zhí)行以下步驟：1 .切斷接至閥門的任何氣源及電源2 .手動關(guān)閉進(jìn)水和出水管道2.2 濾池及露天池附近安全作業(yè)當(dāng)在蓄水的濾池和露天池附近作業(yè)時，存在滑倒、跌落和溺水的危險。表面可能因水或生物生長而變得濕滑，并非所有區(qū)域可以依靠扶手保護(hù)。在上述區(qū)域附近作業(yè)時，應(yīng)使用跌落安全帶，并將其牢固綁定。在反沖洗濾池附近作業(yè)時，應(yīng)特別小心。因為在反沖洗過程中會形成氣泡，而靜水位液位上升大約10%。這可降低水的密度，如若發(fā)生跌入濾池事故，這會使員工不能浮起或游動至安全區(qū)域。在這種情況下，員工可能沉入水底砂面

20、上，應(yīng)當(dāng)訓(xùn)練員工用其衣服形成氣囊，以便在發(fā)生該類情況時提供浮力或幫助呼吸，直至鼓風(fēng)機(jī)得以關(guān)閉2.3 污水附近安全作業(yè)當(dāng)在污水附近作業(yè)時，存在生物性危害。應(yīng)經(jīng)常洗手，特別是在飯前、吸煙前或接觸面部前。若無法避免直接接觸，應(yīng)使用安全護(hù)目鏡、橡膠手套和其他身體遮蔽物。曝氣的、下落的或瀑布式污水可能產(chǎn)生薄霧，進(jìn)入眼睛或被吸入。如果在曝氣或下落水附近作業(yè)時，請戴安全護(hù)目鏡和面罩或呼吸保護(hù)器。員工需要進(jìn)行肝炎的免疫接種。2.4 輔助設(shè)備安全所有設(shè)備，包括濾池控制閥、反沖洗鼓風(fēng)機(jī)、反沖洗共水泵和其他儀器，均有自身的安全要求。有關(guān)安全問題包括在壓縮空氣附近、移動設(shè)備、高溫管道和電源附近作業(yè)等。具體的安全要求，

21、請參閱相關(guān)的設(shè)備手冊2.5 化學(xué)品的處理本工程中，我們需使用諸如甲醇的化學(xué)品。索取并閱讀每個使用的化學(xué)品的材料安全數(shù)據(jù)表MSDS這將提供關(guān)于如何安全工作以及如何應(yīng)對的突發(fā)情況的有用信息。3. Denite?工程調(diào)試3.1 水質(zhì)及水量處理規(guī)模：Q=2萬m/d,峰值Qh=1241.7n3/h。設(shè)計水質(zhì)如下（單位mg/l）：項目SSTN進(jìn)水2020出水1010濾池進(jìn)水溫度最低為12攝氏度。3.2 調(diào)試方案3.2.1 調(diào)試周期調(diào)試周期預(yù)計半個月3.2.2 調(diào)試期間監(jiān)測數(shù)據(jù)濾池調(diào)試期間監(jiān)測數(shù)據(jù)如下：1、進(jìn)水：TNNO3-NCODGrTP、SSpH和水溫2、出水：TNNO3-NCODGrTP、SSpH3.

22、2.3 調(diào)試步驟為了使濾池出水中BO¥超標(biāo)，碳源應(yīng)逐步進(jìn)行投加，不可一次投加過量。取濾池正常運行投加量Q的25%F始投加，然后每天加入25%勺劑量（如50%75%100%125%。此后保持在125%勺計算劑量，直至反硝化過程開始。略微過量供給，能促使脫氮細(xì)菌占支配地位。這將使出水的BOD®持在10-15mg/L數(shù)日。如果污水廠的出水BOD®標(biāo)，可采用緩慢投加的方法，每日增加10%在投加碳源初期，濾池3天內(nèi)不能進(jìn)行反沖洗。加藥量計算如進(jìn)水流量為200,000m3/d,硝氮去除從13mg/l到8mg/l,濃度20%勺乙酸鈉(比重為1.107)，則投加量計算如下：G=2

23、00,000m3/dayx(13-8)mg/LNO3-Nx5.1/0.20SA/NO3-Nxg/1000mgxmL/1.107gx1000L/m3xday/1440min=200,000x(13-8)x0.00001600L/min=16L/min(960L/hr)每天早晨8點、下午3點各取樣一次。1 .根據(jù)出水NO-N效果將碳源投加量依次提高到50%75%R100%Q反硝化效果較好時，需定時驅(qū)氮，這時關(guān)閉進(jìn)出水閥門，開啟反沖洗水泵1-2分鐘。2 .當(dāng)反硝化去除硝態(tài)氮達(dá)到設(shè)計目標(biāo)時，可適當(dāng)調(diào)節(jié)碳源投加量，在確保TN<5mg/L的前提下節(jié)省碳源運行費用。3 .濾池的反沖洗步驟5-1、運行過程閥門狀態(tài)表2運行過程中閥門狀態(tài)表閥門名稱符號過濾位置反沖洗位置流動目的進(jìn)水IFF開啟關(guān)閉污水入濾池出水EFF開啟關(guān)閉過濾水出濾池反沖洗氣體BWA關(guān)閉開啟反沖洗氣體入濾池反沖洗水BWW關(guān)閉開啟反沖洗