硝化和反硝化生物濾池調(diào)試

硝化和反硝化生物濾池調(diào)試摘要：本人調(diào)試并交付了某污水處理有限公司的項(xiàng)目。該項(xiàng)目水源為某市市政污水，日處理量為100000m3/d，處理后出水要求為一級(jí)B，工藝流程為：格柵T除油沉砂池T高效沉淀池T硝化反硝化生物濾池T紫外線消毒池在這里重點(diǎn)介紹硝化反硝化生物濾池的工藝原理，調(diào)試過程和相關(guān)調(diào)試運(yùn)行參數(shù)。本廠的硝化反硝化生物濾池是由上向流曝氣硝化濾池和非曝氣反硝化濾池組成，是通過生物法和物理法相結(jié)合，從而去除水中的氨氮、總氮、懸浮物、COD、BOD和少量的磷酸鹽。該工藝具有處理能力強(qiáng)，效果好，受溫度影響小，耐沖擊負(fù)荷，自動(dòng)化程度高，占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。但是，也具有需要額外投加有機(jī)碳源甲醇，而導(dǎo)致運(yùn)營費(fèi)用有所增加的問題。由于該廠的原水水質(zhì)早晚變化比較大，系統(tǒng)自動(dòng)化控制要求比較高等特點(diǎn)。在工藝調(diào)試期間，遇到和克服了很多的實(shí)際困難。之間通過大量的實(shí)驗(yàn)和對(duì)進(jìn)出水與關(guān)鍵控制點(diǎn)長期的水質(zhì)分析，總結(jié)了許多寶貴的經(jīng)驗(yàn)，并對(duì)硝化反硝化生物濾池有了更深入的理解。關(guān)鍵詞：硝化反硝化生物濾池；反沖洗；脫氮；有機(jī)碳源緒論隨著國家經(jīng)濟(jì)的騰飛，優(yōu)化城市結(jié)構(gòu)以及環(huán)境資源的可持續(xù)發(fā)展等一系列問題擺在了我們面前。水處理行業(yè)更是在這樣的大環(huán)境下逐步占據(jù)著越來越重要的位置，水處理技術(shù)也呈現(xiàn)出了蓬勃發(fā)展的態(tài)勢(shì)。為了保護(hù)環(huán)境及節(jié)約水資源，國家對(duì)大多數(shù)城鎮(zhèn)污水處理廠的排放有了更高的要求，即一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)①。所以目前很多舊廠需要升級(jí)改造，新建污水處理廠需要考慮更多的深度處理設(shè)施以使出水可以進(jìn)行中水回用或達(dá)標(biāo)排放?？紤]到目前城鎮(zhèn)污水處理廠升級(jí)改造可用空間小，征地困難等原因，生物濾池這種具有占地面積小，過流速度快，處理效率高，運(yùn)行維護(hù)簡便等特點(diǎn)的處理工藝越來越多的得到了應(yīng)用。其中一種硝化和反硝化生物濾池的處理工藝對(duì)于去除懸浮物、氨氮、COD、BOD和總氮的效率非常高。本文針對(duì)這種上向流曝氣硝化生物濾池和非曝氣反硝化生物濾池的工藝原理，調(diào)試及運(yùn)行中的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行論述及分析，并且提出了一些建議及設(shè)想。一、硝化和反硝化生物濾池的工藝描述硝化和反硝化生物濾池由兩部分組成，硝化濾池和反硝化濾池。硝化顧名思義是進(jìn)行硝化反應(yīng)將氨氮（NH4-N）轉(zhuǎn)化為硝氮（NO3-N）的過程。同樣，反硝化的意思是進(jìn)行硝化反應(yīng)將硝氮（NO3-N）轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓∟2）的過程。生物濾池也就是既有生物反應(yīng)又有物理截留作用的反應(yīng)池。在這里我想有必要介紹一下該濾池的反沖洗程序以便于理解。硝化反硝化生物濾池在運(yùn)行過程中，由于濾料攔截的SS越來越多以及微生物新陳代謝等原因會(huì)造成濾料層的水頭損失越來越大，濾料的堵塞程度越來越大，當(dāng)?shù)竭_(dá)一個(gè)設(shè)定值時(shí)，需要對(duì)濾料層進(jìn)行反沖洗（圖2），以恢復(fù)系統(tǒng)的處理能力。從而達(dá)到去除水中懸浮物，促進(jìn)微生物新陳代謝及優(yōu)化硝化和反硝化菌種群的目的。反沖洗包括水洗和氣洗兩部分，并且交替進(jìn)行，以確保將殘留在濾料中的懸浮物清洗出去，保證在反沖洗過后濾料能夠恢復(fù)原有的納污能力。用來進(jìn)行反沖洗的水是已經(jīng)經(jīng)過硝化反硝化濾池處理后的出水，原水停止進(jìn)入濾池，反沖洗廢水閥門打開，使用反硝化生物濾池處理過的水通過重力作用由上至下對(duì)濾料層進(jìn)行沖洗。反沖洗空氣由鼓風(fēng)機(jī)來提供，通過底部的曝氣管釋放，達(dá)到清洗濾料目的。通常反洗空氣量要高于曝氣時(shí)的空氣量。反沖洗產(chǎn)生的臟水經(jīng)過沉淀處理后重新回到生物濾池的進(jìn)水渠，不會(huì)產(chǎn)生大量的浪費(fèi)。硝化反硝化生物濾池的主要設(shè)備包括：提升泵、進(jìn)水閥門、濾板、濾頭、濾料、出水疊梁閘、曝氣管、空氣調(diào)節(jié)閥門、反沖洗廢水閥門；反沖洗廢水泵等。二、硝化和反硝化生物濾池的工藝調(diào)試在調(diào)試之前，首先要做好一系列的準(zhǔn)備工作才能保證工藝調(diào)試的順利進(jìn)行，這個(gè)過程非常重要。包括：檢查水池和管道的吹掃及清理；檢查所有在線儀表的安裝位置確認(rèn)及標(biāo)定；檢查并調(diào)整各濾池進(jìn)水處的配水板，確保配水均勻；池底曝氣管要均勻布置，并連接牢固；填料填裝高度要符合設(shè)計(jì)要求，各池間的濾料厚度需相同。濾板安裝需平整、牢固；濾頭安裝需緊固、均勻。除了以上工作以外，比較原水水質(zhì)和原設(shè)計(jì)之間的差異，分析可能出現(xiàn)的問題。當(dāng)準(zhǔn)備工作做好后，將原水引入濾池，并按部就班的增加水量負(fù)荷，開始工藝調(diào)試。該廠一共有6個(gè)硝化生物濾池，單池表面積231m2,濾料厚度3.5米。有2個(gè)反硝化生物濾池，單池表面積173m2,濾料厚度3米。詳細(xì)實(shí)驗(yàn)參數(shù)見附件二。當(dāng)微生物越來越穩(wěn)定，環(huán)境溫度也逐漸的升高，氨氮的處理效果也越來越穩(wěn)定。這個(gè)時(shí)候，可以逐漸的降低曝氣風(fēng)量，并找到一個(gè)下限值。這樣可以降低用電量，節(jié)能減排，也可以盡量降低處理水中的溶解氧，為下一步反硝化反應(yīng)創(chuàng)造有利條件。因?yàn)閷?duì)于市政污水處理廠來說，有一個(gè)普遍的問題就是夜里水量很低，污染物濃度也相應(yīng)較低，但是早上和下午的用水量為高峰期。所以針對(duì)這種情況，可以在自控系統(tǒng)中設(shè)置一個(gè)24小時(shí)表，根據(jù)水流過處理構(gòu)筑物的速度，為每一個(gè)小時(shí)點(diǎn)設(shè)置正確的曝氣量，可以節(jié)省大量的電能，大幅提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。詳見圖3。09年2月27日反沖洗廢水中SS變化的情況說明反沖洗沒有進(jìn)行徹底，濾料沒有洗干凈。而3月3日的數(shù)據(jù)顯示，SS已經(jīng)有下降趨勢(shì)，大部分的SS已經(jīng)被清理出濾料。之后，根據(jù)幾次試驗(yàn)結(jié)果將最后淋洗階段的時(shí)間延長至300秒。在反沖洗結(jié)束后的半個(gè)小時(shí)內(nèi)，出水水質(zhì)最差。2個(gè)小時(shí)之后，出水水質(zhì)恢復(fù)到要求范圍之內(nèi)。第三步：當(dāng)硝化濾池穩(wěn)定后，氨氮幾乎都轉(zhuǎn)化為硝氮，開啟反硝化系統(tǒng)。反硝化生物濾池的脫氮效果是否理想，有機(jī)碳源的投加是一個(gè)非常重要的因素也是后置反硝化生物濾池不可缺少的組成部分。雖然原水中含有一定量的COD，但是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足反硝化微生物的需求。現(xiàn)今，甲醇是效果最好的，也是應(yīng)用最多的有機(jī)碳源藥劑。CH3COOH+8NO3-^6H2O+10CO2+4N2+8OH-+能甲醇的投加點(diǎn)位于反硝化生物濾池的進(jìn)水渠或進(jìn)水管中，并需要使其與原水進(jìn)行充分而均勻的混合。甲醇的投加流量根據(jù)反硝化生物濾池的進(jìn)水流量、進(jìn)水NO3-N的含量以及出水NO3-N的期望值來確定。在調(diào)試及運(yùn)行過程中可以根據(jù)實(shí)際的出水NO3-N的值來對(duì)其中參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。以確保處理效率和經(jīng)濟(jì)效益最大化。根據(jù)本項(xiàng)目的經(jīng)驗(yàn)，反硝化生物濾池的培養(yǎng)期要短很多，15天的時(shí)間就已經(jīng)足夠。請(qǐng)參見附件二中的詳細(xì)調(diào)試數(shù)據(jù)。調(diào)試和運(yùn)行期間，為了使反硝化濾池盡可能的高效。在曝氣硝化段上，保證氨氮的處理效果的前提下逐漸的降低風(fēng)量，將溶解氧降到一個(gè)比較低的值，為反硝化反應(yīng)提供有利條件。反硝化濾池頂部的溶解氧必須為0mg/l才能保證反硝化生物濾池的處理效果。結(jié)論對(duì)于曝氣硝化生物濾池和非曝氣反硝化生物濾池的調(diào)試，有以下重點(diǎn)需要注意：確保原水中有足夠的堿度供硝化反應(yīng)的進(jìn)行。該項(xiàng)目采用自然掛膜，掛膜期間要嚴(yán)格控制曝氣量。調(diào)試期間通過出水的水質(zhì)變化逐步提高進(jìn)水水量和負(fù)荷，及時(shí)對(duì)反洗強(qiáng)度，反洗時(shí)間等工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，直至出水水質(zhì)和水量達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，表明掛膜成功。根據(jù)水廠本身原水水質(zhì)和水量的波動(dòng)情況對(duì)不同時(shí)間點(diǎn)的曝氣量等參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。爭取使出水水質(zhì)平穩(wěn)可靠，這樣水廠的運(yùn)行也會(huì)達(dá)到更經(jīng)濟(jì)，更可靠的運(yùn)行狀態(tài)?？刂圃械腟S不要超過100mg/l。否則，對(duì)維持濾池的正常的過濾周期和反洗排隊(duì)是個(gè)重大的考驗(yàn)。如果使濾池經(jīng)常處于反洗狀態(tài)，對(duì)出水的水質(zhì)影響會(huì)很大。在預(yù)處理系統(tǒng)中，絮凝劑的用量要盡可能的少，以免增加濾池中濾料的過濾負(fù)擔(dān)，縮短濾池的過濾時(shí)間。對(duì)于反硝化處理反應(yīng)，根據(jù)分層實(shí)驗(yàn)可以看出硝氮很快就被處理完全，可以根據(jù)此經(jīng)驗(yàn)在以后的設(shè)計(jì)中將濾料層的厚度減小以節(jié)省投資。當(dāng)然還要綜合考慮水頭損失和過濾速度的問題。或者增加一些濾池的表面積，適當(dāng)?shù)臏p小流速，改用低價(jià)的糖或乙酸作