摘要：深床反硝化濾池作為我國城市汙水深度處理的重要方式之一，其汙水處理效果好、效率高且成本較低，能夠有效確保出水 SS、TN 穩定達標，因而在城市汙水深度處理方麵有著極高的推廣應用價值。本文結合在既往城市汙水處理中的經驗，針對城市汙水深度處理中深床反硝化濾池的應用展開全麵細致探討，以供相關人員參考借鑒。

       關鍵詞：汙水深度處理；深床反硝化濾池；處理機理；注意事項

       1 深床反硝化濾池的工藝特點

       深床反硝化濾池工藝是將生物氧化脫氮結合深床過濾為一體的汙水處理單元，是汙水脫氮與過濾較為先進的處理工藝。該處理工藝對於去除水中懸浮物（SS）、總氮量（TN）具有顯著的效果，其主要是利用規格以及形狀較為特殊的石英砂作為反硝化生物的掛膜介質，並將深床作為去除水中 SS 以及硝酸鹽氮（NO3-N）的場所。該工藝具有如下特點：

       （1）該工藝處理流程較短、耗費能源低、操作管理便捷，相比其他汙水處理工藝運行成本較低，適用性及可靠性好。

       （2）深床反硝化濾池通過降流式重力濾池，對於水中 SS 的去除效果較好，且後續處理不需要設置終沉池或過濾池，濾池設計十分合理。

       （3）深床反硝化濾池可根據不同水質的實際情況，在深床過濾池與反硝化過濾池間進行靈活切換，實現了一池兩用，減少了成本 [1]。例如，可轉化為去除 SS 的深床過濾池，或通過加入適量碳源轉化為汙水脫氮的反硝化濾池，從而有效滿足水中SS、總氮的排放要求。
       （4）深床反硝化濾池的氣、水反衝技術使得濾池反衝洗效果好（清洗效果高達 100%）、耗水量小（僅為總水量 2% ～ 4%），並能顯著提升反衝洗效率，減少濾池反衝洗的次數及成本。

       2 城市汙水深度處理中深床反硝化濾池的應用

       2.1 應用機理

       2.1.1 過濾機理

       深床過濾池主要采用規格以及形狀較為特殊的石英砂作為濾料，在運行的過程中機理主要分為截留、吸附以及脫附等 3 個環節。

首先，截留機理。截留分為機械過濾與濾料沉積兩種類型，其中，機械過濾主要是通過濾料所組成的濾床對汙水中的懸浮顆粒或已沉積的顆粒物集團等粒徑大於濾料篩孔尺寸的顆粒物進行截留，濾料篩孔越小截留作用越明顯，反之，由粗濾料所構成的濾床截留作用較小。濾料層通過截留能夠不斷截留、吸附由生化處理後出水中的懸浮物以及反硝化兼性異養菌群微生物（如微球菌屬、變形杆菌屬、芽抱杆菌屬等），且能夠輕鬆達到汙水處理對於濁度＜ 2NUT 或 SS ＜ 5mg/L（通常要求 SS＜ 2mg/L）的要求。濾料上沉積主要是由於液體流動，使得部分懸浮物穿過濾料而未被截留，此時就會沉積在濾料上。

       其次，吸附機理。汙水的深度處理時，顆粒物吸附於濾料表麵，且在不同的濾速下濾料的吸附作用也有所不同，由此可通過控製濾速對吸附效果予以調整，從而確保汙水的處理效果。該原理是由於擠壓、內聚力等的作用力，使分子間因吸力而吸附即物理吸附。

       另外，脫附機理。通過上述一係列反應之後，被沉積顆粒物包裹的濾料間縫隙越來越小，使得進水流速升高，濾床阻力升高。被截留的顆粒物極有可能出現脫附並被帶至濾料深層累積。因此，需要在濾床的過濾作用失效前，對濾床截留顆粒物予以反衝洗，使截留的懸浮顆粒物全部衝洗出池，從而恢複濾床的過濾作用。

       2.1.2 脫氮機理

       在缺氧的環境下，深床反硝化濾池濾料層表麵會存在大量反硝化生物菌群附著，經二級生化處理後的出水在重力流的作用下進入濾池並通過濾料層，此時，進入濾池的汙水中的硝酸鹽氮（NO3-N）被石英砂表麵的生物膜反硝化並轉換為 N2 釋放，由此而完成汙水的反硝化脫氮。

       整個過程的反應為：硝基氮 + 碳源 + 反硝化微生物→ N2 ↑。缺氧條件下，反硝化生物菌利用 NO3-N 中的 N5+ 和 N3+（還原為 N2）作為能量代謝中的電子受體，O2- 作為受氫體生成 H2O 和 OH- 堿度，有機物作為碳源及電子供體提供能量並被氧化降解。因此，在反硝化深床濾池濾層中，隻有在濾池進水溶解氧較低，濾層處於無氧狀態才能起到脫氮作用，由此可見，對進水溶解氧予以嚴格把控對於減少碳源投加成本、提高濾池出水處理效果有著重要作用。

       2.2 應用效果

       汙水經二級生物處理構築物處理後，為進一步強化 TN 及 SS 的去除效率和穩定性，在循環澄清池後加設深床反硝化濾池。通過向濾池中投加碳源，並通過濾池中生物膜的異養型反硝化菌將硝酸鹽被還原成氮氣，從而使出水總氮達標。並通過濾料的過濾作用，使出水 SS 同步達標。

       （1）出水水質好，采用傳統重力流濾池，在汙水處理時，能夠確保出水穩定，水質好，抗衝擊負荷能力強。（2）濾層堵塞風險低，反衝洗無盲區，衝洗效率高，即使進水水質較差時，通過反衝洗也能徹底恢複濾料的截汙能力。（3）對溶解氧的影響較低，深床反硝化濾池采用弧形堰板及恒水位對濾池運行液位予以控製，有效規避了高落差跌水而導致的進水DO增加（控製溶解氧增加值＜1mg/L。）。（4）冬季低溫條件下，針對反硝化處理不徹底的現狀，可通過在汙水處理時投加適量碳源，確保TN能夠實現穩定達標。（5）夏季氣溫條件良好，出水TN如若能穩定達標，則可對工藝運行予以調整，將碳源投加係統關閉轉化為深床濾池，確保出水SS達標。（6）深床過濾池配備有獨特的反衝洗係統，其獨特的配水、配氣係統，高密度分布的孔口以及高強度的氣水反衝技術，能夠實現全方位無死角反衝洗，顯著提升了反衝洗效率，延長了濾池運行周期，減少了濾池反衝洗的次數及成本。

       需要注意的是，在汙水處理的過程中，應根據季節與實際情況，精準把控碳源投加量，避免碳源投量過大而影響反硝化效果；另外，進水SS 偏低或水量偏少時，應適當延長反衝洗周期，若為首次使用需每 10天衝洗一次，如此才能有效提升汙水處理效果，確保出水 SS、TN 均能滿足排放標準。

       3 結語

       深床反硝化濾池作為時下較為先進且應用較為廣泛的汙水深度處理工藝，其能夠同步實現去除 SS、脫氮等功能，同時，其工藝技術成熟、使用性能穩定、處理效果較好、運行成本較低，並能夠根據汙水水質情況進行深床過濾功能與反硝化脫氮功能的靈活轉化，真正實現了一池兩用，節約了大量成本，因此極具進一步深度推廣應用價值。

       作者簡介：

       方振敏（1986-），女，漢族，碩士研究生學曆，環境保護工程工程師職稱，研究方向為水汙染治理。安徽國禎環保節能科技股份有限公司。

 

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