1、反硝化滤池简介：反硝化深床滤池是集生物(wù)脱氮及过滤功能(néng)合二為(wèi)一的处理(lǐ)单元，是业界认可(kě)度较高的脱氮及过滤并举的先进处理(lǐ)工艺；1969年世界上第一个反硝化滤池诞生，近40年来反硝化滤池在全世界有(yǒu)数百个系统在正常运行；滤料采用(yòng)2～3mm石英砂介质，滤床深度通常為(wèi)1.83m，滤池可(kě)保证出水SS低于5mg/L以下。绝大多(duō)数滤池表层很(hěn)容易堵塞或板结，很(hěn)快失去水头，而独特的均质石英砂允许固體(tǐ)杂质透过滤床的表层，深入滤池的滤料中，达到整个滤池纵深截留固體(tǐ)物(wù)的优异效果。

2、工艺流程

  图2    反硝化深床滤池工艺流程图

3、反冲洗流程：无论在深床滤池模式还是在反硝化深床滤池运行模式，滤池均需反冲洗，将截留和生成的固體(tǐ)排出。反冲洗流程通常需要三个阶段：①气洗；②气水联合反洗；③水洗或漂洗。

4、滤池组成：反硝化深床滤池结构简单，安装方便，滤池内无活动部件，滤料无流失，终身无需维护，主要组件如下：

A. 滤料：硬硅质砂，圆形尺寸范围2-3mm

B. 砾层：圆形硬硅质砂尺寸范围3-40mm

C. 滤砖：提供超强的反冲洗气水分(fēn)配性能(néng)

D. 进气管：当需要进气管配置时，不锈钢的进气管能(néng)够提供均匀的反冲洗气分(fēn)配

E. 堰板：使滤池与反冲洗水槽分(fēn)开，為(wèi)进水和反冲洗出水的均匀分(fēn)配提供条件

F. 控制系统：专為(wèi)控制滤池的各种设备而开发的控制系统。

G. 阀门：自动和手动的阀门控制水和空气的进出

H. 碳源存储和供给系统：通常设计為(wèi)乙酸钠或乙酸，根据进入滤池的硝酸氮量来控制碳源投加量

I. 反冲洗泵：為(wèi)滤池提供反冲洗水，用(yòng)于反冲洗滤料和驱氮。

J. 鼓风机：為(wèi)滤池提供反冲洗空气来源，用(yòng)于反冲洗滤料。

5、功能(néng)组件：反硝化深床滤池结构简单实用(yòng)，集多(duō)种污染物(wù)去除功能(néng)于一个处理(lǐ)单元，包括对悬浮物(wù)、TN和TP均有(yǒu)相当好的去除效果；现有(yǒu)的运行经验表明，在无需化學(xué)加药除磷的情况下，可(kě)以满足出水水质BOD<5mg/L，SS<5mg/L，TN<3mg/L，TP<1mg/L。在进行化學(xué)除磷的情况下，出水TP<0.3mg/L。

6、深床过滤机理(lǐ)：深床过滤是使液體(tǐ)通过有(yǒu)某种颗粒或可(kě)压缩滤料组成的滤床去除悬浮于液體(tǐ)中的颗粒物(wù)质，普遍用(yòng)于污水处理(lǐ)二级处理(lǐ)工艺出水的过滤。目前，深床过滤用(yòng)于生物(wù)或化學(xué)出水中悬浮物(wù)的去除以减少固體(tǐ)物(wù)质排放量，更重要的作用(yòng)可(kě)以作為(wèi)一个调节过程用(yòng)于加强滤后水的消毒效果；深床过滤主要通过以下五种主要机理(lǐ)去除悬浮物(wù)质：

a) 隔滤：包括机械隔滤和偶然接触过滤。粒径大于滤料孔隙的颗粒通过机械的拦截被去除為(wèi)机械隔滤；粒径小(xiǎo)于滤料孔隙的颗粒由于偶然接触被捕获在滤料内為(wèi)偶然接触过滤。隔滤是具有(yǒu)可(kě)操作性的悬浮物(wù)主要去除机理(lǐ)。

b) 沉淀或碰撞：沉淀，颗粒沉积在过滤器的滤料上；碰撞，重质颗粒不沿水流方向流动。

c) 截留：许多(duō)沿水流方向运动的颗粒与滤料表面接触时被捕获。

d) 黏附：当颗粒通过滤料时，它们就会黏附于滤料表面。由于水流的冲击，有(yǒu)些颗粒在尚未牢固地附着于滤料表面之前就被水流冲走，进入滤床深部。当滤床逐渐堵塞后，表面剪力则开始增大，使滤床再也不能(néng)去除任何悬浮固體(tǐ)。一些悬浮颗粒可(kě)能(néng)会穿透滤床，使过滤器出水浊度突然升高。

e) 絮凝：在滤料空隙内可(kě)能(néng)会发生絮凝作用(yòng)，通过过滤器内部的速度梯度形成更大的颗粒，再通过上述几种机理(lǐ)的作用(yòng)而去除。

f) 脱附：作為(wèi)上述机理(lǐ)的结果，被已经沉积的颗粒物(wù)包裹着的滤料表面之间的间隙变小(xiǎo)。流速升高，滤层阻力升高。被截留的沉积物(wù)可(kě)能(néng)脱附并被带到滤料的深层，甚至可(kě)能(néng)透过滤层。在滤层失效之前，需要对滤池进行有(yǒu)效的反冲洗，恢复滤层的过滤性能(néng)。

7、反硝化机理(lǐ)：将硝酸盐和亚硝酸盐还原成氮气的生化反应成為(wèi)反硝化反应。能(néng)够进行反硝化反应的细菌成為(wèi)反硝化细菌。反硝化作用(yòng)是反硝化细菌的厌氧呼吸过程，硝酸盐是電(diàn)子受體(tǐ)，氮气是代謝(xiè)产物(wù)，要完成这一厌氧过程，还必须提供電(diàn)子供體(tǐ)——有(yǒu)机物(wù)。

1）反硝化过程為(wèi)一多(duō)步反应：NO₃→NO₂-→NO→N₂O→N₂

2）反硝化细菌是异养兼性厌氧菌，能(néng)够利用(yòng)氧或硝酸盐作為(wèi)最终電(diàn)子受體(tǐ)。当氧受限制时，反硝化细菌以硝酸盐和亚硝酸盐中的N⁵⁺和N³⁺作為(wèi)能(néng)量代謝(xiè)中的電(diàn)子受體(tǐ)进行厌氧呼吸（被还原），O^2-作為(wèi)受氢體(tǐ)生成H20和OH-碱度，有(yǒu)机物(wù)作為(wèi)碳源及電(diàn)子提供體(tǐ)提供能(néng)量并得到稳定。

3）如污水中碳源有(yǒu)机物(wù)不足，应补充投加易于生物(wù)降解的碳源有(yǒu)机物(wù)，如甲醇、乙酸、乙酸钠等，此时考虑同化异化两个代謝(xiè)过程的反硝化反应用(yòng)下式表示：NO₃+1.08CH₃OH+0.24H₂CO₃→0.056C₅H₇O₂N+0.47N₂↑+1.68H₂O+HCO₃^-

NO₂^-+0.67CH₃OH+0.53H₂CO₃→0.04C₅H₇O₂N+0.48N₂↑+1.23H₂O+HCO₃^-由上式可(kě)计算，每还原1g NO₂-N和1g NO₃-N為(wèi)N₂时，分(fēn)别需要甲醇1.53g和2.47g。考虑到污水中的溶解氧，為(wèi)使反硝化过程进行完全需要投加甲醇量CM為(wèi)：  CM=2.47[NO₃^-N]+1.53[NO₂-N]+0.87DO；上式计算甲醇消耗量偏于保守，因為(wèi)反硝化深床滤池进水中仍有(yǒu)剩余BOD，根据工程实际经验，甲醇与NO₃-N比值可(kě)取3.0。

基于上述反硝化机理(lǐ)，反硝化深床滤池在缺氧环境下，通过附着在滤料上的反硝化菌，利用(yòng)碳源作為(wèi)電(diàn)子供體(tǐ)，将硝酸盐或亚硝酸盐还原成氮气（N₂）释放，完成反硝化脱氮过程。

8、化學(xué)除磷机理(lǐ)：化學(xué)除磷是通过“微絮凝过滤”来完成的，通过向污水中投加无机金属盐药剂与污水中溶解性的盐类，与磷酸盐混合后，形成颗粒状、非溶解性的物(wù)质，反应方程举例如下式：Al³⁺+PO₄^3-→AlPO₄↓    pH=6～7

                                                           Fe³⁺+PO₄^3-→FePO₄↓    pH=5～5.5

1）“微絮凝过滤”除磷可(kě)以简单地理(lǐ)解為(wèi)：水中溶解状的磷（离子状态），通过投加除磷絮凝剂转换為(wèi)非溶解、颗粒状形式的过程，再通过过滤，以悬浮物(wù)的形式将磷去除掉。

2）為(wèi)了生成非溶解性的磷酸盐化合物(wù)，用(yòng)于化學(xué)除磷的化學(xué)药剂主要是金属盐药剂和氢氧化钙。许多(duō)高价金属离子药剂投加到污水中后都会与污水中的溶解性磷离子结合生成难溶解性的化合物(wù)，但出于经济原因考虑，用(yòng)于磷沉析的金属盐药剂主要是Fe3+盐、Fe2+盐和Al3+盐，这些药剂是以溶液和悬浮液状态使用(yòng)的；污水化學(xué)除磷中常用(yòng)的药剂类型如下：

表4-1    化學(xué)除磷中常用(yòng)的药剂