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硝化和反硝化生物滤池调试摘要:本人调试并交付了某污水处理有限公司的项目。该项目水源为某市市政污水,日处理量为100000m3/d,处理后出水要求为一级B,工艺流程为:格栅T除油沉砂池T高效沉淀池T硝化反硝化生物滤池T紫外线消毒池在这里重点介绍硝化反硝化生物滤池的工艺原理,调试过程和相关调试运行参数。本厂的硝化反硝化生物滤池是由上向流曝气硝化滤池和非曝气反硝化滤池组成,是通过生物法和物理法相结合,从而去除水中的氨氮、总氮、悬浮物、COD、BOD和少量的磷酸盐。该工艺具有处理能力强,效果好,受温度影响小,耐冲击负荷,自动化程度高,占地面积小等优点。但是,也具有需要额外投加有机碳源甲醇,而导致运营费用有所增加的问题。由于该厂的原水水质早晚变化比较大,系统自动化控制要求比较高等特点。在工艺调试期间,遇到和克服了很多的实际困难。之间通过大量的实验和对进出水与关键控制点长期的水质分析,总结了许多宝贵的经验,并对硝化反硝化生物滤池有了更深入的理解。关键词:硝化反硝化生物滤池;反冲洗;脱氮;有机碳源绪论随着国家经济的腾飞,优化城市结构以及环境资源的可持续发展等一系列问题摆在了我们面前。水处理行业更是在这样的大环境下逐步占据着越来越重要的位置,水处理技术也呈现出了蓬勃发展的态势。为了保护环境及节约水资源,国家对大多数城镇污水处理厂的排放有了更高的要求,即一级A标准①。所以目前很多旧厂需要升级改造,新建污水处理厂需要考虑更多的深度处理设施以使出水可以进行中水回用或达标排放。考虑到目前城镇污水处理厂升级改造可用空间小,征地困难等原因,生物滤池这种具有占地面积小,过流速度快,处理效率高,运行维护简便等特点的处理工艺越来越多的得到了应用。其中一种硝化和反硝化生物滤池的处理工艺对于去除悬浮物、氨氮、COD、BOD和总氮的效率非常高。本文针对这种上向流曝气硝化生物滤池和非曝气反硝化生物滤池的工艺原理,调试及运行中的经验进行论述及分析,并且提出了一些建议及设想。一、硝化和反硝化生物滤池的工艺描述硝化和反硝化生物滤池由两部分组成,硝化滤池和反硝化滤池。硝化顾名思义是进行硝化反应将氨氮(NH4-N)转化为硝氮(NO3-N)的过程。同样,反硝化的意思是进行硝化反应将硝氮(NO3-N)转化为氮气(N2)的过程。生物滤池也就是既有生物反应又有物理截留作用的反应池。在这里我想有必要介绍一下该滤池的反冲洗程序以便于理解。硝化反硝化生物滤池在运行过程中,由于滤料拦截的SS越来越多以及微生物新陈代谢等原因会造成滤料层的水头损失越来越大,滤料的堵塞程度越来越大,当到达一个设定值时,需要对滤料层进行反冲洗(图2),以恢复系统的处理能力。从而达到去除水中悬浮物,促进微生物新陈代谢及优化硝化和反硝化菌种群的目的。反冲洗包括水洗和气洗两部分,并且交替进行,以确保将残留在滤料中的悬浮物清洗出去,保证在反冲洗过后滤料能够恢复原有的纳污能力。用来进行反冲洗的水是已经经过硝化反硝化滤池处理后的出水,原水停止进入滤池,反冲洗废水阀门打开,使用反硝化生物滤池处理过的水通过重力作用由上至下对滤料层进行冲洗。反冲洗空气由鼓风机来提供,通过底部的曝气管释放,达到清洗滤料目的。通常反洗空气量要高于曝气时的空气量。反冲洗产生的脏水经过沉淀处理后重新回到生物滤池的进水渠,不会产生大量的浪费。硝化反硝化生物滤池的主要设备包括:提升泵、进水阀门、滤板、滤头、滤料、出水叠梁闸、曝气管、空气调节阀门、反冲洗废水阀门;反冲洗废水泵等。二、硝化和反硝化生物滤池的工艺调试在调试之前,首先要做好一系列的准备工作才能保证工艺调试的顺利进行,这个过程非常重要。包括:检查水池和管道的吹扫及清理;检查所有在线仪表的安装位置确认及标定;检查并调整各滤池进水处的配水板,确保配水均匀;池底曝气管要均匀布置,并连接牢固;填料填装高度要符合设计要求,各池间的滤料厚度需相同。滤板安装需平整、牢固;滤头安装需紧固、均匀。除了以上工作以外,比较原水水质和原设计之间的差异,分析可能出现的问题。当准备工作做好后,将原水引入滤池,并按部就班的增加水量负荷,开始工艺调试。该厂一共有6个硝化生物滤池,单池表面积231m2,滤料厚度3.5米。有2个反硝化生物滤池,单池表面积173m2,滤料厚度3米。详细实验参数见附件二。当微生物越来越稳定,环境温度也逐渐的升高,氨氮的处理效果也越来越稳定。这个时候,可以逐渐的降低曝气风量,并找到一个下限值。这样可以降低用电量,节能减排,也可以尽量降低处理水中的溶解氧,为下一步反硝化反应创造有利条件。因为对于市政污水处理厂来说,有一个普遍的问题就是夜里水量很低,污染物浓度也相应较低,但是早上和下午的用水量为高峰期。所以针对这种情况,可以在自控系统中设置一个24小时表,根据水流过处理构筑物的速度,为每一个小时点设置正确的曝气量,可以节省大量的电能,大幅提高系统的运行效率。详见图3。09年2月27日反冲洗废水中SS变化的情况说明反冲洗没有进行彻底,滤料没有洗干净。而3月3日的数据显示,SS已经有下降趋势,大部分的SS已经被清理出滤料。之后,根据几次试验结果将最后淋洗阶段的时间延长至300秒。在反冲洗结束后的半个小时内,出水水质最差。2个小时之后,出水水质恢复到要求范围之内。第三步:当硝化滤池稳定后,氨氮几乎都转化为硝氮,开启反硝化系统。反硝化生物滤池的脱氮效果是否理想,有机碳源的投加是一个非常重要的因素也是后置反硝化生物滤池不可缺少的组成部分。虽然原水中含有一定量的COD,但是远远不能满足反硝化微生物的需求。现今,甲醇是效果最好的,也是应用最多的有机碳源药剂。CH3COOH+8NO3-^6H2O+10CO2+4N2+8OH-+能甲醇的投加点位于反硝化生物滤池的进水渠或进水管中,并需要使其与原水进行充分而均匀的混合。甲醇的投加流量根据反硝化生物滤池的进水流量、进水NO3-N的含量以及出水NO3-N的期望值来确定。在调试及运行过程中可以根据实际的出水NO3-N的值来对其中参数进行相应的调整。以确保处理效率和经济效益最大化。根据本项目的经验,反硝化生物滤池的培养期要短很多,15天的时间就已经足够。请参见附件二中的详细调试数据。调试和运行期间,为了使反硝化滤池尽可能的高效。在曝气硝化段上,保证氨氮的处理效果的前提下逐渐的降低风量,将溶解氧降到一个比较低的值,为反硝化反应提供有利条件。反硝化滤池顶部的溶解氧必须为0mg/l才能保证反硝化生物滤池的处理效果。结论对于曝气硝化生物滤池和非曝气反硝化生物滤池的调试,有以下重点需要注意:确保原水中有足够的碱度供硝化反应的进行。该项目采用自然挂膜,挂膜期间要严格控制曝气量。调试期间通过出水的水质变化逐步提高进水水量和负荷,及时对反洗强度,反洗时间等工艺参数进行调整,直至出水水质和水量达到设计要求时,表明挂膜成功。根据水厂本身原水水质和水量的波动情况对不同时间点的曝气量等参数进行调整。争取使出水水质平稳可靠,这样水厂的运行也会达到更经济,更可靠的运行状态。控制原水中的SS不要超过100mg/l。否则,对维持滤池的正常的过滤周期和反洗排队是个重大的考验。如果使滤池经常处于反洗状态,对出水的水质影响会很大。在预处理系统中,絮凝剂的用量要尽可能的少,以免增加滤池中滤料的过滤负担,缩短滤池的过滤时间。对于反硝化处理反应,根据分层实验可以看出硝氮很快就被处理完全,可以根据此经验在以后的设计中将滤料层的厚度减小以节省投资。当然还要综合考虑水头损失和过滤速度的问题。或者增加一些滤池的表面积,适当的减小流速,改用低价的糖或乙酸作

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