前置反硝化生物滤池用于市政工业污水处理改造研究

摘要：前置反硝化生物滤池结合了A/O工艺和曝气生物滤池工艺的特点，具有良好的脱氮效果，被广泛用于市政工业水厂的污水处理及提标改造中。该工艺不但出水稳定、投加碳源量少、节约药剂成本，同时流程相对简单，省去中间沉淀池，节约建筑成本。本文研究了前置反硝化生物滤池用于市政工业污水处理过程中，对于COD及总氮的去除率，探索最佳工况参考，为前置反硝化滤池应用于市政工业废水处理提供依据。

关键词：前置反硝化生物滤池；市政工业；污水处理；改造策略

引言：污水脱氮方法主要有物理化学法与生物脱氮法。生物法能耗较低、化学试剂投入较少，在污水处理中特别是大、中型污水处理厂广泛应用。反硝化生物滤池结合了A/O工艺和曝气生物滤池工艺的特点，具有良好的脱氮效果，强化微生物和污染物的富集与传质，实现污水污染物的高效去除。近年来国家对于市政工业污水逐步提升排放标准，广泛应用于污水深度处理。

一、前置反硝化生物滤池概述

（一）工作原理

前置反硝化生物滤池由配水区、填料区、承托区、出水收集区组成，配套反冲洗气水装置和冲洗收集槽，以保证反硝化滤池的正常运行。处理污水的工作原理是污水在滤池中的流动，利用滤池填料中的各类微生物组成的生物膜对污水处理，滤料表面附着反硝化生物菌落在缺氧条件下，将污水中有机碳或无机物作为电子供体，硝态氮作为电子受体，还原成氮气，从污水中释放处理，实现了反硝化脱氮，并能够对污水中污染物进行吸收或降解，实现污水处理，起到总氮去除。

（二）工艺流程

前置反硝化生物滤池工艺流程如下：（1）当污水经过沉淀池排出之后，，经分流槽自流进入前置反硝化生物滤池中，滤料层通常采用3-4种规格的配砾石分布方式，经过石英砂滤层进行脱氮，在经过砾石层和滤砖后得到达标产水，根据碳氮比进行投放碳源。长时间运行由于氮气形成气阻和污染物沉积，滤速下降，需要结合反洗工艺，将气洗、气水洗联合反冲洗工序对滤料层进行冲洗，保障反硝化滤池的正常运行；（2）前置反硝化滤池需从后端好氧池出水进行硝化液回流，出水回流至前端反硝化滤池，稀释反硝化滤池的有机物进水浓度，同时增加了硝酸盐和亚硝酸盐的浓度，促使反硝化菌更加有利进行脱氮。

二、前置反硝化生物滤池用于市政工业污水处理改造策略

目前，市政工业污水提标改造的处理过程中主要采用反硝化滤池的工艺，反硝化滤池能够通过同步完成3种不同的功能，第一种是悬浮物（SS）过滤的能力；第二种是总磷去除（投加除磷剂进行絮凝反应及物理过滤）；第三种是总氮（TN）中生物反硝化以及脱氮的能力。反硝化滤池多被设计在二级生物处理后端，作为深度去除脱氮（后置反硝化）、SS去除的强化工艺。但运用在后端要通过大量加碳源来满足碳氮比，会造成出水COD偏高等问题，而将反硝化生物滤池设计在二级生物处理段和硝化滤池串联使用，形成前置反硝化，利用待处理水中碳源，减少外加碳源进行反硝化脱氮，可节省碳源投加，降低cod超标风险，用于市政工业污水处理具体策略如下：

（一）投资运营成本要求

市政污水厂提标改造，由设计工艺一级B标准变成一级A，总氮达标麻烦，外加老水厂设备老旧等原因，改造时往往不得停止运行，为了达标最好的方法就是在工艺上增加主要为脱氮准备的三级处理工艺，而反硝化滤池是目前工艺最成熟的一种，其中前置反硝化滤池主要用于放置于生化处理前端，与硝化滤池串联使用，处理进水碳源充足且出水总氮要求高的情况，利用污水中的有机物作为碳源，减少外加碳源，有机质在反硝化池中去除，确保了碳氧化/硝化池中的硝化能力，系统的曝气量相对较少，污泥量较少，对于BOD5充足且需脱氮的生活污水处理效率高。

（二）优化深床滤池的设计效果

为了能够提升污水处理的能力，在设计反硝化滤池中需要进行优化，科学分析其功能，根据不同厂家特点进行选择，例如将进水堰的形状调整为圆弧形，通过此方式可以有效提升滤池的液位，进而防止污水进水发生跌落的情况。如果滤池在实际运用过程中，反硝化的功能需要逐渐改善，此时滤池中的进水堰形状则需要将其设计成圆弧形，保障水流可以沿着滤池的两侧实施层流，通过水流落差最小化的方式降低其中充氧所带来的不良影响，同时也可以减少处理过程中的碳源消耗，在运行方面也可以有效节约成本。采用独特的滤砖技术，底面采用斜面有效避免滤钻损坏实现，根据需求采用独特的水气分布技术，使得反冲洗水的均匀分配。滤料选择也可根据水质特点选择比表面积大，截污能力更强的陶粒、无烟煤等，滤料粒径大小也会影响污水处理的效果，当使用过长滤料上有沉积，主要为悬浮颗粒物而言，其会随着污水而流动，有的可能会穿过滤料，难以被截留，因此，需根据水质确定粒径、孔径大小。

（三）实际工程应用

前置反硝化滤池的脱氮效果的影响因素进行分析，直接影响脱氮因素包括硝化液回流比、碳氮比、水力负荷及氮磷浓度等对脱氮效果均有影响，因此在应用于市政水厂前，需进行小试中试等，对实际应用提供参考。本文针对前置反硝化滤池在某市政污水厂运行效果进行实验，该污水厂原废水理工艺出水水质为COD≤90mg/L，TN为60～80mg/L，其中硝态氮占90%，可以看出出水水质COD、总氮超标严重，无法达到排放标准。实验工艺采在原厂工艺上添加前置反硝化工艺，及采用前置反硝化+好氧池+混凝沉淀，调试前期工作为前置反硝化滤池及后端好氧池的生物菌种接种、驯化、挂膜，挂膜采用人工挂膜，及采用污水厂缺氧池、好氧池污泥混合液接种到反硝化滤池及好氧池中，与污水进行混合闷曝、进水驯化。

三、结语

综上所述，前置反硝化生物滤池污水处理效率相对较高，并且其应用成本相对较低，能够在保证污水处理效率的基础上，实现处理成本的节约，因此相关人员应针对反硝化生物滤池进行深入研究，充分应用反硝化生物滤池污水处理工艺，并细化各施工安装环节，在保证施工质量基础上，针对碳源投加量进行合理控制，使污水处理效果能够得到优化，符合污水排放标准。

参考文献：

[1]周涛.深度处理技术市政污水“变身”高质量工业水[J].水处理技术，2019，40（5）：127.