深床反硝化滤池 工艺简介 台州中昌水处理设备有限公司 2013年12月.

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1 深床反硝化滤池 工艺简介 台州中昌水处理设备有限公司 2013年12月

2 1、城市污水处理的水质净化对象演变过程 1.1、城市污水(生物)处理经历了三个发展阶段。
第一阶段：以有机污染物即碳源生化需氧量(BOD)和悬浮固体 (SS) 的去除作为污水处理的主要水质目标。 第二阶段：常规二级生物处理技术从单纯的有机物去除发展到有机 物和氨氮的联合去除，即污水的硝化处理。 第三阶段：由于水质富营养化问题的日益严重，污水氮磷去除的实 际需要，进入了具有除磷脱氮功能的深度二级(生物)处理 阶段。 改革开放三十年，我国污水处理完成三个发展阶段转化过程。

3 CxHyOz（有机物）+O2（氧）→ CO2（二氧化碳）+H2O（水）+微生物
1.2、生物氧化过程工艺简介 1.2.1、有机物生物氧化过程(生物碳化过程) 好氧细菌在有氧条件下，将污水中有机污染物氧化(矿化)为CO2（二 氧化碳）和H2O（水）的过程。 CxHyOz（有机物）+O2（氧）→ CO2（二氧化碳）+H2O（水）+微生物 工艺流程:（略） 1.2.2、生物硝化过程 把氨氮氧化成硝酸盐的硝化反应。第一步先由亚硝酸菌将氨氮转化为 亚硝酸盐，第二步再由硝酸菌将亚硝酸盐氧化成硝酸盐。 2N4H+（氨氮）+3O2（氧） → 2N2O-（亚硝酸盐）+2H2O（水）+4H+（氢） 2N2O-（亚硝酸盐）+O2（氧） → 2N3O-（硝酸盐）

4 反硝化反应是反硝化细菌在缺氧条件下，将N3O--N和NH-N还原成气态氮N2。
1.2.3、生物反硝化过程 反硝化反应是反硝化细菌在缺氧条件下，将N3O--N和NH-N还原成气态氮N2。 N3O--N（硝酸盐氮）+Ｃ（低分子有机物） → N2O--N（亚硝酸盐氮） N2O--N（亚硝酸盐氮）+Ｃ（低分子有机物） → N2（氮气）+H2O（水） 1.2.4、生物除磷过程 利用专性聚磷细菌在厌氧条件下释放磷，在好氧条件下吸收磷，特 性，在曝气池中人为制造厌氧和好氧状态，筛选和培养专性细菌，使污 水中的磷聚集在专性细菌体内，然后通过排除剩余活性污泥(细菌菌胶团) 的方式使磷排出系统。

5 2、工艺技术开发背景 2.1、排放标准提高 国家2003年7月1日颁布执行的《城镇污水处理厂污染物排放
标准》（GB18918－2002），新的标准不仅对以BOD、COD为表征 的有机染物，以及SS悬浮物提出更严格处理要求，同时对氮、磷 等富营养物质提出更严格的标准。原来我国城镇污水处理厂普遍 采用的活性污泥法工艺，确保长期稳定运行，达到国家新标准的 水质标准，有较大难度。应该开发运行稳定、技术经济合理新工 艺，以满足国家标准的新要求。

6 中华人民共和国标准 《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918--2002)
基本控制项目最高允许排放浓度（日均值） 序号 基本控制项目 一级标准 二级标准 三级标准 A标准 B标准 1 化学需氧量（COD） 50 60 100 120① 2 生化需氧量（BOD5） 10 20 30 60 ① 3 悬浮物（SS） 4 动植物油 5 石油类 15 6 阴离子表面活性剂 0.5 7 总氮（以N计） — 8 氨氮（以N计）② 5（8） 8（15） 25（30） 9 总磷 （以P计） 2005年12月31日前建设的 1.5 2006年1月1日起建设的 色度（稀释倍数） 40 11 PH 6～9 12 类大肠菌落数（个/L） 103 104 注：①下列情况下按去除率指标执行：当进水COD 大于350mg/L 时，去除率应大于60%； BOD大于 160mg/L 时，去除率应大于50%； ②括号外数值为水温>12℃ 时的控制指标，括号内数值为水温≤12℃时的控制指标。

7 深床反硝化滤池是在普通活性污泥工艺之后，集物理过滤和 生（膜）氧化为一体的污水处理工艺:
2.2、后置反硝化深床滤池 深床反硝化滤池是在普通活性污泥工艺之后，集物理过滤和 生（膜）氧化为一体的污水处理工艺: 在以物理过滤方式去除活性污泥为主体的SS悬浮物； 同步去除BOD、COD有机污染物； 同时建立适宜生物环境，完成生物反硝化脱氮； 还可以同步进行微絮凝化学除磷。 出水水质良好，可以达到国家新执行《城镇污水处理厂污 染物排放标准》（GB18918－2002）。 也可以用于污水再用领域，如达到城市杂用水标准，或城 市景观用水标准。 经简单技术也可以用于特种工业废水处理

8 3、国内外现状与发展水平 近年来，随着国家对城镇污水处理厂执行更严格排放标 准，深床反硝化滤池在我国迅速发展。
2009年，为太湖水环境治理，江苏省无锡市卢村污水处理 厂建设5万吨/天；2010年10月，天津开发区10万吨/天后置反硝 化深床滤池投入试运行。以后1-2年，仅天津就有北塘、张贵 庄、津沽污水处理厂建设深床滤池。正在建设、准备建设的更 多。

9 4、深床反硝化滤池开发过程简介 台州中昌水处理设备有限公司成立于1978年，公司业务涉及水处理
各个领域，特别在城市给排水处理关键设备--滤池配水布气系统方面有独 到之处，是中国工程建设协会标准《气水冲洗滤池整体浇筑滤板及可调式 滤头技术规规程》（CECS178:2009）参编单位。产品在国内几百个给排 水厂应用。近年来，公司集中人力、财力，整合优势，系统总结公司几 十年水处理和污水回用的研究成果和工程经验，着力开发深床反硝化滤 池工艺和技术，取得重大进展。主要成果如下： 1、对反硝化深床滤池池体构造、配水布气系统结构、过滤介质性能、反冲洗参数等进 行了筛选、确定； 2、自主开发了反硝化深床滤池气水分布滤砖； 3、对配套设备（泵、阀门、风机、碳源投加系统等）进行了集成性研究，取得成果； 4、对自动化控制、在线监测仪器仪表集成性研究，取得成果； 5、形成了完整的设计、安装、调试、运营、维护成文文件。

10 4.1、工艺流程（与自来水基本相同 ）

11 4.2、深床反硝化滤池主要特点 特点一： ①、专型配水布气系统 为保证气水分布均匀及强力气水反冲，滤池采用气水分布滤砖技术， “形成空气循环
室”，反冲洗时的“二次布气”，使空气与水充分混合后，从相邻砖的间隙中强力喷出，将空气与水均匀分布在整个滤池区域。 气水分布块模块式设计。 安装精度高、可以保证施工质量； 运行过程中不堵塞、不老化和不腐蚀； 无易损易耗件、使用寿命长、具有终身免维护功能。 ②、滤料 滤料表面为高强度的石英砂，滤料粒径2～4mm、球形度0.8～0.9，其均匀度、球形度 莫氏硬度、比重和酸溶度等指标也均有严格的要求，其性能参数应满足相应标准。由于这些特点，滤料不磨损，不跑砂，滤池具有终身免维护的特点。

12 特点二：处理水优质水质 ①、固有的缺氧生态环境，在碳源有机物等条件满足时，具有良好的去除NOX-N功能。
②、滤池采用滤料粒径为2-3mm，池深 m。粒径较大，但滤床较深，属于深层过滤 范围，应具有良好的物化过滤功能，对SS、浊度去除效果良好，出水SS平均在5mg/l左右。 ③、由于SS的去除，对生物合成的BOD、COD有机物有一定去除效果。 ④、当投加适当的絮凝剂时，对污水中磷酸盐具有良好的去除效果。

13 特点三：独特的工艺特征 ①、粗滤料、深滤床对系统连续、稳定、高效运行提供了基础保证。
②、气水联合反冲冼装置、布气装置、操作工艺等系统集成技术有效解决直接 过滤、生物滤池生物膜脱落堵塞滤池问题。 ③、专性的驱除氮气技术、即释氮循环技术，有效解决水过滤工艺常见的“气 堵”堵塞问题，特别适用于生物反硝化工艺最终产物—氮气吹脱的工艺特 点。 ④、完整性、集成化自动化装置与技术、在线监测仪器、计算机程序控制，可 以保证整体工艺长期、稳定、可靠地连续运行、气水反冲、驱除氮气等操作， 有效解决人工操作几乎无法完成的工艺过程控制问题。

14 特点四：完整性、集成化的自动化装置 特点五：深床反硝化滤池的重要缺点 有效简化人工操作，工艺过程控制简单。 自动化程度高，运行管理方便简单。
与其它后置反硝化脱氮工艺一样，必需投加碳源，如工业甲醇、乙酸等， 增加运行成本。

15 5、多种模式、方式灵活调度运行 第一种方式：深床滤池直接过滤模式运行，高效去除SS，同步提高B0D、 C0D等污染物去除效果、保证出水达标。
第二种方式：总磷超标时，很容易调整为按微絮凝深床滤池运行，有效 去除SS和总P，保证出水水质全项达标。 第三种方式：出水TN不能达标时，投加碳源按后置反硝化滤池运行，确 保出水全项达标。 其它方式：把出水达标(一级A)与再生水回用工程统筹考虑，首选深床 滤池工艺，出水水质可以达到生态景观、城市杂用水、工 业用水等水质标准，也可以作为污水脱盐前处理工艺。

16 6、反硝化深床滤池结构

17 6.1、气水分布系统 304SS布气主管 304SS布气支管 布水廊道盖板 ZS-W 滤砖 1717

18 6.2、滤池进水

19 6.3、气水反冲洗 特殊的滤砖结构，使滤池 反洗(气洗和水洗)效果良好

20 6.4、驱除氮气 反硝化过程中产生氮气，使得过滤产生气阻，通过驱除氮气，确保滤池运行效果

21 6.5、滤池的工作过程—正常进水 PAC、甲醇、乙酸、乙酸钠 1. 正常进水 2. 空气反洗 3. 气水反洗 4. 单独水洗 5. 驱除氮气

22 6.5、滤池的工作过程—正常进水 1. 正常进水 2. 空气反洗 3. 气水反洗 4. 单独水洗 5. 驱除氮气 反硝化作用

23 6.5、滤池的工作过程—气洗 1. 正常进水 2. 空气反洗 3. 气水反洗 4. 单独水洗 5. 驱除氮气

24 6.5、滤池的工作过程—气洗 1. 正常进水 2. 空气反洗 3. 气水反洗 4. 单独水洗 5. 驱除氮气

25 6.5、滤池的工作过程—气水反洗 1. 正常进水 2. 空气反洗 3. 气水反洗 4. 单独水洗 5. 驱除氮气

26 6.5、滤池的工作过程—水洗 1. 正常进水 2. 空气反洗 3. 气水反洗 4. 单独水洗 5. 驱除氮气

27 6.5、滤池的工作过程—驱氮 1. 正常进水 2. 空气反洗 3. 气水反洗 4. 单独水洗 5. 驱除氮气

28 6.5、滤池的工作过程—驱氮 1. 正常进水 2. 空气反洗 3. 气水反洗 4. 单独水洗 5. 驱除氮气

29 6.6、碳源控制流程 进水 反硝化 深床滤池 出水 流量计 硝酸盐分析仪 出水取样器 进水取样器 控制器 加药泵

30 6.7、碳源投加反应 当污水BOD5/TN＞3~5时，认为反硝化碳源充足。当废水中缺少有机物质时，为了给反硝化反应提供足够的电子供体，需要外加碳源。以甲醇、乙醇、乙酸、乙酸钠、葡萄糖为例，比较碳源投加量及费用。各种碳源反硝化化学计量关系式： 5CH3OH+6NO3-→3N2↑+5CO2+7H2O+6OH- 5C2H5OH+12NO3-→6N2↑+10CO2+9H2O+12OH- 5CH3COOH+8NO3-→4N2↑+10CO2+6H2O+8OH- 5CH3COONa+8NO3-→4N2↑+10CO2+6H2O+8ONa- 5C6H12O6+24NO3-→12N2↑+30CO2+18H2O+24OH-

31 常用碳源比较一览表 中文名： 甲醇 乙酸 乙酸钠 外文名： methyl alcohol acetic acid sodium acetate 别名： 木酒精 醋酸 醋酸钠 结构简式： CH3OH CH3COOH C2H3NaO2 相对分子质量： 32.04 60.05 82.03 化学品类别： 有机物--醇 有机物--酸 有机物-- 管制类型： 不管制 储存： 密封保存 熔点(℃)： -97.8 16 .6 324 沸点(℃)： 64.8 117 .9 相对密度： 0.79 1.0492 1.528 闪点(℃)： 11 39 爆炸上限%(V/V)： 44 17 爆炸下限%(V/V)： 5.5 4 溶解性： 溶于水，可混溶于醇、醚等多数有机溶剂。 易溶于水和乙醇，其水溶液呈弱酸性 溶于水和乙醚，微溶于乙醇。

32 7、脱氮生物滤池业绩 1、温州经济技术开发区滨海园区污水处理厂 (反硝化滤池，12万吨/日）
2、淄博光大水务水质净化一厂（硝化及反硝化滤池，20万吨/日） 3、河北廊坊污水处理厂（硝化滤池，3万吨/日） 4、张家口市主城区污水再生利用工程 （硝化滤池，6万吨/日） 5、山西大同节水回用系统工程（硝化滤池，5万吨/日） 6、东达包头万水泉污水处理厂 （硝化及反硝化滤池，5万吨/日） 7、鞍山市股份有限公司能源动力总厂 （硝化滤池，5万吨/日） 8、石家庄桥西污水处理厂（硝化及反硝化滤池，10万吨/日） 9、北京市卢沟桥再生水厂（硝化及反硝化滤池，10万吨/日） 10、克拉玛依市第二污水处理厂 （硝化及反硝化滤池，20万吨/日） 11、哈尔滨文昌污水厂升级改造工程（硝化及反硝化滤池，16.5万吨/日） 12、濮阳市污水处理厂污水回用工程深度处理厂(反硝化滤池，3万吨/日）

33 7、脱氮生物滤池业绩 13、大连寺儿沟水务有限公司（一期工程） (反硝化滤池，10万吨/日）
14、山东菏泽市润泽化工污水处理厂（硝化滤池，5万吨/日） 15、内蒙古大唐国际克旗煤制天然气项目 （硝化及反硝化滤池，10万吨/日） 16、黑龙江鸡西市恒山区污水处理厂（硝化及反硝化滤池，3万吨/日） 17、中化泉州1200万吨炼油项目污水处理厂 （硝化及反硝化滤池，5万吨/日） 18、高阳县印染废水集中处理工程（反硝化滤池，20万吨/日） 19、北京高碑店污水处理厂（反硝化滤池，100万吨/日） 20、北京市小红门再生水厂及再生水利用工程 （硝化及反硝化滤池，60万吨/日）

34 Taizhou Zhongchang Water Treatment Equipment Co., Ltd.
台州中昌水处理设备有限公司 Taizhou Zhongchang Water Treatment Equipment Co., Ltd.