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反硝化滤池介绍
编辑:德安科技   发布时间:2017-09-04

1.滤池构造

污水处理工艺中,反硝化滤池已经有多年的应用历史。上世纪70年代,反硝化滤池用于反硝化和去除颗粒悬浮物,从此,多家公司开发各自的反硝化滤池系场A硗猓 寺 ?span>TMDL 的要求,污水处理厂,如佛罗里达的East Central Regional中水回用厂引进反硝化滤池以提高出水水质,用于人工湿地,改善地下水水质(如图12)。

2.反硝化滤池常见工艺有重力流反硝化滤池和上流式连续清洗滤池。

重力流反硝化比较常见,该系统包括滤料、承托层和滤砖。主要供应商有Severn Trent Services,产品为TETRA DeniteF.B. Leopold,产品为elimi-NITE系统;西门子水务,产品为Davco反硝化滤池。(深床反硝化滤池)

污水溢流通过滤池长度方向两侧的堰槽流入滤池,处理后由池底通过堰门流入清水井。滤池定期需要反冲洗,反冲通常包括反冲气源,进行气和/或水反冲洗。反硝化过程将硝酸盐转化为氮气,并吸附在滤料上。累积的氮气需要定期排除。滤池的进水和反冲类似于常规的快滤池。

上流式连续清洗滤池,进水有所差别,底部进入,逆流通过砂滤床。

污水由进水管进入滤池(可管路投加甲醇),通过中心管路和分布器下行进入滤池,再上流经过滤床过滤,处理后,由滤池上部排出(如图三)。滤料缓慢向下移动,由滤池底部进入中心气动提升管路,压缩空气驱动石英砂上行,并清洗。滤料由气动装置顶部回流至滤池。滤后水经过固液分离装置分离,较大、较重滤料回流至滤床顶部,并排出上清水。该类项目,清洗、进出水连续在滤池顶部进行。滤池清洗水回流堰低于出水堰设计,确保清水自动进入清洗装置、保证分离器足够的水头,系统无需任何清洗水泵。

供应商包括:Parkson集团(劳德尔堡,佛罗里达),滤池有DynaSand滤池;Paques bv,滤池有Astrasand 滤池;西门子水务,北美与Paques合作提供Astrasand 滤池。

3. 反硝化滤池设计特点

反硝化滤池的设计,需要考虑众多的污水特性。表一大体介绍了不同供应商滤池的特点。设计主要考虑因素包括:1)供应商经验,2)滤池运行性能,包括进水渠、滤床、滤砖,还有反冲洗工艺及甲醇投加的系统控制等。

4.滤池进水堰槽

多数重力流反硝化滤池变水位控制,进水瀑流过进水堰槽,此方式会增加进水的DO,降低了反硝化效果,增加了甲醇的投加量。考虑该不良因素,某些供应商,作出调整,以降低影响。TETRADenite滤池,专利设计弧形堰,层流式沿滤池壁进水,减少DOLeopoldelimi-NITE滤池,安装弧形不锈钢堰槽解决此问题,另外,Leopold公司指出,恒定水位操作可降低瀑流,减少DO的形成。上流式连续清洗滤池,进水通过淹没在滤床中的布水系统,进水流过进水堰时,很少增加DO

5.滤料

不同供应商,滤料选择有不同的思路,参考表一。TETRADenite滤池,采用单一的圆形砂,粒径为2-3mm。据称一致的圆形滤料,能够与周围滤料滚动接触,提高反冲洗效果,促进氮释放,降低反冲水量。Davco滤池使用相同滤料,DynaSand滤池和Astrasand滤池同样设计使用较好滤料。

6.滤砖

重力流反硝化滤池,最初应用滤头布水布气,存在污垢堵塞、布水布气失效的风险。为解决此问题,各供应商推出各自特有的滤砖结构(图四)。Severn Trent Services推出适合生化处理的T型砖,高密度聚乙烯,中心水泥密实填充;F.B. Leopold推出S型高密度聚乙烯滤砖;Davco原有滤池采用穿孔管设计,新的滤池系统,将会使用M型高密度聚乙烯滤砖;上流连续清洗滤池无需滤砖。

7.氮气释放

反硝化过程中,氮气在滤床中不断累积,污水被迫绕过氮气泡,滤池水头损失增加,氮气必须定期释放到大气中。TETRADenite滤池提供SpeedBump系统,定期30秒到2分钟水泵反冲洗滤池,以释放氮气,进水阀不用关闭,减少滤池停运时间;elimi-NITEDavco滤池的氮气释放,需要关闭进水阀,氮气释放时间,需要考虑进滤池停留时间设计;DynaSandAstrasand滤池氮气释放方式相同,产生的氮气由底部进入气动提升中心管路排出,不需要增加其他脱氮装置。

8.反冲洗及滤池控制

反硝化过程中,悬浮物被去除,在滤床中累积,反硝化反应增加的固体颗粒也在滤床中不断累积,增加了滤池的水头损失。清洗滤料,滤床水头损失增加,定期反冲洗被认为是滤池运行的基础。三大滤池供应商,一致提倡气水反冲工艺。Deniteelimi-NITEDavco滤池控制都包括反冲、空气供应和氮气释放的系统控制。

DynaSandAstrasand滤池滤料连续清洗水量较小。Astrasand滤池安装工艺控制仪表,测量滤池不同位置的砂循环率。

滤池反冲周期及反冲效果跟保持较高脱氮效果仍然存在矛盾。为此,Astrasand引入Astracontrol系统确保不同运行条件下滤池的生物活性。

该控制系统调节滤料迁移、清洗频率以维持稳定的滤池生物活性。西门子研究显示自动气动装置根据水力负荷优化清洗频率实现卓越的工艺控制。Parkson集团指出DynaSand滤池可根据不同应用改变滤料回流率,然而,常规应用中不建议调整。

9.甲醇投加系统

甲醇通常在滤池进水分布前,管路投加。反硝化系统,甲醇投加量根据进水流量和进水、出水硝酸盐浓度调整,通过在线仪表控制。供应商承诺该控制系统,不会增加滤池TOC

有些供应商,习惯于通过进水流量和进水硝酸盐浓度前馈控制甲醇投加量。尽管前馈控制方式能够满足甲醇实际投加量,但是会有过量投加的情况,增加滤池的BOD含量,出水中BOD与硝基氮控制指标同样严格控制,甲醇投加需要优化的投加控制。


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