近年來(lái)，我國(guó)不斷加大環(huán)境污染治理力度，尤其加大污水處理方面的人力與資金投入力度，進(jìn)一步提高污水排放標(biāo)準(zhǔn)，從以往的一級(jí) B 逐漸提升到一級(jí)A。為了滿(mǎn)足國(guó)家規(guī)定的污水排放表則，深床反硝化濾池應(yīng)運(yùn)而生，憑借自身較強(qiáng)的懸浮物過(guò)濾能力、除磷能力、生物反硝化與脫氮能力， 使市政污水得到有效的深層處理。

1 深床反硝化濾池簡(jiǎn)介

反硝化深床濾池中主要包括生物脫氮、 過(guò)濾功能兩個(gè)方面，主要構(gòu)成要素如下：

(1)氣水分布系統(tǒng)

為了確保氣水分布均勻，產(chǎn)生強(qiáng)有力的反沖，濾池可以通過(guò)使用氣水分布綠磚技術(shù)，借助“T”型濾磚的力量形成空氣反射內(nèi)腔，在反沖洗的過(guò)程中將氣與水充分混合以后，在相鄰磚的間隙中猛烈噴出，使空氣與水充分混合在濾池區(qū)域中，此種方式能夠有效保障零部件不受損壞，且能夠終身免修與更新。此種氣水分布設(shè)計(jì)的方式不會(huì)老化、堵塞與腐蝕，使用起來(lái)十分方便，具體較強(qiáng)的經(jīng)濟(jì)性。

(2)濾料

濾料表面使用的是石英砂， 強(qiáng)度較高，且粒徑在2~4mm之間，球形度為0.8~0.9，在均勻度、莫氏硬度、酸溶度等方面均有嚴(yán)格要求，在性能上要符合AWWA 的規(guī)定要求。在上述條件的影響下，濾料不易發(fā)生磨損與跑砂，終身無(wú)需補(bǔ)料。

2 深床反硝化濾池的應(yīng)用機(jī)理

現(xiàn)階段，為了加大市政污水處理力度，將深床反硝化濾池工藝應(yīng)用其中，尤其對(duì)于重力流濾池的應(yīng)用能夠在同一時(shí)間實(shí)現(xiàn)三種功能，分別為過(guò)濾功能、除磷功能與生物反硝化功能，本文將對(duì)深床反硝化濾池的應(yīng)用機(jī)理進(jìn)行分析與研究。

2.1 過(guò)濾機(jī)理

現(xiàn)階段，在市政污水深度處理工作中，深床濾池的主要作用在于借助粗石英砂完成濾料工作，同時(shí)在濾池運(yùn)行過(guò)程中，產(chǎn)生三個(gè)不同過(guò)程，分別為截留、吸附與脫附。

(1)在截留的應(yīng)用方面主要包括兩種類(lèi)型，一種為機(jī)械過(guò)濾，另一種為濾料沉積。 其中，前者主要是對(duì)污水中存在體積較大的原料進(jìn)行截留， 通過(guò)已沉積顆粒物形成的濾料保障顆粒被有效攔截，不會(huì)隨著污水流出; 如若濾料的篩孔較小， 能夠使污水凈化效果得到顯著提升。對(duì)于后者來(lái)說(shuō)，主要對(duì)于懸浮顆粒物而言，許多顆粒物仍然會(huì)隨著污水流走，無(wú)法被有效截流，另外還與孔徑的大小、密度存在一定聯(lián)系。

(2)在吸附機(jī)理方面。 對(duì)于深度污水處理來(lái)說(shuō)，顆粒物主要吸附在濾料的表面，通過(guò)對(duì)濾速進(jìn)行控制的方式，能夠?qū)ξ叫ЧM(jìn)行調(diào)整，從而影響最終污水的凈化效果。 在物理作用下，如擠壓、內(nèi)聚力等，完成吸附工作，從而使污水凈化能力得到顯著提高。

(3)在脫附機(jī)理方面。 在對(duì)污水進(jìn)行深度處理時(shí)，對(duì)于已經(jīng)沉積后的顆粒物來(lái)說(shuō)，會(huì)吸附在濾料的表面，這時(shí)間隙將逐漸減小，隨著流速的不斷提高，濾層阻力也將不斷提升。 因此，很多被截留的顆粒物往往難以吸附，導(dǎo)致濾料在深層堆積。 在濾層失效以前，需要對(duì)其進(jìn)行多次沖洗，促使其過(guò)濾性能的恢復(fù)與提升。 另外，對(duì)于深床濾池來(lái)說(shuō)，還使用過(guò)程中還應(yīng)配備

其他系統(tǒng)作為輔助，如二次配水系統(tǒng)， 其孔徑較小， 且分布較為緊密，在多次沖洗的情況下污水凈化效率將得到顯著提升，在增加濾池效率的同時(shí)，還能夠降低濾池反沖洗費(fèi)用的投入。

1.1 脫氮機(jī)理

在污水處理過(guò)程中， 深床濾池的運(yùn)行對(duì)氧氣需求量要求不高，即便在無(wú)氧情況下也可順利運(yùn)行。 在濾料表面上具有大量的生物菌群，在二級(jí)生化處理下出水，在水流重力作用下順利完成處理工序， 但是對(duì)于污水來(lái)說(shuō)， 由于其中成分較為復(fù)雜，存在亞硝酸鈉、硝酸鹽等， 對(duì)這些化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行還原反應(yīng)后生成 N2，便可以在污水中釋放，使反硝化脫氮能力提升。在顆粒濾料方面，通過(guò)截流懸浮物的方式實(shí)現(xiàn)凈化目標(biāo)。 在反硝化菌中存在異氧與缺氧型微生物， 在缺氧環(huán)境下可以將反硝化菌通過(guò)氧化反應(yīng)的方式形成硝基單，同時(shí)將有機(jī)物，如甲醇,乙酸鈉，新型復(fù)合碳源

等看作一種電子供體，在污水廠中進(jìn)行三級(jí)處理。在污水處理環(huán)節(jié)中，濾池屬于十分關(guān)鍵的步驟，在碳源投放量增加的情況下，污水廠中很可能面臨BOD 超標(biāo)情況。 對(duì)此，需要在反硝化中加入投加指標(biāo)，對(duì)進(jìn)水量、出水硝基氮濃度、溶解氧濃度等進(jìn)行定量，以此來(lái)更好的掌控碳源投放情況，從而達(dá)到最佳的節(jié)能控制目標(biāo)。

2 深床反硝化濾池的應(yīng)用案例

2.1 工程概況

無(wú)錫市政污水處理工程中， 屬于太湖流域較為典型的污水處理工程，一至三期工程設(shè)計(jì)規(guī)模約為20 萬(wàn) m3/d，主要目標(biāo)為保障 TN 穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，主要挑戰(zhàn)在于活性污泥系統(tǒng)中碳源不足， 因此三期工程中對(duì)AAO 工藝缺氧段設(shè)置了碳源投放點(diǎn)，以此來(lái)保障TN 達(dá)標(biāo)投放。 在第四期工程中，安裝了深床反硝化濾池，并且在高溫狀態(tài)下使用，在低溫狀態(tài)下借助外加碳源的方式完成反硝化工作，利用微絮凝直接過(guò)濾技術(shù)，使無(wú)錫市污水處理工程中存在的問(wèn)題得到有效解決。

2.2 工程設(shè)計(jì)

針對(duì)無(wú)錫市政污水處理四期工程進(jìn)行深床反硝化濾池設(shè)計(jì)，主要的設(shè)計(jì)內(nèi)容如下所示：

(1)設(shè)計(jì)參數(shù)。工程設(shè)計(jì)的總體規(guī)模為5 萬(wàn)m3/d，水溫為12℃左右，變化系數(shù)為 1.2;

(2)濾池。濾池共計(jì)分為四個(gè)部分，單個(gè)部分的長(zhǎng)寬尺寸為 26.83m×3.56m，標(biāo)準(zhǔn)濾速為 5.45m/h，最大時(shí)濾速為6.54m/h;

(3)機(jī)械混合池。 在二沉池經(jīng)過(guò)泵房提升后，將污水傳遞到機(jī)械混合池當(dāng)中，在該池中共計(jì)分為兩個(gè)隔斷，并為串聯(lián)的形式分布，單個(gè)隔斷的長(zhǎng)度為 2.4m，寬度為2.4m，高度為4.0m。 對(duì)于每個(gè)隔斷來(lái)說(shuō)，分別設(shè)置了一臺(tái)攪拌機(jī)，其功率為7.5kW，將混凝劑投放到第一隔斷當(dāng)中，將碳源投放到第二隔斷當(dāng)中;

(4)碳源投加系統(tǒng)。 在本文所研究的濾池中采用乙酸鈉作為碳源，利用兩臺(tái)投加計(jì)量泵、一個(gè)乙酸鈉儲(chǔ)罐， 一個(gè)電磁流量計(jì)設(shè)計(jì)成一臺(tái)甲醇投加系統(tǒng);

(5)反沖洗水泵。 本工程中共設(shè)置了兩臺(tái)反沖洗水泵，一臺(tái)投入使用，另一臺(tái)留作備用，并且每臺(tái)水泵的長(zhǎng)度為9m，功率為 75kW;在工程中共計(jì)設(shè)置三臺(tái)反沖洗風(fēng)機(jī)，將其中兩臺(tái)投入到工程中，另外一臺(tái)作為備用，每臺(tái)及機(jī)器的功率為 71kPa。

3.3 應(yīng)用效果

在工程應(yīng)用過(guò)程中，原水為二級(jí)沉淀工藝出水，經(jīng)泵提升至中試裝置。中試設(shè)備屬于一個(gè)圓柱體，內(nèi)部直徑為406mm，石英砂濾層的高度為1830mm， 卵石承托層的厚度為500mm，濾料容積為0.23m3，粒徑為 2~4mm。中試裝置流程如圖1 所示。

在應(yīng)用過(guò)程中，水量為720L/h，濾速為5.56m/h，TN 的去除效果如圖2 所示。

從圖 2 的應(yīng)用效果中能夠看出，深床反硝化濾池的應(yīng)用效果十分明顯，能夠充分滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，應(yīng)用效果可總結(jié)為：在二級(jí)出水的基礎(chǔ)上，考慮水力負(fù)荷情況下，對(duì)濾池進(jìn)行反硝化操作，獲得了較為顯著的 TN 去除效果， 出水TN 與一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)相比較為優(yōu)質(zhì)，進(jìn)水TN 在14~24mg/L 的情況下，出水TN 基本上可以穩(wěn)定在 5mg/L 以下。由此可見(jiàn)，深床反硝化濾池中的脫氮效果能夠充分滿(mǎn)足市政污水深度處理方面的設(shè)計(jì)要求。

3.3 注意事項(xiàng)

應(yīng)保障碳源投加量、混凝劑適量，這樣出水TN 才能夠保障不超過(guò)5mg/L; 其次，還應(yīng)保障混凝劑添加適當(dāng)， 確保出水TP 始終在5mg/L 以下;另外，在進(jìn)水SS 的數(shù)值較低或者水量不足的情況下，反沖洗周期應(yīng)隨之延長(zhǎng);在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試以后，首次使用時(shí)需要每間隔10d 沖洗以此，這樣能夠使污水處理效率得到進(jìn)一步提升。

4 結(jié)論

綜上所述，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，深床反硝化濾池在市政污水處理中得到了廣泛應(yīng)用，其具有脫氮、脫磷、去除 SS等多項(xiàng)功能，并且使用性能較為穩(wěn)定，投入成本較低， 只要與區(qū)域水質(zhì)情況相結(jié)合進(jìn)行合理設(shè)計(jì)， 便能夠獲得較為顯著的污水深度處理效果。