反硝化深床濾池結(jié)構(gòu)組成、工作原理及關(guān)鍵因素
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反硝化濾池顧名思義，是一種具有反硝化脫氮功能的生物濾池，它是在傳統(tǒng)生物濾池的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。由于其具有較好的硝酸鹽去除效果，并且具有占地面積小，處理效率高，工程投資費用少等優(yōu)點，因此在近年來的污水處理廠提標改造中受到廣泛的關(guān)注，筆者將主要介紹反硝化濾池的污水處理原理，組成結(jié)構(gòu)，以及介紹幾種典型的反硝化濾池產(chǎn)品。
結(jié)構(gòu)組成
反硝化濾池筆者根據(jù)水力流態(tài)分為上流式和下流式兩種形態(tài)。上流式的反硝化濾池形態(tài)和傳統(tǒng)的生物濾池的結(jié)構(gòu)較為類似，污水從下部往上部流動，濾池從下往上分為配水層、承托層、填料層、清水層。下流式的反硝化濾池形態(tài)和V型濾池結(jié)構(gòu)較為類似，污水從濾池上部配水槽進入濾料區(qū)，濾池從上往下分為配水區(qū)、填料區(qū)、承托層、出水收集區(qū)。
與曝氣生物濾池相比，反硝化濾池無需在濾池中增加曝氣設(shè)備，僅設(shè)計用于氣洗聯(lián)合沖洗的反沖設(shè)備。為了保證反硝化濾池的正常運行，常常配備有氣水聯(lián)合反沖洗設(shè)備。
濾池承托層一般由濾板、濾頭、承托層濾料組成，反沖洗系統(tǒng)(沖洗水管、沖洗氣管)也在承托層的濾板下布置新型的濾池主要將濾頭優(yōu)化為方便布水布氣的新型濾磚，優(yōu)化了氣水分配。
濾料也從普通的鵝卵石、礫石等轉(zhuǎn)變?yōu)樘樟�、無煙煤、火山石以及高分子惰性載體這類比表面積大，截污能力強的載體材料。上流濾池沖洗方向和進水水流方向是同向的，因此在濾池的出水區(qū)常常會有一個沖洗廢水收集池/槽，沖洗完的廢水回流至進水配水區(qū)。
原理及關(guān)鍵因素
反硝化濾池工藝中進行的脫氮反應(yīng)大部分是異氧反硝化細菌以有機碳源(常見常見的碳源如甲醇，醋酸和乙醇等)作為電子供體，以硝酸鹽或亞硝酸鹽作為電子受體的氧化還原過程。還有部分的自養(yǎng)反硝化細菌，以無機的碳(如CO2、H2CO3等)作為碳源，以氫和鐵、硫等的化合物為電子供體。
該過程是一個涉及多種酶和多種中間產(chǎn)物并伴隨著電子傳遞和能量產(chǎn)生的復雜生化反應(yīng)過程，該過程是涉及4種酶：即硝酸鹽還原酶、亞硝酸鹽還原酶、一氧化氮酶和一氧化二氮酶，它們分別參與硝酸鹽轉(zhuǎn)化的4步反應(yīng)：NO3--N→NO2--N→NO→N2O→N2
參與反應(yīng)的酶類對反應(yīng)條件有一定的要求：pH(7~8)、溶解氧濃度(≤0.5mg/L)、水溫(20~35℃)、碳氮比(工程上一般要求≥5:1)等，因此就反硝化濾池而言，保證以上條件是保證脫氮效果的前提。在實際的現(xiàn)場工程中，污水廠對水溫以及pH的控制相對穩(wěn)定，但由于進水水質(zhì)水量的變化導致進水有機物含量不足，進而使得濾池中的反硝化細菌得不到足夠的碳源，造成脫氮效率低下。
另外，所設(shè)計濾池的水力負荷，一般的水力負荷設(shè)計經(jīng)驗值為0.5~3m3﹒m-2﹒h-1左右[4]，水力負荷較低容易引起堵塞及沖洗維護困難等問題，水力負荷較高則會導致污水與生物膜的接觸時間不夠，反應(yīng)不充分也會造成脫單效率低下。
沖洗頻率及強度，反硝化生物濾池屬于生物膜法，因此在一定的使用期限內(nèi)需要進行沖洗，以恢復損失的水頭。同時將一部分老化脫落的生物膜排出整個濾池，促進新的生物膜生成，就好比活性污泥法中要將剩余污泥排出系統(tǒng)一樣，因此反硝化生物濾池需要根據(jù)來水的水質(zhì)水量變化以及生物膜的生長情況，摸索出合適的沖洗頻率和沖洗強度。
