【摘要】在一套連續(xù)流濾池系統(tǒng)中，綜合采用氣提、反硝化、絮凝過濾工藝，在專門開發(fā)的控制系統(tǒng)與設備系統(tǒng)支持下，培養(yǎng)出反硝化細菌，在很短的時間內，實現(xiàn)精確脫氮，并完成除磷除懸浮物，將一級B的排放水處理各項指標全面達到一級A的水平，且占地面積小，全自動化控制，投資及運行費用低。

我國是水資源相對貧乏的國家，近二十年來，隨著工農業(yè)生產和國民經濟的快速發(fā)展，水資源問題越來越突出，將污水處理后重新回用的問題已經引起了廣泛的重視。國內外水環(huán)境管理的實踐經驗表明，污水深度處理與回用是通向健康水循環(huán)的橋梁。推進污水深度處理，普及再生水回用是人類與自然兼容協(xié)調，創(chuàng)造良好水環(huán)境，促進循環(huán)型社會發(fā)展進程的一項重要舉措。

近年來以污水回用為目的的深度處理技術得到了迅速發(fā)展，出現(xiàn)了一系列新技術，如脫氮除磷新技術、膜處理技術、高級氧化技術等，通過進一步去除污水中各種不同性質的污染物質，能夠滿足多種回用水質的要求。

本項目研發(fā)的深化處理系統(tǒng)在于將脫氮反硝化生物反應、除磷化學過程以及對懸浮物的物理過濾過程融合在同一連續(xù)流過濾器中進行，并且開發(fā)出精確的控制與加藥系統(tǒng)，使得其反應過程能夠被精確控制，既能夠達到排放要求，同時將投資運行費用降至最低。

(一)研究開發(fā)現(xiàn)狀

目前在國外(主要在歐洲)的污水處理廠該項技術僅被運用于工業(yè)生產領域或污染濃度較高的污水，運用于我國市政領域低濃度排放從一級B到一級A標準的提高，還沒有先例。同時由于各國的排放指標與水質狀況的區(qū)別，在工藝的過程控制方面也不盡相同。

我國目前的環(huán)保形勢非常嚴峻，淡水資源儲量不足，且越來越多的河流和湖泊污染嚴重，因此，通過污水深度處理提升再生水的利用價值和使用空間，具有明確且可行的重大意義，這不僅影響到經濟的可持續(xù)發(fā)展，同時也是中國在國際上維護國際形象的重要方面。

(二)主要研究開發(fā)內容(包括要解決的主要問題、解決方案、創(chuàng)新點)

1、主要問題

通常的污水處理廠采用二級生物處理后，出水滿足總磷總氮排放指標是難點，即便是采用具備脫氮除磷功能的工藝，也很難保證出水達到1級A標準。如果要達到一級A標準，總磷通常情況下需要采用傳統(tǒng)的深度處理方法處理二級生物處理后水、如絮凝沉淀與過濾等物理化學方法;但采用物理化學方法解決了磷的問題，卻無法解決總氮的問題，因為普通的物理化學方法對總氮是沒有去除能力的�？偟�主要由氨氮與硝酸鹽氮組成，目前建成的與在建的絕大部分城鎮(zhèn)污水處理廠二級出水最多只能基本保證氨氮指標達標，但綜合硝酸鹽氮指標后，總氮也只能達到1級B標準。因此要想出水總氮達到一級A標準，最直接有效的方法是在二級生物處理后出水中去除硝酸鹽氮以使總氮達到1級A標準。

(1)脫硝酸鹽氮最經濟有效的方法是采用反硝化生物反應來進行，而其中碳源與氮的比值是重要的制約因素，最少需要達到3：1。在經過二級生物處理后，出水中碳源已經被消耗了很大一部分，剩余的碳源不足以支持生物完成反硝化反應所需要的碳源，因此在二級生物反應后如果進行反硝化，必須要添加碳源。碳源量太大，出水另兩項指標COD與BOD5會超標，碳源量不夠，又無法完成其脫氮功能。

(2)如果采用物理化學方法除磷串聯(lián)生物脫氮工藝來完成從一級B到一級A的提標，需要兩套獨立的系統(tǒng)，建設與運行成本高。同時也很難控制。

(3)通常運用活性污泥法帶反硝化反應的工藝，如A2O等，需要的厭氧、缺氧停留時間長，回流污泥量大，同時還需要精確控制溶解氧，投資大，運行可靠性較差。

2、解決方案

將達到一級B標準的二級生物處理出水引入連續(xù)流砂過濾器，通過控制系統(tǒng)根據(jù)流量、N\P\懸浮物指標的積分關系，投加碳源培養(yǎng)反硝化細菌、在砂層上形成反硝化細菌生物膜，由于二級生物處理出水進入具一定厚度砂層后，已經自然形成缺氧環(huán)境，利于反硝化細菌生長，同時巨大的砂�？偙砻娣e能夠使反硝化細菌群落龐大，使其能在短時間內消耗硝酸鹽氮。

通過投加除磷、除懸浮物絮凝劑與二級生物處理出水中的磷、可溶性及不溶性懸浮物形成可過濾微粒，通過位于過濾器中心完全獨立于砂層之外的氣提砂水分離單元，調節(jié)氣體供氣量使洗砂過程連續(xù)地運行，既不會破壞缺氧環(huán)境，同時又能將附著于砂粒上反硝化細菌新陳代謝殘體與可過濾微粒去除，清水通過砂層溢流，含臟污的水通過單獨通道排出之污水處理前端，達到在同一濾池單元中實現(xiàn)除磷、脫氮、去除懸浮物并且部分降低COD\BOD5指標的功能。

3、創(chuàng)新點

(1)將原來僅用于物理過程的砂濾注入了生物反硝化脫氮過程并能夠實現(xiàn)精確控制。

(2)將絮凝過濾、生物脫氮以及除磷三種不同原理的深度處理過程在同一個短程脫氮過程里同步完成。

(3)氣體量精確控制。

(三)連續(xù)砂濾介紹

1、污水通過進水管進入過濾器，通過中心進水管和分配器進入濾床。在上流過程中，水體被砂濾層凈化，并經頂部溢流堰排出。被污染的濾砂沿中心提砂管底部被氣提至中心提砂管頂部，而后回落至中心洗砂管外圍的折板洗砂器并依靠重力沿洗砂器折板下落。

2、濾池內濾后清水依靠水池內清水液位與洗砂污水排放管的高度差沿折板洗砂器向上流動從而將沿從折板洗砂器下落的濾砂清洗干凈。洗砂污水則從洗砂污水排放管排出池外。

3、被污染的濾砂沿中心提砂管底部被氣提至中心提砂管頂部，經折板洗砂器回落至砂層。

(四)連續(xù)砂濾的技術特點

直接理論運行成本統(tǒng)計表

(五)結論

污水深度處理反硝化脫氮、除磷、除懸浮物一體化連續(xù)砂濾系統(tǒng)是建立在水力學、過濾原理與微生物技術基礎上的一種污水深度處理系統(tǒng)及控制方式。與傳統(tǒng)的過濾方式比較，具備不停機沖洗、設備系統(tǒng)簡單、運行操作簡便、維護率低的優(yōu)點，這種技術與設備為進一步提高二級處理出水水質與再生水處理提供了一種簡潔集成的解決方案。