市政相关计算：RO浓水反硝化脱总氮

查看全部 · 发表于 2021-4-17 15:57:39

1.设计范围

反硝化滤池脱总氮的工艺设计。包括全部设备选型及非标设备设计、工艺管道设计；本系统内的的电气、自动控制及仪表系统设计；

2.设计进水条件

RO浓水水量3000m3/d，TN为80mg/L;雨季和冬季防冻时水量达4000m3/d，TN为40mg/L时，仍能满足TN≤10mg/L的处理要求。

进水呈中性，含钙离子2mg/L、镁离子300mg/L，主要是硝态氮。

设计进水：化学需氧量（CODcr）≤250mg/L；TN≤80mg/L（硝态氮为主）；设计出水水质：化学需氧量（CODcr）≤400mg/L；TN（以N计）≤10mg/L

3.工艺流程概述

本系统主体工艺包括两部分，即反硝化滤池和配套的清水池及反冲洗废水池部分。反硝化滤池的主要作用是将废水中的硝态氮通过反硝化过程而转化为氮气，从而达到脱总氮的目的。

4.系统工艺流程详细说明

原水经加压提升进入反硝化滤池总进水分配槽，由总进水分配槽分配至每单元反硝化滤池进水管，每单元反硝化滤池进水管将污水送至滤池底部，污水自下而上以一定的流速流经生物滤料，滤料上长满生物膜，污水与生物膜相接触，在生物膜微生物的作用下，污水得到净化。同时充满滤料的滤床可以有效的截留水中的悬浮物质，从而使污水能得到进一步澄清。

为了保证脱总氮的效果和总体去除率；考虑到冬季运行去除效率的下降，这里的反硝化滤池设为二级反硝化工艺。一级反硝化滤池出水自流进入二级反硝化滤池。由于反硝化过程需要消耗碳源，当碳源不足时通过投加甲醇补充碳源，保证每一级的反硝化过程的正常运行。

第二级每单元反硝化滤池汇总出水进入循环水池（清水池），内设有循环水泵，通过循环水泵的提升，将循环水池的处理水泵入第一级反硝化滤池总进水分配槽，与原水混合。通过处理水回流，一方面用于提高反硝化滤池的水力负荷，保证滤池适宜的滤速，另一方面出水回流可对原水中的SS、硝态氮等进行稀释，降低其在进水中的浓度，有利于保证滤池系统正常稳定运行，出水稳定达标。同时回流可以增加滤池中的反硝化微生物，提高滤池的反硝化处理效果。

循环水池（清水池）外设有反冲洗水泵，以备滤池反冲洗和驱氮系统时使用。循环水池（清水池）出水自流或提升进入后续工艺设备。

5.反硝化滤池冲洗流程

由于微生物的不断繁殖，生物膜逐渐增厚，超过一定厚度后，吸附的有机物，在传递到滤料表面的微生物之前已被代谢。此时，滤料表面的内层微生物因得不到有机营养而进入内源代谢，失去其粘附在滤料上的性能，脱落下来。这时滤池则需要进行冲洗。冲洗采用气水联合反应洗。

冲洗是在与正常过滤的相同方向进行的。实际上是顺向冲洗，反冲洗只是习惯的说法。当需要冲洗时，由反冲洗水泵提升循环水池（清水池）的滤池处理水进行反冲，冲洗废水自流进入反冲洗废水池，由反冲洗废水排水泵排入系统的前处理段作进一步处理。冲洗空气则通过启动自鼓风机来实现。

系统设计有智能控制系统，可通过时间、水头损失、处理出水水质等控制系统自动完成反冲洗，从而保证冲洗强度恰当和适宜，既要冲洗得有效、彻底，又要保护滤床及生物群不被破坏，从而在冲洗结束后，系统可以尽快的回复其工艺性能。冲洗可根据需要选用水冲洗、气冲洗、气水联合冲洗。冲洗周期大于等于24小时，每单元反硝化滤池交替进行冲洗。滤池系统可根据需要采用正常强度的反冲洗和超强度的反冲洗。

反冲洗流程：

第一阶段：单独气冲，冲洗历时3min，气洗强度18L/（m2·s）；第二阶段：气水同时反冲洗，历时15 min，气洗强度18L/（m2·s），水冲洗强度5L/（m2·s）；第三阶段：清水漂洗，冲洗历时5 min，冲洗强度5L/（m2·s）；冲洗时间共计t=23min，冲洗周期T=24h。

6．反硝化生物滤池净化原理

反硝化滤池是利用附着在生物滤料上的含有大量反硝化细菌的生物膜在厌氧条件下将硝态氮（NO3-N）、亚硝态氮（NO2-N）转化为氮气的生物滤池，从而确保出水总氮达标。其净化原理如下：

反硝化细菌以NO3-N或NO2-N作为电子受体，以有机碳为碳源，对NO3-N或NO2-N进行转化去除。在反硝化菌的代谢活动下，硝态氮有二个转化途径，即：同化反硝化（合成），最终产物为反硝化细菌菌体细胞物质（有机氮化合物），保持反硝化反应的持续进行。异化反硝化（分解），最终产物为气态氮，从而达到脱氮的目的，以异化反硝化为主。

由于反硝化细菌在将硝态氮或亚硝态氮转化为氮气的过程中，需要消耗碳源，因此，可进一步去除废水中的有机碳，从而进一步降低废水中的COD浓度，从而做到COD和总氮等指标达标。但由于采用后置反硝化滤池，经处理后的污水可能存在有机物不足的情况，这时，则需另外投加有机物补充碳源，采用投加甲醇的方案解决有机碳不足的问题。此时有机物的需要量为：

Cm=2.47[NO3-N]+1.53[NO3-N]+0.87[DO]并按考滤30%的余量计算。

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