RO濃水反硝化脫總氮方案及計算書

1.設計范圍

反硝化濾池脫總氮的工藝設計。包括全部設備選型及非標設備設計、工藝管道設計；本系統內的的電氣、自動控制及儀表系統設計；

2.設計進水條件

RO濃水水量3000m3/d，TN為80mg/L;雨季和冬季防凍時水量達4000m3/d，TN為40mg/L時，仍能滿足TN≤10mg/L的處理要求。

進水呈中性，含鈣離子2mg/L、鎂離子300mg/L，主要是硝態氮。

設計進水：化學需氧量（CODcr）≤250mg/L；TN≤80mg/L（硝態氮為主）；設計出水水質：化學需氧量（CODcr）≤400mg/L；TN（以N計）≤10mg/L

3.工藝流程概述

本系統主體工藝包括兩部分，即反硝化濾池和配套的清水池及反沖洗廢水池部分。反硝化濾池的主要作用是將廢水中的硝態氮通過反硝化過程而轉化為氮氣，從而達到脫總氮的目的。

4.系統工藝流程詳細說明

原水經加壓提升進入反硝化濾池總進水分配槽，由總進水分配槽分配至每單元反硝化濾池進水管，每單元反硝化濾池進水管將污水送至濾池底部，污水自下而上以一定的流速流經生物濾料，濾料上長滿生物膜，污水與生物膜相接觸，在生物膜微生物的作用下，污水得到凈化。同時充滿濾料的濾床可以有效的截留水中的懸浮物質，從而使污水能得到進一步澄清。

為了保證脫總氮的效果和總體去除率；考慮到冬季運行去除效率的下降，這里的反硝化濾池設為二級反硝化工藝。一級反硝化濾池出水自流進入二級反硝化濾池。由于反硝化過程需要消耗碳源，當碳源不足時通過投加甲醇補充碳源，保證每一級的反硝化過程的正常運行。

第二級每單元反硝化濾池匯總出水進入循環水池（清水池），內設有循環水泵，通過循環水泵的提升，將循環水池的處理水泵入第一級反硝化濾池總進水分配槽，與原水混合。通過處理水回流，一方面用于提高反硝化濾池的水力負荷，保證濾池適宜的濾速，另一方面出水回流可對原水中的SS、硝態氮等進行稀釋，降低其在進水中的濃度，有利于保證濾池系統正常穩定運行，出水穩定達標。同時回流可以增加濾池中的反硝化微生物，提高濾池的反硝化處理效果。

循環水池（清水池）外設有反沖洗水泵，以備濾池反沖洗和驅氮系統時使用。循環水池（清水池）出水自流或提升進入后續工藝設備。

5.反硝化濾池沖洗流程

由于微生物的不斷繁殖，生物膜逐漸增厚，超過一定厚度后，吸附的有機物，在傳遞到濾料表面的微生物之前已被代謝。此時，濾料表面的內層微生物因得不到有機營養而進入內源代謝，失去其粘附在濾料上的性能，脫落下來。這時濾池則需要進行沖洗。沖洗采用氣水聯合反應洗。

沖洗是在與正常過濾的相同方向進行的。實際上是順向沖洗，反沖洗只是習慣的說法。當需要沖洗時，由反沖洗水泵提升循環水池（清水池）的濾池處理水進行反沖，沖洗廢水自流進入反沖洗廢水池，由反沖洗廢水排水泵排入系統的前處理段作進一步處理。沖洗空氣則通過啟動自鼓風機來實現。

系統設計有智能控制系統，可通過時間、水頭損失、處理出水水質等控制系統自動完成反沖洗，從而保證沖洗強度恰當和適宜，既要沖洗得有效、徹底，又要保護濾床及生物群不被破壞，從而在沖洗結束后，系統可以盡快的回復其工藝性能。沖洗可根據需要選用水沖洗、氣沖洗、氣水聯合沖洗。沖洗周期大于等于24小時，每單元反硝化濾池交替進行沖洗。濾池系統可根據需要采用正常強度的反沖洗和超強度的反沖洗。

反沖洗流程：

第一階段：單獨氣沖，沖洗歷時3min，氣洗強度18L/（m2·s）；第二階段：氣水同時反沖洗，歷時15 min，氣洗強度18L/（m2·s），水沖洗強度5L/（m2·s）；第三階段：清水漂洗，沖洗歷時5 min，沖洗強度5L/（m2·s）；沖洗時間共計t=23min，沖洗周期T=24h。

6．反硝化生物濾池凈化原理

反硝化濾池是利用附著在生物濾料上的含有大量反硝化細菌的生物膜在厭氧條件下將硝態氮（NO3-N）、亞硝態氮（NO2-N）轉化為氮氣的生物濾池，從而確保出水總氮達標。其凈化原理如下：

反硝化細菌以NO3-N或NO2-N作為電子受體，以有機碳為碳源，對NO3-N或NO2-N進行轉化去除。在反硝化菌的代謝活動下，硝態氮有二個轉化途徑，即：同化反硝化（合成），最終產物為反硝化細菌菌體細胞物質（有機氮化合物），保持反硝化反應的持續進行。異化反硝化（分解），最終產物為氣態氮，從而達到脫氮的目的，以異化反硝化為主。

由于反硝化細菌在將硝態氮或亞硝態氮轉化為氮氣的過程中，需要消耗碳源，因此，可進一步去除廢水中的有機碳，從而進一步降低廢水中的COD濃度，從而做到COD和總氮等指標達標。但由于采用后置反硝化濾池，經處理后的污水可能存在有機物不足的情況，這時，則需另外投加有機物補充碳源，采用投加甲醇的方案解決有機碳不足的問題。此時有機物的需要量為：

Cm=2.47[NO3-N]+1.53[NO3-N]+0.87[DO]并按考濾30%的余量計算。