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反硝化深床濾池為重力流濾池，采用粗石英砂濾料，在濾池運(yùn)行過程中實(shí)現(xiàn)以下三個功能：

·   懸浮物（SS）的過濾去除能力；

·   硝態(tài)氮（NO3-N）的生物反硝化脫氮能力；

·   絮凝后的非溶解性磷（PO₄^3-鹽磷）的去除能力。

并且整個濾池的進(jìn)水、出水、反沖氣洗、氣水連沖、驅(qū)氮都為自動化控制。

在反硝化深床濾池運(yùn)行的整個過程中有截留、吸附、脫附三個過程。

1、截留機(jī)理

兩種基本類型：

機(jī)械過濾：其截留所有大于濾料或由已經(jīng)沉積的顆粒物集團(tuán)而形成的濾料的篩孔尺寸的顆粒物。濾料的篩孔越小，此現(xiàn)象越明顯：其在由較粗濾料構(gòu)成的濾床中作用較小，但在通過細(xì)篩孔介質(zhì)的過濾中的作用較為重要。

在濾料上沉積：懸浮顆粒物隨著液體流動；它可能穿過濾料而不被截留，這與其粒徑和孔徑的相對大小有關(guān)。無論如何，多種現(xiàn)象可以改變其行并使其與濾料接觸。

2、吸附機(jī)理

顆粒物在濾料表面的吸附作用在低濾速時得到加強(qiáng)，其原因?yàn)槲锢碜饔昧Γ〝D壓、內(nèi)聚力）及主要為吸力的吸附力。

3、脫附機(jī)理

作為上述機(jī)理的結(jié)果，被已經(jīng)沉積的顆粒物包裹著的濾料表面之間的間隙變小。流速升高，濾層阻力升高。被截留的沉積物可能脫附并被帶到濾料的深層。在濾層失效之前，需要對濾池進(jìn)行有效的反沖洗，恢復(fù)濾層的過濾性能。

反硝化深床濾池配有的反沖洗配水配氣系統(tǒng)，特有的二次配水配氣系統(tǒng)，緊密分布的孔口，無反沖洗死角，大大提高反沖洗效率，提高濾池運(yùn)行周期，降低濾池反沖洗運(yùn)行費(fèi)用。

4、反硝化脫氮機(jī)理

反硝化深床濾池濾料層在缺氧環(huán)境下運(yùn)行，在濾料表面附著生長大量的反硝化生物菌群，二級生化處理出水通過重力流通過濾料層，污水中的硝酸鹽（NO₃^-）或亞硝酸鹽（NO₂^-）被吸附于濾料載體生物膜的吸附、還原成氮?dú)猓?/span>N₂）從污水中釋放出來，從而實(shí)現(xiàn)污水的反硝化脫氮過程，顆粒濾料同時具有截留懸浮物的作用。

反硝化菌是一類化能異養(yǎng)兼性缺氧型微生物，其反應(yīng)在缺氧的條件下進(jìn)行。反應(yīng)過程中反硝化菌還原硝基氮需利用有機(jī)物（如甲醇）做為電子供體，污水廠的三級處理反硝化濾池，濾池進(jìn)水的碳源（BOD₅）已經(jīng)比較低，為保障反硝化生物菌群的正常生物活性，需要適當(dāng)?shù)奶荚矗ㄈ缂状迹�。濾池作為污水廠污水深度處理的保障性工藝，如果碳源投加過量，則引起污水廠出水BOD₅超標(biāo)，反硝化濾池特有“進(jìn)水流量信號+進(jìn)水溶解氧濃度信號+進(jìn)水硝基氮濃度信號+出水硝基氮濃度信號”的碳源投加機(jī)制，能精確的控制碳源投加量，能做到經(jīng)濟(jì)節(jié)能穩(wěn)定的運(yùn)行。

反硝化過程中，有機(jī)物作為電子供體提供能量并得到氧化降解，利用硝酸鹽中的氮做電子受體，使得硝態(tài)氮還原成氮?dú)�，其反�?yīng)式如下：

NO₃^-+1.08CH₃OH+0.24H₂CO₃→0.056C₅H₇NO₂+0.47N₂↑+1.68H₂O+HCO₃^-

NO₂^-+0.67CH₃OH+0.53H₂CO₃→0.04C₅H₇NO₂+0.48N₂↑+1.23H₂O+HCO₃^-

由上述反應(yīng)可知，反硝化反應(yīng)中每還原1gNO₃^-需消耗2.47g的甲醇，每還原1gNO₂^-需消耗1.53g的甲醇。

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5、化學(xué)除磷的原理

化學(xué)除磷是通過“微絮凝過濾”來完成的。通過向污水中投加無機(jī)金屬鹽藥劑與污水中溶解性的鹽類，與磷酸鹽混合后，形成顆粒狀、非溶解性的物質(zhì)，反應(yīng)方程舉例如下式。

Al³⁺+PO₄^3-→AlPO₄↓    pH=6～7

Fe³⁺+PO₄^3-→FePO₄↓    pH=5～5.5

“微絮凝過濾”除磷可以簡單地理解為：水中溶解狀的磷（離子狀態(tài)），通過投加除磷絮凝劑轉(zhuǎn)換為非溶解、顆粒狀形式的過程，再通過過濾，以懸浮物的形式將磷去除掉。

6、化學(xué)除磷藥劑

為了生成非溶解性的磷酸鹽化合物，用于化學(xué)除磷的化學(xué)藥劑主要是Fe³⁺鹽、Al³⁺鹽和氫氧化鈣�？紤]到鐵鹽過量投加引起色度增高、影響紫外消毒系統(tǒng)的紫外透射率UVT，且化學(xué)污泥產(chǎn)泥量較大，氫氧化鈣投加量大，污泥產(chǎn)量大等原因，本方案推薦使用鋁鹽作為除磷絮凝劑。

表2.1 污水化學(xué)除磷中常用的鋁鹽