浅析反硝化滤池在尾水深度净化中的应用

刘志军 孙 琳

（武汉中科水生环境工程股份有限公司 湖北武汉 430071）

引言

随着国内环保要求日益提高，许多污水处理厂都面临尾水深度净化这一需求。很多尾水深度净化工程需要将原污水处理厂的《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A或B 标出水提升至稳定达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）V 类或IV 类标准，这其中总氮的去除是重点也是难点[1]，而且污水处理厂周边往往用地紧张，可用于深度处理工程的用地较少。在这一背景下，脱总氮能力好，工程占地面积小的反硝化滤池工艺成为了污水处理厂尾水深度净化的热门工艺。

1 反硝化滤池的形式及原理

反硝化滤池是集生物脱氮及过滤功能合二为一的处理系统，主要由池体、进出水系统、池内滤料和滤料反冲洗系统组成[2]，池体形式有传统的钢筋混凝土及新型的一体化集装箱等多种形式，池内滤料通常为石英砂、沸石、生物陶粒等。

反硝化滤池的脱氮机理是利用附着生长在滤料表面上的反硝化菌通过反硝化反应把硝态氮转换成氮气完成脱氮反应过程，除磷主要依靠投加药剂及填料的化学吸附。反硝化过程产生的氮气会使污水绕窜于介质之间，这样增强了微生物与水流的接触，同时也提高了过滤效率。

2 反硝化滤池的优势

反硝化滤池作为污水深度处理工艺不需要曝气，运行水力负荷高，占地面积小，运行受自然环境影响较小，对总氮去除能力明显，还可同步去除SS 和总磷，建设成本和运行费用均较低。采用一体化设备形式的反硝化滤池更是具备设备集成自控程度高，安装灵活方便，场地适应性好，施工周期短的优势。

3 反硝化滤池存在的不足

反硝化滤池在尾水深度处理领域的应用在许多方面具有优势，但还存在以下问题和不足：

（1）污水处理厂尾水污染物浓度较低，营养物质较少，为保证填料内生物膜的生长往往需要外加甲醇、乙酸、葡萄糖等碳源[3]，这在一定程度上增加了运行成本和运行管理难度，还增加了出水COD 超标的风险。

（2）尾水深度净化不同于常规的污水处理厂提标升级改造，出水指标更严格，通常执行的是地表水标准。污水处理厂尾水冬季总氮浓度普遍较高，而地表水标准中总氮指标严格且无季节之分，两者差距较大。反硝化滤池运行水力负荷高，停留时间短，虽然去总氮效率比较高但也很难满足实际工程出水需求。从国内相关案例来看，单一的反硝化滤池很难保证出水总氮稳定达到5mg/L 以下，这与《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）规定的V 类限值2mg/L 之间有一定差距。

（3）反硝化滤池停留时间短，滤料对总磷的化学吸附能力较差，整体除磷能力较弱，要保证工程出水总磷达标需额外投加PAC、PFC 等药剂[4]，这在一定程度上也增加了建设和运行成本。

（4）反硝化滤池在持续运行过程中会不断产生氮气，少量氮气能增强微生物与水流的接触，但过多的氮气会在填料层内形成“气堵”。这会增加过滤阻力甚至发生过滤短流，影响出水水质，运行过程中需要定时驱氮，这也会在一定程度上增加了维护管理复杂程度。

（5）反硝化滤池运行一段时间后滤料层及底部布水管道易出现堵塞，造成过流能力下降及滤料短流，滤池内反硝化载体的分布也会不均匀，影响反硝化效率与质量，这就需要滤池定时进行反冲洗，而反冲洗过程也会影响滤料微生物膜的生长。这就导致反硝化滤池整体耐冲击能力较差，对水量和污染物浓度变化的适应性比较弱。

4 反硝化滤池的发展方向

反硝化滤池在污水处理厂尾水深度处理领域有优势也有一定问题和不足，未来在还需要在以下几个方面进行提升：

（1）开发新型生物滤料，提升滤料的微生物挂膜能力、化学吸附能力和抗堵塞能力，增强系统的污染物去除能力和运行稳定性。

（2）开发新型的缓释碳源、反冲洗技术及驱氮技术，降低运行成本和维护复杂程度，避免出水COD 超标。

（3）将反硝化滤池与其他曝气生物滤池、人工湿地等处理工艺相结合，提升出水水质和耐冲击能力，保证出水达标需求。

结语

随着环保技术的发展，污水处理厂尾水深度净化可选择的工艺越来越多，竞争也越来越激烈。这其中，反硝化滤池因工艺停留时间短，占地面积小，建设运行成本较低，总氮去除能力好，具有良好的应用前景，但也面临耐冲击能力较差，出水较难完全满足实际工程出水水质要求等问题，未来还有较大的发展和提升空间。