RO濃水反硝化脫總氮方案及計算書

1.設(shè)計范圍

反硝化濾池脫總氮的工藝設(shè)計。包括全部設(shè)備選型及非標(biāo)設(shè)備設(shè)計、工藝管道設(shè)計；本系統(tǒng)內(nèi)的的電氣、自動控制及儀表系統(tǒng)設(shè)計；

2.設(shè)計進(jìn)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(dá)4000m3/d，TN為40mg/L時，仍能滿足TN≤10mg/L的處理要求。

進(jìn)水呈中性，含鈣離子2mg/L、鎂離子300mg/L，主要是硝態(tài)氮。

設(shè)計進(jìn)水：化學(xué)需氧量（CODcr）≤250mg/L；TN≤80mg/L（硝態(tài)氮為主）；設(shè)計出水水質(zhì)：化學(xué)需氧量（CODcr）≤400mg/L；TN（以N計）≤10mg/L

3.工藝流程概述

本系統(tǒng)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(tài)氮通過反硝化過程而轉(zhuǎn)化為氮氣，從而達(dá)到脫總氮的目的。

4.系統(tǒng)工藝流程詳細(xì)說明

原水經(jīng)加壓提升進(jìn)入反硝化濾池總進(jìn)水分配槽，由總進(jìn)水分配槽分配至每單元反硝化濾池進(jìn)水管，每單元反硝化濾池進(jìn)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(jīng)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(zhì)，從而使污水能得到進(jìn)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(shè)為二級反硝化工藝。一級反硝化濾池出水自流進(jìn)入二級反硝化濾池。由于反硝化過程需要消耗碳源，當(dāng)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(jìn)入循環(huán)水池（清水池），內(nèi)設(shè)有循環(huán)水泵，通過循環(huán)水泵的提升，將循環(huán)水池的處理水泵入第一級反硝化濾池總進(jìn)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(fù)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(tài)氮等進(jìn)行稀釋，降低其在進(jìn)水中的濃度，有利于保證濾池系統(tǒng)正常穩(wěn)定運行，出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。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(huán)水池（清水池）外設(shè)有反沖洗水泵，以備濾池反沖洗和驅(qū)氮系統(tǒng)時使用。循環(huán)水池（清水池）出水自流或提升進(jìn)入后續(xù)工藝設(shè)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(nèi)層微生物因得不到有機營養(yǎng)而進(jìn)入內(nèi)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(jìn)行沖洗。沖洗采用氣水聯(lián)合反應(yīng)洗。

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

系統(tǒng)設(shè)計有智能控制系統(tǒng)，可通過時間、水頭損失、處理出水水質(zhì)等控制系統(tǒng)自動完成反沖洗，從而保證沖洗強度恰當(dāng)和適宜，既要沖洗得有效、徹底，又要保護(hù)濾床及生物群不被破壞，從而在沖洗結(jié)束后，系統(tǒng)可以盡快的回復(fù)其工藝性能。沖洗可根據(jù)需要選用水沖洗、氣沖洗、氣水聯(lián)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(jìn)行沖洗。濾池系統(tǒng)可根據(jù)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(xì)菌的生物膜在厭氧條件下將硝態(tài)氮（NO3-N）、亞硝態(tài)氮（NO2-N）轉(zhuǎn)化為氮氣的生物濾池，從而確保出水總氮達(dá)標(biāo)。其凈化原理如下：

反硝化細(xì)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(jìn)行轉(zhuǎn)化去除。在反硝化菌的代謝活動下，硝態(tài)氮有二個轉(zhuǎn)化途徑，即：同化反硝化（合成），最終產(chǎn)物為反硝化細(xì)菌菌體細(xì)胞物質(zhì)（有機氮化合物），保持反硝化反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行。異化反硝化（分解），最終產(chǎn)物為氣態(tài)氮，從而達(dá)到脫氮的目的，以異化反硝化為主。

由于反硝化細(xì)菌在將硝態(tài)氮或亞硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮氣的過程中，需要消耗碳源，因此，可進(jìn)一步去除廢水中的有機碳，從而進(jìn)一步降低廢水中的COD濃度，從而做到COD和總氮等指標(biāo)達(dá)標(biāo)。但由于采用后置反硝化濾池，經(jīng)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。