北極星水處理網訊:RO濃水反硝化脫總氮方案及計算書
1.設計範圍
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衝洗廢水池部分。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汙水送至濾池底部，汙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，汙水與生物膜相接觸，在生物膜微生物的作用下，汙水得到淨化。同時充滿濾料的濾床可以有效的截留水中的懸浮物質，從而使汙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，這裡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。由於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，一方面用於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，有利於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）外設有反衝洗水泵，以備濾池反衝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後續工藝設備。
5.反硝化濾池衝洗流程
由於微生物的不斷繁殖，生物膜逐漸增厚，超過一定厚度後，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衝洗。衝洗採用氣水聯合反應洗。
衝洗是在與正常過濾的相同方向進行的。實際上是順向衝洗，反衝洗只是習慣的說法。當需要衝洗時，由反衝洗水泵提升循環水池（清水池）的濾池處理水進行反衝，衝洗廢水自流進入反衝洗廢水池，由反衝洗廢水排水泵排入系統的前處理段作進一步處理。衝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衝洗，從而保證衝洗強度恰當和適宜，既要衝洗得有效、徹底，又要保護濾床及生物群不被破壞，從而在衝洗結束後，系統可以儘快的回覆其工藝性能。衝洗可根據需要選用水衝洗、氣衝洗、氣水聯合衝洗。衝洗周期大於等於24小時，每單元反硝化濾池交替進行衝洗。濾池系統可根據需要採用正常強度的反衝洗和超強度的反衝洗。
反衝洗流程：
第一階段：單獨氣衝，衝洗歷時3min，氣洗強度18L/（m2·s）；第二階段：氣水同時反衝洗，歷時15 min，氣洗強度18L/（m2·s），水衝洗強度5L/（m2·s）；第三階段：清水漂洗，衝洗歷時5 min，衝洗強度5L/（m2·s）；衝洗時間共計t=23min，衝洗周期T=24h。
6．反硝化生物濾池淨化原理
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。其淨化原理如下：
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。
由於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。但由於採用後置反硝化濾池，經處理後的汙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，採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]並按考濾30%的餘量計算。
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