6000m3/d处理规模的硫自养反硝化生物滤池设计综述
摘要：水中氮素对人体产生巨大的危害，对污水进行脱氮处理成为一项紧迫任务。反硝化生物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，建设成本和运行费用均较低，运用硫自养反硝化技术的反硝化生物滤池解决了污水低C/N时，反硝化生物滤池需外加碳源的问题。本文主要介绍了反硝化生物滤池的类型、结构、使用设备及其相关的影响参数。
关键词：硫自养；反硝化；低C/N比；生物滤池
前言
随着我国工农业的快速发展，大量氮、磷等营养物质排放到水体中，造成水体富营养化逐年加重，对生态环境和人类健康造成了很大危害[1]。如何高效经济地降低废水中氮磷的含量，尤其是氮，已成为水处理领域的一项紧迫任务。目前应用于废水中硝态氮去除的技术有物理化学法和生物法，其中生物脱氮具有高效低耗的特点[2]。反硝化生物滤池的基本原理是以填料为载体，利用其上附着的反硝化细菌在缺氧环境下，以硝态氮为电子受体，将硝态氮转化为氮气，以达到脱氮目的[3]。处理低C/N废水的传统方法为外加碳源或对反硝化生物滤池进行改造，外加碳源会造成水中COD的增加，引起二次污染，改造生物滤池的方法则有多组滤池串联及应用生物电化学系统强化，前者导致水力停留时间延长，后者会增加电力损耗，这些措施均造成了成本的增加[4]。而硫自养反硝化技术以还原态硫作为电子供体，无需外加有机碳源、污泥产量少、运行成本低、二次污染风险低，更适用于低C/N废水中硝态氮的处理[5]。
1反硝化生物滤池的类型
根据反硝化生物滤池在污水处理工艺中所处的位置，可分为后置反硝化生物滤池和前置反硝化生物滤池[6]。
1.1后置反硝化生物滤池
后置反硝化生物滤池是指污水先进入好氧滤池后流入反硝化滤池，无需回流系统，降低动力损耗，但其进水C/N值低，往往需要向其中加入碳源[7]。在滤池前增设加碳装置以保证滤池中反硝化的脱氮效果，并在滤池后增加除碳设施降低污水中的含碳量，如此将增加成本，而运用硫自养反硝化技术则无需外加碳源，避免了这一问题。
1.2前置反硝化生物滤池
前置反硝化生物滤池中污水先通过反硝化滤池进入好氧滤池，再回流到反硝化滤池，此系统中增加了系统内回流环节。前置反硝化生物滤池常用于COD较高的情况，回流消化液中带回的氧可与反硝化滤池中的碳反应，无需外加碳源[7]。且回流液中带有的硝化产生的酸可与反硝化产生的碱中和，有利于微生物的生长，但此过程易受进水水质的碳源水平影响[6]。
2反硝化生物滤池主要结构和设备
根据水力流态将反硝化生物滤池分为上向流反硝化生物滤池和下向流反硝化生物滤池两种形式。上向流反硝化生物滤池的污水从下往上流，滤池由配水区、布水布气系统、承托层、滤料层、反冲洗排水渠、出水系统、自控系统构成。下向流反硝化生物滤池的污水从上往下流，滤池由进水渠、反冲洗排水渠、滤料层、承托层、布水布气系统、出水系统和自控系统构成。根据王荣等的研究表明[8]，上向流生物滤池挂膜时间短于下向流生物滤池，且上向流式对洗浴废水的去除率优于下向流式。陈强等人对不同流向曝气生物滤池处理养殖废水的研究结果表明，从主要污染物的去除指标和稳定性看，上向流式优于下向流式曝气生物滤池[9]。
反硝化生物滤池需设计用于气洗联合冲洗的反冲设备。随着反硝化生物滤池的不断运行，包裹在滤料表面的反硝化生物膜不断累积变厚，导致滤池的过水通道减小、出水量减小以及出水水质下降，此时需要对滤池进行反冲洗。经过适当的反冲洗，滤池的处理能力会在短时间内有所减弱，但是不久之后便会恢复如初。反冲洗强度需要合理适宜，既要充分将滤池冲洗干净，又要保护滤床及生物群不被破坏，还要保证在冲洗后，滤池能尽快恢复运行。目前，国内外大多对反硝化生物滤池采用气、水联合反冲洗技术[6]。该技术有着冲洗效果好、节省冲洗水量的优点，在实际工程中被广泛应用。但有时滤池在反冲洗过程中，水力负荷会在短时间内变得过大，导致反冲出水出现回流现象，给初沉池带来剧烈的冲击负荷[10]。根据水深和反冲洗的气量,需选择鼓风机和离心泵[11]。
