硝化-反硝化生物滤池在污水处理中的应用

硝化-反硝化生物滤池是将传统的A/O工艺与曝气生物滤池工艺相结合，在有效降解污水中有机污染物的同时，也能够满足对污水生物脱氮的要求，具有负荷高，出水水质好，占地省等优点，可用于生活污水生态处理的预处理环节。

一、硝化-反硝化生物滤池原理

1、装置

采用硝化-反硝化生物滤池工艺预处理生活污水。试验采用一根高1.8 m直径90mm的有机玻璃柱，内置1000mm高轻质多孔陶粒填料，承托层以上每隔250mm设一个取样口，共设4个，设定的缺氧与好氧区（A/O）的体积比为1：3，曝气头位于承托层以上250mm处。

2、材料

用水为由葡萄糖、CH3COONa、（NH4）2SO4、KH2PO4及微量元素配制的模拟生活污水，各项水质指标CODcr为181.4~256.3mg·L-1，NH4+-N质量浓度为28.78~37.60 mg·L-1，TN质量浓度35.42~42.36 mg·L-1。

陶粒填料性质参数：粒径为3~5mm，密度1.4~1.6 g/cm3，堆积密度为0.84~0.95g/cm3，比表面积为3.0~4.0㎡/g，孔隙率为20~30%。

3、测试指标和分析方法

主要测试指标有CODcr、NH4+-N和TN，分析方法按照《水和废水水质监测方法》进行。

二、硝化-反硝化生物滤池在污水处理中的应用分析

污水经过缺氧区后，其氨氮的平均去除率为49.56%。分析氨氮在缺氧区达到较高的去除效率主要原因可知：一是回流水的稀释作用；二是生物吸附和滤料截留作用；三是回流混合液中的溶解氧使进水中的氨氮发生了好氧硝化；四是发生氨氧化作用。当滤层高度500mm时氨氮的平均去除率提高了26.69%，这是因为硝化过程对溶解氧的需求较高，只有当溶解氧浓度较高时硝化菌才会保持较高的活性，在该段区域内，水中的溶解氧比较高，有机物经缺氧段作为碳源消耗利用后浓度降低，有利于硝化菌的生长，硝化菌成为优势菌种，表现为滤层对氨氮具有很高的去除率。因此，本工艺对于氨氮的去除，从根本上取决于好氧区的硝化作用，同时好氧区的硝化是前置反硝化的前提，硝化作用的好坏决定着本工艺反硝化性能的优劣。在滤层500~1000mm内，氨氮去除率仅增长了4.1%，这是因为在滤层250~500mm内己形成稳定的硝化状态，所以在后500mm段，氨氮去除率增加有限。

在缺氧区（0~250mm）总氮的平均去除率为57.99%，占总去除率的86.78%。在缺氧区内总氮浓度急剧下降主要有三个方面原因：一是缺氧区内硝态氮利用污水中的可生物降解有机物进行反硝化反应，实现脱氮；二是原污水对回流液中的硝态氮稀释作用使得总氮浓度急剧下降；三是由于氨氧化作用。在好氧区（500~1000mm）内，总氮仍有8.84%的去除率，说明在好氧区发生了同步硝化反硝化现象，分析可能的原因：在运行过程中由于曝气不均匀，气泡沿器壁上升，使滤料层出现局部变黑的情况，在滤料颗粒间的孔隙中形成适合反硝化的缺氧或厌氧环境。根据好氧生物膜的构造可知，在生物膜内产生了溶解氧梯度，生物膜表面的溶解氧较高，以好氧的硝化菌为主，而生物膜内部则存在缺氧区，反硝化菌占优势。