适合小型污水厂的脱氮工艺 - 文章

适合小型污水厂的脱氮工艺

作者：AqWise公司 Udi Lesham

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逐渐严格的国际法规和公众环保意识的提高甚至促使偏远地区、度假区或小型社区的污水处理厂都开始采用有效的处理技术，以避免临近湖泊与河流的污染。AqWise公司的Udi Lesham介绍了小型污水处理厂所用设备的不同。

生物营养素去除技术通常需要较大的面积、较高的安装和维护成本，以及受过良好培训的操作人员。AqWise（Wise水务技术公司）开发的Remote N'Control™ 技术，可以解决偏远地区和小型污水处理厂所面临的两大基本难题——总氮的去除和人力需求。这一新技术采用了公司现有的流化床生物膜反应器（Moving Bed Biofilm Reactor：MBBR）技术，能够满足小型污水处理厂的需求。

MBBR的限制

AGAR ®工艺采用MBBR概念，是一种污水处理用固定膜生物处理技术。MBBR是一种好氧生物反应器，包含有一层自由流动的介质（通常为塑料），其上附有一层生物质（或生物膜）。进入反应器的污水为生物质提供培养基和营养素，一个扩散式曝气系统为生物质提供必要的氧气和充分的混合，以确保塑料介质上的生物质与进入的污水能够充分和连续的接触。污水中的污染物被生物质消耗氧化，产生的水流能够直接排入接收系统或回用。

MBBR技术操作简单，含有很少的工艺单元（与活性污泥系统比较），因此是一种非常耐用的系统，很少发生故障。这一技术通常用于含碳BOD的去除，但尽管其具有良好的硝化能力，却不能用于总氮的去除。对于脱氮需求，应采用集成的固定膜活性污泥工艺。在固定膜活性污泥系统中，很难实现全面的脱氮（同时去除总氮），因为缺少外部的碳资源和足够的内部循环。

此外，MBBR技术需要固体分离单元（例如澄清池、溶气浮选单元或过滤器），以满足出水中严格的悬浮固体含量要求。

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AqWise生物质载体

用于去除总氮的MBBR技术

AqWise开发出了一种先进的MBBR工艺——Remote N'Control，解决了总氮去除的问题，同时保持了MBBR系统固有的简单性。这种工艺结构简单、维护少、耐用，出水水质满足最严格的氮排放要求。该工艺有三个主要阶段。

首先是厌氧预脱氮阶段，由流动介质（流化床）和搅拌器组成。硝化污水从好氧反应器内被内部循环的水流带入这一阶段，然后在附着于介质的生物质上发生部分脱氮。

第二阶段，好氧流化床反应器内去除了大部分BOD并进行了充分的硝化反应，流动介质会充满其中;一套曝气系统则用于氧化和混合。反应器出水端流出的硝化污水被回收至缺氧区域进行部分脱氮。脱氮过程通常会受到碳资源（BOD）和内部循环水流的限制。

最后，好氧反应器内的污水会进入新的专利的后脱氮过滤（Post-DenitriFiltration：Post-DNF）单元——沉降、脱氮、过滤的联合单元。脱氮过滤（DenitriFiltration：DNF）单元将污水过滤和脱氮结合在一起。采用这一工艺单元，可以大大减小出水中的总氮和TSS浓度（与活性污泥系统相比）。

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干净的载体和带有生物膜的载体

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AqWise的工艺适用于敏感环境，例如鱼池

DenitriFiltration单元

DenitriFiltration™（DNF）单元利用流动介质的液压、物理和生物特性，解决了MBBR技术看似不相关的限制因素。这些限制因素包括：MBBR下游需要的固体分离单元和脱氮过程中碳资源的缺乏，（出水中的总氮含量非常高）。该工艺的工作方式如下所述。

含有高浓度TSS（100-300 mg/l）的硝化污水从好氧反应器中流入DNF单元底部，再从上表面排出，形成一个向上的水流。向上的流速是计算好的，以便较大的颗粒能够从好氧反应阶段的载体中分离出来，并迅速沉降在水槽底部，形成固含量为1-3%的浓缩污泥。较小的颗粒会随着出水水流向上流动。在装置的三分之二高处装有一个过滤器，保证向上的水流自由通过，同时阻止介质载体向下运动。水槽上部三分之一的空间内填充有流动介质。

出水水流向上流动穿过塑料介质。这种介质可以使污水顺利通过，同时保持非常大的表面积和最少的压头损失。因此，出水流中的固体颗粒会不断与介质材料撞击，并暂时吸附在塑料表面上。其中有些颗粒会落回DNF装置的底部，并在污水中聚集。在这种过滤效应下，DNF出水中的TSS值接近20-30 mg/l，与大多数二级污水的要求一致。

DNF会定期排干污水，含有截留TSS的“反洗”水流也会定时流入污水厂的固体处理单元。同时，聚集在DNF底部的污泥会逐渐生物降解。因此，VFA（挥发性脂肪酸）和其他已生物降解的BOD将会回到DNF的液体环境中，为离开生物反应器后进入DNF的硝酸盐溶液提供碳资源，以便脱氮。内部脱氮过程取代了需要借助外来碳资源的传统的外部脱氮工艺，同时降低了污泥的产量。

除了脱氮过程，另一项研究显示，一部分硝化作用是在DNF设备内发生的，这显然是由特殊的生物环境造成的，即活性污泥的Anammox（厌氧氨氧化）作用。

经过硝化和脱氮过程之后产生的最终污水具有非常低的总氮含量。这一工艺就像传统的MBBR技术一样简单，需要很少的人工操作。借助大量简单的计时器或AqWise的远程设备控制功能就能实现程序控制，只需很少的操作人员就能运行很长时间。

该工艺可用于小型或偏远地区的污水处理站。此外，该工艺具有相当高的化学BOD和总氮去除能力，非常适用于自然保护区等易受影响的地区和总氮去除要求较高的其他地区。Remote N'Control技术还具有一定的生物污水处理能力，特别适用于小型的社区或偏远的地区。

该工艺还适用于出水水质要求极高的场合，或污水厂和社区的污水回用。(end)

文章内容仅供参考 (投稿) (8/6/2010)


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