沃雨环保|定制-淮南脱氮除磷滤料

脱氮滤料是一种用于污水处理中去除总氮（主要为氨氮和氮）的滤料。其原理在于创造适宜的环境，促进微生物（主要是细菌）完成生物脱氮的两个关键步骤：硝化和反硝化。以下是其工作原理的详细说明：1.硝化作用（好氧环境）：*在滤料层的好氧区域（通常靠近进水端或曝气区），特定的好氧自养细菌（硝化菌）将水中的氨氮（NH??-N）氧化。*这个过程分为两步：首先亚硝化菌将氨氮氧化为亚氮（NO??-N），然后硝化菌再将亚氮氧化为氮（NO??-N）。*硝化过程需要充足的溶解氧（DO）和适宜的pH（7.0-8.5），并消耗碱度（产生H?）。2.反硝化作用（缺氧环境）：*在滤料层的缺氧区域（通常位于好氧区下游或内部微孔），另一类异养细菌（反硝化菌）将硝化产生的氮（NO??-N）或亚氮（NO??-N）还原为无害的氮气（N?）。*反硝化菌需要以有机物（有机碳源）作为电子供体和能量来源来完成此还原反应。它们利用代替氧气进行呼吸。*反硝化过程需要缺氧环境（DO脱氮滤料的关键作用：*微生物载体：滤料巨大的比表面积和多孔结构为硝化菌和反硝化菌提供了理想的附着、生长和繁殖的场所，形成高浓度的生物膜。*创造微环境：滤料颗粒内部或生物膜深层，由于氧扩散的限制，自然形成缺氧甚至厌氧的微环境。同时，滤料表面和外部水流则提供好氧条件。这种空间上的分区使得硝化和反硝化过程可以在同一滤料层内协同进行。*提供碳源（部分滤料）：某些特殊设计的脱氮滤料（如硫自养反硝化滤料、生物质碳源滤料）自身含有或缓慢释放可被反硝化菌利用的碳源（如硫、可生物降解有机物），在进水碳源不足时，有效促进反硝化过程。总结：脱氮滤料通过其物理结构提供巨大的生物附着表面，并在滤料层内及生物膜中形成好氧区和缺氧区共存的微环境。这使得附着生长的硝化菌能在好氧区将氨氮氧化为，而反硝化菌则能在缺氧区利用有机碳源（或滤料自身提供的碳源）将还原为氮气逸出，从而实现、连续地从水中去除总氮。其是生物脱氮原理与滤料物理特性的结合。

污水脱氨除磷工艺：守护水环境的双刃剑污水中的氨氮（NH?-N）和磷（PO?3?）是导致水体富营养化的主要元凶，去除至关重要。现代污水处理厂常采用生物与化学协同的工艺路线：1.生物脱氮（硝化-反硝化）：*硝化：在好氧池中，亚硝化菌将氨氮（NH?-N）氧化为亚盐（NO??），硝化菌再将亚盐氧化为盐（NO??）。此过程需充足氧气（约4.57kgO?/kgN）和碱度。*反硝化：缺氧池中，反硝化菌利用盐（NO??）作为电子受体，脱氮除磷滤料，将有机物作为电子供体，将盐还原为氮气（N?）释放到大气中。需要易降解碳源（如BOD）。2.生物除磷：*利用聚磷菌（PAOs）在厌氧-好氧交替环境中的代谢：*厌氧释磷：PAOs在厌氧条件下分解体内储存的聚磷酸盐（Poly-P），释放磷酸盐（PO?3?）获取能量，同时吸收水中挥发性脂肪酸（VFAs）并转化为聚羟基烷酸酯（PHA）储存。*好氧吸磷：进入好氧环境后，PAOs利用储存的PHA为能量，超量吸收水中PO?3?合成新的Poly-P储存于体内，其吸磷量远大于厌氧释磷量。*通过定期排放富含PAOs（即高含磷量）的剩余污泥，实现磷的去除。3.化学辅助除磷：*作为生物除磷的重要补充与保障，常在生物处理段（如好氧池末端）或后续沉淀池前投加除磷药剂：*金属盐：铝盐（如硫酸铝、聚合氯化铝PAC）、铁盐（如三氯化铁、、聚合硫酸铁PFS）。金属离子（Al3?/Fe3?）与磷酸盐反应生成不溶性磷酸铝或磷酸铁沉淀。*石灰：投加石灰（Ca(OH)?）提高pH，形成羟基磷灰石（Ca?(PO?)?OH）沉淀。*化学除磷效果稳定、响应快，尤其对总磷要求严格或进水波动大时不可或缺。主流工艺组合：*A2/O（厌氧-缺氧-好氧）：经典工艺，将厌氧池（释磷）、缺氧池（反硝化）、好氧池（硝化、吸磷）串联，实现同步脱氮除磷。结构紧凑，应用广泛。*改良型工艺：如UCT、MUCT、Bardenpho、SBR、氧化沟变形等，通过增设内回流、调整分区或优化运行模式，改善碳源竞争、污泥龄矛盾等问题，提升脱氮除磷效率。关键考量：*碳源平衡：生物脱氮需碳源（反硝化），生物除磷也需碳源（VFAs供PAOs厌氧吸收）。低碳污水常需额外补充碳源（如钠）。*污泥龄：硝化菌生长慢，需较长污泥龄（通常>10-15天）；PAOs也需足够时间增殖。需兼顾两者。*化学药剂选择与投加：需根据水质、目标、成本及污泥特性（如铁盐可能增加污泥量）优化。总之，现代污水脱氨除磷是以生物处理为（硝化反硝化+强化生物除磷），化学沉淀为强化保障的综合技术体系。通过精心设计和运行调控，可去除氮磷，有效保护水体生态健康。

脱氮除磷生态滤料是一种广泛应用于人工湿地、生态滤池等水处理系统的功能性填料。其原理在于通过物理截留、生物作用（微生物代谢）和化学作用（吸附、沉淀）的协同效应，去除水体中的氮（N）和磷（P）污染物。具体原理如下：1.物理截留与载体作用：*滤料本身具有多孔结构和较大的比表面积，能够有效截留、吸附水中的悬浮颗粒物、胶体物质以及部分溶解性有机物（为后续生物处理提供碳源）。*更重要的是，这些孔隙和表面为微生物（细菌、真菌、原生动物等）提供了理想的附着、生长和繁殖场所，形成丰富的生物膜。这层生物膜是进行生物脱氮除磷的。2.生物脱氮作用：*硝化作用：在滤料表层或水流溶解氧充足区域（好氧环境），附着生长的硝化细菌将氨氮（NH??-N）氧化为亚盐（NO??-N），并进一步氧化为盐（NO??-N）。*反硝化作用：在滤料内部孔隙或水流溶解氧较低区域（缺氧/厌氧环境），附着生长的反硝化细菌利用水中有机物（或滤料缓慢释放的碳源）作为电子供体，将盐（NO??-N）或亚盐（NO??-N）还原为氮气（N?）或一氧化二氮（N?O），终释放到大气中，实现氮的去除。滤料的结构有助于在微观尺度上形成好氧/缺氧环境梯度，促进硝化与反硝化过程的耦合。3.生物除磷与化学除磷作用：*生物除磷：滤料生物膜中富集着一类特殊的微生物——聚磷菌（PAOs）。它们在厌氧条件下释放体内储存的磷，在好氧条件下过量吸收水中的溶解性磷酸盐（PO?3?-P），并将其以聚磷酸盐的形式储存在体内。通过定期排出含有富磷污泥的老化生物膜（系统维护时），实现磷的去除。*吸附作用：许多生态滤料（如沸石、某些改性陶粒、矿渣、含铁铝钙的天然材料等）对磷酸根离子（PO?3?）具有很强的化学吸附能力。通过离子交换、配位体交换或静电引力，将溶解性磷吸附固定在滤料表面。*化学沉淀作用：滤料中含有的钙（Ca2?）、铁（Fe3?）、铝（Al3?）等金属离子，能与水中的磷酸根离子反应生成难溶性的磷酸盐沉淀（如羟基磷灰石Ca??(PO?)?(OH)?、磷酸铁FePO?、磷酸铝AlPO?等），沉积在滤料表面或孔隙中。即使吸附饱和的滤料，长期运行中也可能通过表面形成的这些沉淀物继续除磷。总结来说，生态滤料通过其物理结构截留颗粒物并提供巨大的微生物附着表面；其上生长的生物膜通过硝化-反硝化实现脱氮，通过聚磷菌作用实现部分生物除磷；同时，滤料自身所含的特定化学成分（如钙、铁、铝等）通过吸附和化学沉淀作用去除溶解性磷。物理、生物、化学三种机制的协同作用，使得这类滤料成为脱氮除磷水处理系统中的关键组成部分。