1、试验方法及内容
深床反硝化滤池在缺氧环境下运行，在滤料表面附着生长大量的反硝化生物菌群，原有二沉池出水以重力流方式通过滤料层，污水中的硝酸盐(NO3-)或亚硝酸盐(NO2-)被吸附于滤料载体生物膜，还原成氮气(N2)从污水中释放出来，从而实现污水的反硝化脱氮过程，颗粒滤料同时具有截留悬浮物的作用。反硝化菌是一类化能异养兼性缺氧型微生物，其反应在缺氧的条件下进行。反应过程中反硝化菌还原硝基氮需利用有机物(如甲醇)做为电子供体，滤池进水的碳源(BOD)已经比较低，为保障反硝化生物菌群的正常生物活性，需要适当的碳源(如甲醇)。反硝化过程中，有机物作为电子供体提供能量并得到氧化降解，利用硝酸盐中的氧做电子受体，使得硝态氮还原成氮气，其反应式如下：
由上述反应可知，反硝化反应中每还原1gNO3-可提供2.6g的氧，同时产生3.47g的CaCO3和0.45g反硝化菌，消耗2.47g的甲醇。
1.1 试验流程
本次中试所使用的主要设备为已经过实践检验的深床反硝化滤池，主要包括直径560mm的滤池主体，3m3的清水桶，500L的加药桶以及提升泵，鼓风机，反洗水泵、加药泵、电控柜等组成。在深床反硝化滤池系统中，污水通过提升泵从厂区出水口提升至深床反硝化过滤系统，深床反硝化滤池出水经由清水池外排。使用一段时间后，需要关闭深床反硝化滤池的进出水口，开启反洗水泵以及反洗风机，对滤池进行反洗，反洗废水排入污水厂出水口。
1.2 试验数据分析方法(见表1)
1.3 试验碳源方案
因反硝化过程中需要补充碳源，在中试中，需要记录碳源的消耗量，对碳源的消耗量以及相应去除的总氮数进行记录并分析，寻找工程中优药品使用方案。本次中试过程中所使用的碳源共分为两种，分别为甲醇和冰醋酸，在中试中，分别在不同时期分别投加以上两种碳源，通过测量进出水总氮的数值比较出两种碳源对反硝化作用的优劣性，为工程中碳源的投加提供明确的参考方案。
2、试验过程及数据分析
2.1 试验进程
(1)中试验证第一阶段的持续时间为12天。进行设备的安装、管道的安装、设备的测试等工作。中试设备清水试车完成，顺利进行到下一调试阶段。
(2)中试验证的第二阶段持续时间为7天，这个阶段中试验证设备进入系统启动准备阶段，即生物挂膜阶段。通过向深床反硝化滤池注入厂区厌氧池污泥以及现场废水的方式进行初步培养。根据调试进出水数据结果，截止5月12日，反硝化系统完成了挂膜阶段，出水水质基本达到计划要求。
(3)中试验证的第三阶段持续时间为19天，这个阶段为中试的主体阶段即连续进水测试阶段。当深床反硝化滤池内的微生物浓度达到一定浓度时，验证进入第三阶段。在这19天内，深床反硝化滤池满负荷运行，使用甲醇作为碳源，通过进出水数据对以甲醇为碳源的反硝化系统去除总氮的作用进行归纳分析，确定工程反硝化的可行性以及最优方案。
(4)中试验证的第四阶段为22天，和第三阶段相同，这个阶段为中试的主体阶段即连续进水测试阶段，深床反硝化滤池满负荷运行。在这一阶段，碳源由甲醇调整为乙酸，通过进出水数据对以乙酸为碳源的反硝化系统去除总氮的作用进行归纳分析，结合以乙酸为碳源的进出水数据分析，确定最优化药剂投加方案。
2.2 甲醇为碳源阶段的数据及分析
5月13日~5月31日期间，深床反硝化滤池采用甲醇作为碳源，中试设备满负荷运行，测出进出水相关数据如下:
出水总氮趋于稳定，在满负荷设计流量1.5m3/h的情况下，出水总氮稳定低于15mg/L，结合现场驱氮情况分析，反硝化细菌生长良好，出水SS稳定在10mg/L左右，SS去除率稳定可靠，说明深床反硝化滤池在设计条件下出水SS可满足设计要求。由进出水COD数据表可以看出，出水COD时高时低，具有一定的贡献值，此情况的产生是因为中试试验中碳源的加药量为固定数值投加，在中试进水水量很小的情况下，计量泵的工况误差对水质的影响较大，进出水TN的波动都会动COD产生影响。
2.3 乙酸为碳源阶段的数据及分析
6月1日~6月20日期间，深床反硝化滤池采用乙酸作为碳源，中试设备满负荷运行:更换碳源后，出水总氮依然保持稳定，在满负荷设计流量1.5m3/h的情况下，出水总氮稳定低于12mg/L，多个数据在10mg/L以下，结合现场驱氮情况分析，更换碳源对深床反硝化滤池无不良影响，反硝化细菌生长良好，出水SS稳定在10mg/L左右，SS去除率稳定可靠，说明采用乙酸碳源后，深床反硝化滤池在设计条件下出水SS可满足设计要求。
2.4 药品使用情况分析
在本次中试过程中，加药计量泵没有自动调节功能，在以甲醇为碳源的阶段，对于甲醇的投加按照去除1g硝态氮消耗3g甲醇的方式来进行定量，按照去除5个硝态氮计算将甲醇的密度以及纯度折后计算后，每日所需甲醇量为700mL。在以乙酸为碳源的阶段，按照去除1g硝态氮消耗5g乙酸的方式来进行定量，按照去除5个硝态氮计算，将乙酸的密度以及纯度折合计算后，每日所需乙酸量为900mL。根据实际进出水总氮数值统计，5月份自第二阶段开始，将每日去除的总单数累计后求平均值，可知每日出去的总氮值为4.6。6月份使用乙酸作为碳源后，将每日去除的总单数累计后求平均值，可知每日出去的总氮值为5.2。以上两个数值和原有设计去除5个硝态氮数值接近，说明按照1:3以及1:5的数值进行甲醇以及乙酸的计算式可行、可靠的。
根据本次中试数据分析可知，采用甲醇与乙酸的药剂运行费用如下:
3、结束语
深床反硝化滤池工艺相比其他工艺而言，具有占地面积小，设备安装调试简单，终身免维护，操作简便，自动化程度高等优点。通过本次试验证明，甲醇与乙酸均能作为良好的碳源。若采用甲醇作为碳源需要安全防爆，占用面积较大。根据实际现场情况，建议采用乙酸作为碳源，可有效节约占地面积，并有效避免危险产生。因乙酸挥发性较大，建议操作人员配置乙酸作为碳源时进行合理防护措施，避免对人身造成负面影响。无论采用何种碳源，都可以起到稳定有效的脱氮作用，只要采用足够的碳源，出水总氮可以降到3mg/L以下，但若脱氮数超过25，则总投资及运行费用较大，需要采用合理工艺进行预处理初步脱氮后再用深床反硝化滤池工艺进行深度脱氮处理。(来源：浙江省义乌市水处理有限责任公司)
