市政生活污水经污水处理厂处理后排入河、江流域，为改善重点流域水环境质量，各地污水处理厂通过提标改造工程实现污染减排，多地区已执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》( GB 18918—2002) 中的一级A 标准，甚至提高至类Ⅳ类、Ⅲ类水质标准。其中，出水总氮( TN) 是提标改造的关键之一。

污水处理厂多采用活性污泥法进行生物脱氮处理，二级出水 TN 在 11 6～18 5 mg / L，有些污水处理厂波动范围更大。由于生化系统缺氧池停留时间有限、回流、碳源等问题，前置反硝化能力较差，需要在后端建立深度脱氮工艺进一步脱氮。通过研究对比生物滤池、深床滤池、活性砂滤池 3 种工艺，都有较好的去除效果，其中反硝化深床滤池通过外加碳源， 出水硝酸盐氮可达到 1 mg /L 以下 。且反硝化深床滤池集生物脱氮及过滤功能，能同时满足对 TN 和悬浮物的去除。

1 反硝化深床滤池系统

反硝化深床滤池系统在介质固定表面生长的脱氮微生物，在兼性- 无氧条件下将污水中的硝态氮转化成氮气。 为提高脱氮作用，一般可以在硝化污水中加入碳源，以便为新陈代谢和细胞生长提供脱氮所需要的能量，投加有机碳源后，滤池将截留其中的悬浮固体，同时在滤料上生长的反硝化菌进行反硝化脱氮去除污水中氮含量。

相对粗颗粒且圆整的介质通过提供足够的孔隙，确保悬浮固体的深度截留和生物群落的生长。悬浮固体和氮气的累积在滤池中逐步累积水头损失，需要周期性的反冲洗去除截留的固体，用驱氮去除截留的气体。 反冲洗结合逆向的水流与气流通过滤池，大量强有力的空气使滤料相互搓擦，冲洗用水仅为总量的 2%。“ 搓手”模式的成功一方面依赖于特殊的滤料， 接近于圆形、球形度 0 8 的天然石英砂;另一方面依赖于安全可靠、反冲洗强度很大的配水配气系统，即专用于污水处理的滤砖。

反硝化深床滤池的功能包括：①去除进水中悬浮物 SS;②反硝化脱氮， 即去除 TN; ③采用微絮凝直接过滤去除 TP。

图 １ 反硝化深床滤池工作原理

2 反硝化深床滤池脱氮影响因素

2.1 碳源投加

反硝化菌多数属于异养、兼性厌氧细菌，一般认为 BOD5 / TN 约在 3 ～ 5 时，不需要投加碳源，而以好氧反硝化菌为优势菌种的系统 C/ N 更高。 污水处理厂尤其经过二级处理的水质碳源含量低，而硝酸盐氮与亚硝酸盐氮去除效率低，使得后续深度处理碳源不足。 在反硝化深床滤池应用实践中有投加乙酸钠、甲醇、葡萄糖等，根据进水水质中 C/ N 含量进行适量投加，能促进反硝化菌的培养，强化反硝化脱氮功能。 东港污水处理厂反硝化滤池调试时对乙酸钠投加量进行试验，调试初期投加量较高时，TN 去除率达 40%～60%，经过调控，0 1g / L 的乙酸钠投加浓度为最佳运行投加量。 合肥市某污水处理厂采用 AAO，通过调控投加甲醇 20 ～ 50mg/ L，能使出水 TN 控制 5 mg / L 以下。 碳源投加种类及投加量需要结合厂内处理水质及工艺进行调整。 多级AO+高效沉淀池+反硝化深床滤池工艺中进水 TN波动很大时，改在缺氧池投加葡萄糖和滤池前投加乙酸钠，以此来避免出水 COD 和 BOD5 可能过高的现象， 并且碳源成本较低。 某污水处理厂以甲醇、乙酸钠为碳源研究对反硝化生物滤池的影响，结果表明：乙酸钠微生物产量高、运行周期短，滤池中与反硝化有关均属占 58 38%， 高于投加甲醇滤池的 36 68%，但甲醇运行稳定、成本较低。具体联系污水宝或参见更多相关技术文档。

2.2 氧气含量

反硝化反应过程中以硝酸盐代替分子氧作为电子受体，进行无氧呼吸分解有机质。 反硝化深床滤池的滤料层附着的脱氮微生物在缺氧环境下将水中的硝酸盐氮还原成氮气。 当反硝化深床滤池构筑物环境中氧气含量高时，反硝化菌会以氧为电子受体，优先消耗氧气，或降低对硝酸盐氮的消耗，影响脱氮效率。 研究表明， 系统中溶解氧保持在 0 5 mg / L时，反硝化才能正常进行。 出水溶解氧大于 5 mg / L 时，TN 去除率小于 20%，而出水溶解氧小于 1 mg / L 时，TN 去除率达到 60% ～ 80%。 溶解氧过高会增加外加碳源的投加量， 不利于反硝化作用。 因此，在反硝化深床滤池运行管理中需要控制溶解氧含量，而在水头跌落中充氧，有工程采用恒水位过滤或弧形堰进水等技术进行改进。

2.3 环境温度

反硝化菌适宜环境温度一般为 30 ℃ ，低于 5 ℃时反硝化反应几乎停止。 因此，在低温( 如冬季) 运行时，反硝化脱氮效率会受到影响，如上海冬季温度基本上在 10 ℃ 左右，反硝化作用效率较低，深床滤池反硝化生物膜驯化周期延长。 夏季运行 TN 能达标时，反硝化深床滤池不投加碳源，作为普通滤池使用，过滤水中悬浮颗粒。 冬季运行时， 投加合适碳源，深床滤料上的生物膜消耗碳源，生长迅速，逐渐富集反硝化菌群，对二级出水进行反硝化脱氮，保障TN 达标。 颍南污水处理厂冬季运行时计算得出：去除 1 mg TN 需乙酸钠 9 3 mg，需 BOD5 4 82 mg，高于理论值[ 2 86 g BOD / ( g 硝态氮) ] 。

3 反硝化深床滤池运行管理

(1)碳源投加控制。 针对污水出处理厂前端生反池及沉淀池的高效处理，整体的TN、COD 等大大降低，可通过分析前端-后端水质情况，控制碳源投加值，一般来说乙酸钠：NO- ⁃N≤6 ∶1。 若碳源投加量不足，TN 可能超标，而投加过量，出水水质中 BOD5 、SS 等反而增加，滤池也容易造成“拥堵”，反冲洗次数增加，且生产成本升高，最终达不到理想结果。 表 1 综合了一些污水处理厂的碳源种类和投加量，根据工艺、水质的不同，投加量会有区别。 并且反硝化滤池驯化时间一般在一个月内，驯化培养阶段，需要投加足够的碳源，而运行稳定后，可控制为正常投加量。

(2)进水SS 控制。 反硝化深床滤池的过滤作用可以降低部分SS，但是前端来水中 SS 含量高时，易造成短时间内液位升高，导致在自动化程序下反冲洗的次数增加，增加能耗，反冲洗导致的很多碳源也相应流失。 因此，应充分控制前端出水悬浮物含量。

( 3) 液位控制。 反冲洗程序启动主要参数是滤池水位，通过液位控制调整反冲洗频次，去除截留的固体。 提高滤池液位，可以减少进水跌落，降低深层区氧气量，提升反硝化脱氮效果。

( 4) 滤池功能切换。 污水处理厂生物反应池能发挥一定功能的反硝化脱氮作用，改造后增加反硝化深床滤池补充脱氮功能，同时发挥前置反硝化与后置反硝化作用，保障水质出水要求。 前置反硝化一般来说碳源充足，补充投加碳源量较少，夏季时甚至能达到一级 A 排放标准。 此时，反硝化深床滤池可切换至滤池功能，减少碳源投加，节约运行成本。芦村污水厂反硝化滤池同时具备过滤及脱氮功能，作为脱氮保障设施， 效果明显， TN 平均去除率达 82 3%，出水为 2 33 mg / L。

4 结论

反硝化深床滤池在污水处理厂实际运行过程中，可根据前期水质情况、环境温度、氧气含量进行调整，综合应用案例，根据反硝化菌富集情况选择投加碳源种类，并可投加菌种进行驯养以较快达到处理效果。 碳源投加地点可在反硝化深床滤池，也可同时在二级处理单元缺氧池， 投加量在 20 ～ 100mg / L，出水能达到一级 A 排放标准，甚至 5 mg / L 以下。 通过控制进水 SS 含量和液位加强反冲洗频次管理，且降低深层区氧气量能提高反硝化脱氮效果。在前端出水较差时，反硝化深床滤池由滤池切换为反硝化+滤池功能，加强脱氮及悬浮颗粒去除，为污水处理厂水质处理运行提供保障。(来源：上海市政工程设计研究总院〈集团〉 有限公司)

污水氧含量 分享丨关于厌氧池、缺氧池、好氧池、BOD、COD

厌氧池 缺氧池 好氧池

厌氧池主要是用于厌氧消化，对于进水COD浓度高的污水通常会先进行厌氧反应，提高COD的去除率，将高分子难降解的有机物转变为低分子易被降解的有机物，提高BOD/COD的比值。而且在除磷工艺中，需要厌氧和好氧的交替条件.......在脱氮处理中，反硝化过程需要在缺氧条件下才能起作用。而好氧池就不用说了，在生化处理中都用到好氧池的。

厌氧池搅拌不能用曝气系统来完成，要采用潜水搅拌机！其他两个都可以用曝气系统来完成搅拌厌氧池中的溶解氧的含量严格来说必须控制在0.2mg/L以下，缺氧池一般要控制在0.5mg/L左右，而好氧池按照工艺的要求，一般情况下，控制在2mg/L以上。

厌氧池中只悬挂填料，缺氧池中的搅拌设备一般采用的水下推进器或者潜水搅拌机，挂有填料，而好氧池中，根据工艺名称，有些悬挂了填料，有些没有，曝气方式也不一样。在设计时主要根据所起作用和对溶解氧的要求进行设计，并且要按照水力停。

COD 、BOD的定义

COD是一种常用的评价水体污染程度的综合性指标。它是英文 的缩写，中文名称为“化学需氧量”或“化学耗氧量”，是指利用化学氧化剂（如重铬酸钾）将水中的还原性物质（如有机物）氧化分解所消耗的氧量。它反映了水体受到还原性物质污染的程度。由于有机物是水体中最常见的还原性物质，因此，COD在一定程度上反映了水体受到有机物污染的程度。COD越高，污染越严重。我国《地表水环境质量标准》规定，生活饮用水源COD浓度应小于15毫克/升，一般景观用水COD浓度应小于40毫克/升。

生化需氧量（BOD）是指水中所含的有机物被微生物生化降解时所消耗的氧气量。是一种以微生物学原理为基础的测定方法。所有影响微生物降解的因素，如温度的时间等将影响BOD的测定。最终的BOD是指全部的有机物质经生化降解至简单的最终产物所需的氧量。一般采用20℃和培养5天的时间作为标准。以BOD表示，通常用亳克/升或ppm作为BOD的量度单位。

BOD:生化需氧量，即是一种用微生物代谢作用所消耗的溶解氧量来间接表示水体被有机物污染程度的一个重要指标。其定义是：在有氧条件下，好氧微生物氧化分解单位体积水中有机物所消耗的游离氧的数量，表示单位为氧的毫克/升（O2，mg/）。

一般有机物在微生物的新陈代谢作用下，其降解过程可分为两个阶段，第一阶段是有机物转化为CO2、NH3、和H2O的过程。第二阶段则是NH3进一步在亚硝化菌和硝化菌的作用下，转化为亚硝酸盐和硝酸盐，即所谓硝化过程。NH3已是无机物，污水的生化需氧量一般只指有机物在第一阶段生化反应所需要的氧量。微生物对有机物的降解与温度有关，一般最适宜的温度是15～30℃，所以在测定生化需氧量时一般以20℃作为测定的标准温度。20℃时在BOD的测定条件（氧充足、不搅动）下，一般有机物20天才能够基本完成在第一阶段的氧化分解过程（完成过程的99％）。就是说，测定第一阶段的生化需氧量，需要20天，这在实际工作中是难以做到的。为此又规定一个标准时间，一般以5日作为测定BOD的标准时间，因而称之为五日生化需氧量，以BOD5表示之。BOD5约为BOD20的70％左右。

COD和BOD有什么不同？

COD表示在强酸性条件下重铬酸钾氧化一升污水中有机物所需的氧量，可大致表示污水中的有机物量。BOD5是微生物在五天内生物降解一升污水中有机物所需的氧量（在20度培养），由于五天的培养阶段可完成有机物碳化过程的约70%，可间接反映污水中能被微生物降解的有机物的量。

COD是化学需氧量，当然与选用的氧化剂有关（测量数据需要标注何种氧化剂）。BOD5是生物需氧量，与水温、水质、有毒无毒等条件密切相关（在不同条件下微生物活性是不一样的）。

COD＞BOD

COD-BOD约等于不可生化有机物

基本可以这样说，但不确切，因为COD=COD（B）+COD（NB），前者是可生化性部分，后者是不可生化部分。而微生物在20度情况下完成碳化过程约需20天（也即BOD20，约等于CODNB），所以确切说，COD-BOD20大致等于不可生化的有机物（忽略还原性无机物的干扰因素）。

CODcr 化学需氧量

其优点能够精确地表示污水中有机物的含量，并且测定时间短，不受水质的限制，缺点不能象BOD 测定那样，表示出所消耗的氧量。微生物氧化的有机物量，另外还有许多无机物被氧化，并全部代表有机物含量。

BOD5生化需氧量

生化需氧量是在指定的温度和时间段内，在有氧条件下由微生物（主要是细菌）降解水中有机物所需的氧量。一般将有机物完全降解需要100天。实际采用20℃下20天的生化需氧量BOD20为代表。往往在生产应用20天时间太长，不利用指导生产工艺，对于城市污水。其BOD5大约为BOD20的70%～80%。

城市中的污水中COD＞BOD。两者之间的差值大致为难于生物降解的有机物量。在城市污水中BOD/COD的比值作为可生化性指标。当BOD/COD≥0.3时可生化性较好，适应于生化处理工艺。

在工业废水中大部分BOD/COD＜0.3以下，所以可生化性差，必须进行调值后才可进行生化处理。

BOD：水中有机污染物被好氧微生物分解时所需的氧量称为生化需氧量。

COD：用化学氧化剂氧化水中有机污染物时所消耗的氧化剂量称为化学需氧量。

COD和BOD都是表示废水中有机物的一个指标，BOD是用生物分解有机物时的好氧量来表示废水中有机物的。

通常人们都认为BOD是表示可以被生物降解的有机物，但这里有一些误解：由于测BOD的条件与实际运行的条件完全不同，因此不能简单的用COD-BOD来表示不可降解的有机物，这是没有道理的。

另外实际系统中对有机物的去除包括了许多过程，不仅仅是生物的降解过程。

实际中采用BOD/COD来表示废水的可生物降解性，是按照实际的经验来考虑的，这里不能形而上学的将BOD和COD的概念简单的用于实际情况。

A-A-O工艺概述

A-A-O工艺，是英文--Oxic第一个字母的简称。按实际意义来说，本工艺称为厌氧-缺氧-好氧法更为确切。

该工艺在厌氧一好氧除磷工艺(A2/O)中加一缺氧池，将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以达到硝化脱氦的目的。A2/O 法的可同步除磷脱氮机制由两部分组成:一是除磷，污水中的磷在厌氧状态下(DO

首段厌氧池，流入原污水及同步进入的从二沉池回流的含磷污泥，本池主要功能为释放磷，使污水中P的浓度升高，溶解性有机物被微生物细胞吸收而使污水中BOD浓度下降;另外，NH3-N因细胞的合成而被去除一部分，使污水中NH3-N浓度下降，但NO3-N含量没有变化。

在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液中带入的大量NO3-N和NO2-N达原沥N2释放至空气，因此BOD5浓度下降，NO3-N浓度大幅度下降，而磷的变化很小。

在好氧池中，有机物被微生物生化降解，而继续下降;有机氮被氨化继而被硝化，使NH3-N浓度显著下降，但随着硝化过程使NO3-N的浓度增加，P随着聚磷茵的过量摄取，也以较快的速度下降。所以，A2/O工艺它可以同时完成有机物的去除、硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能，脱氮的前提是NH3-N应完全硝化，好氧池能完成这一功能，缺氧池则完成脱氮功能。厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。

在好氧池的活性污泥中能积累磷的微生物，可以大量吸收溶解性磷，把它转化成不溶性多聚正磷酸盐在体内贮存起来，最后通过二次沉淀池排放剩余污泥达到系统除磷的目的。