在市政污水處理廠調(diào)試和運行工作多年，通過對脫氮效果的工藝技術(shù)分析和對比總結(jié)了大量的經(jīng)驗，在污水廠的設(shè)計工藝選擇和工藝運行提供了大量的設(shè)計參數(shù)和運行參數(shù)，對污水廠的脫氮穩(wěn)定運行有重大的意義，特別是對有些水廠提標中采用反硝化深床濾池對碳源的利用是非常有效的。
市政污水中的脫氮工藝是現(xiàn)有工藝的重要階段，在污水處理系統(tǒng)中部分含氮物質(zhì)在初沉池中沉淀去除，剩余的含氮物質(zhì)進入后續(xù)的生化系統(tǒng)。總氮-凱氏氮=亞硝酸鹽氮+硝酸鹽氮，凱氏氮-氨氮=有機氮，市政污水中形式主要有游離氨（NH3）與離子狀態(tài)銨鹽（NH4+）兩種，游離氨（NH3）濃度可隨著PH和溫度的增加而增大。
含有有機氮的農(nóng)藥有：氨基甲酸酯類、脲類、雜環(huán)胺類等等，脫氮主要有化學(xué)法、物理法、膜法以及生化法
電滲析和反滲透法處理硝態(tài)氮效果可達40%～85%，離子交換法處理硝態(tài)氮應(yīng)用較廣泛。活性炭吸附是去除可溶性有機氮最有效的方法。
濕式氧化、濕式催化氧化、超臨界水氧化法、超聲氧化法、電化學(xué)氧化法、光化學(xué)氧化法、等離子體技術(shù)等高級氧化法是通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氧化性極強的羥基自由基，即可以降低污水中的有機物又可以使難降解的含氮有機污染物的有效分解成易分解的物質(zhì)，通過高級氧化法可將含氮有機物轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水、氨氣等。
1 物化法
市政污水在堿性條件下，通過對吹脫效率與溫度、PH、氣液比有關(guān)參數(shù)進行調(diào)節(jié)，利用物質(zhì)的氣相濃度、液相濃度之間的氣液平衡關(guān)系進行分離。一般認為沸石去除氮的方法是通過沸石中的陽離子與污水中的銨離子進行離子交換來降低總氮的目的。膜分離去除方法是通過膜的選擇透過性降低了出水中的含氮物質(zhì)。
2 MAP法
通過投加Mg2+和PO43-使之與廢水中的氨氮生成難溶的復(fù)鹽MgNH4PO4.6H2O（簡稱MAP）沉淀物，從而達到凈化廢水中的氨氮，MgNH4PO4.6H2O（簡稱MAP）俗稱鳥糞石，其營養(yǎng)成分比其他可溶性肥料釋放速度慢，故可作緩釋肥料，堆肥、花園土壤，MAP不吸附重金屬，作農(nóng)肥時不會對農(nóng)作物產(chǎn)生危害。
Mg2+可以用MCL2、MgO、Mg（NO3）2等，PO43-可用H3PO4或Na2HPO4、Na2HPO4·12H2O等。 3 折點加氯
廢水的PH>9時氨氮大多數(shù)以NH3形式存在，當(dāng)PH升高至11左右時，水相中的氨氮幾乎全部以NH3形式存在。 研究表明：當(dāng)CL/N重量比在8∶1-10∶1時廢水中的85%～90%的氨氮氧化為氮氣，為了保證完全反應(yīng)投氯量應(yīng)大于理論計算值7.6，PH為中性條件時氯化最為合適，反應(yīng)后產(chǎn)生酸，所以需要補充一定量的堿來維持中性，一般投加NaOH或石灰水補充堿度。
4 生物脫氮法
硝化反應(yīng)
含氮有機物被微生物分解，可生成無機NH3-N稱為氨化過程，通過微生物對含氮有機物進行氨化作用、亞硝化反應(yīng)、硝化反應(yīng)，系統(tǒng)運行中調(diào)整曝氣條件及合理的停留時間，將有機氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，系統(tǒng)中設(shè)置內(nèi)回流并將硝酸鹽混合液回流至系統(tǒng)的缺氧段。
反硝化反應(yīng)
生物脫氮去除1g的硝態(tài)氮需消耗3.70g化學(xué)需要量。反硝化碳源可利用更多形態(tài)的有機物，C/N（BOD5/N）>2.86，轉(zhuǎn)化1gNO3—N需要碳源有機物為2.86g，實際工程中比值應(yīng)大于3左右，BOD5/KN在5-8之間不必外加碳源。
5 反硝化深床濾池
反硝化深床濾池是常規(guī)濾池的深度改造，即有高效的生物脫氮作用又有普通過濾池的過濾作用，反硝化深床濾池是生物脫氮和過濾的雙重作用，即減少了工藝構(gòu)筑物占地也提高了系統(tǒng)的脫氮率，通過實踐運行其脫氮效果優(yōu)于普通的A2O工藝。
反硝化深床濾池采用石英砂作為填料，填料的深度比普通濾池較大，深度可設(shè)置為1.8～2.4m，市政污水廠的深床濾池的運行中，其出水SS和總氮均可達到準四類的出水標準，運行中為了避免濾池的堵塞或板結(jié)，降低過濾水頭，可采用氣洗、氣水聯(lián)合反沖洗、水洗或漂洗等運行操作方式。反沖洗是反硝化深床濾池的重要運行保障，通過反沖洗和強度較高的空氣使填料相互擦洗，并且可將老化的生物膜脫落，提高濾料的生物膜活性，運行過程中的沖洗水量較少，對系統(tǒng)的處理水量影響較低。
現(xiàn)有的運行經(jīng)驗表明，在無需化學(xué)加藥除磷的情況下，可以滿足出水水質(zhì)BOD<5mg/L，SS<5mg/L，TN<3mg/L，TP<1mg/L（一定的進水水質(zhì)條件下）;在進行化學(xué)除磷的情況下，出水TP<0.3mg/L。
主要功能：
TN的去除：通過深床濾池進水投加碳源，保證生物脫氮的碳氮比例，通過反硝化細菌將硝態(tài)氮（硝酸鹽）轉(zhuǎn)化為氮氣來降低污水中的總氮。
通過市政污水廠的運行，其反硝化深床濾池的總氮可完全達到3mg/l以下，運行過程中要提高反硝化菌與污水的混合接觸，為了防止填料內(nèi)氮氣積聚造成構(gòu)筑物的水頭損失的增加，運行一段時間后需要進行系統(tǒng)內(nèi)1-2分鐘氮氣的驅(qū)散，維持構(gòu)筑物穩(wěn)定的水頭，保證系統(tǒng)的正常運行。
懸浮物去除：懸浮物指標是出水排放標準的要求達標的因子之一，系統(tǒng)出水中懸浮物是微生物的殘骸，是有機成分，對出水中的COD有較大的貢獻，所以必須控制出水中的懸浮物濃度，通過對反硝化深床濾池的系統(tǒng)運行，可完全保證出水懸浮物達到3mg/l以下。
去除TP：反硝化深床濾池去除懸浮物即可降低出水中懸浮物對總磷的貢獻，填料通過掛膜生長微生物，微生物其自身的合成需要磷元素，也可降低出水中的總磷。另一種運行方式是可省略濾池前端的混凝沉淀構(gòu)筑物，可采用直接過濾的方式在進水中投加除磷劑，產(chǎn)生的沉淀物通過反硝化深床濾池的過濾，降低出水中的總磷，該運行模式可降低混凝沉淀構(gòu)筑物的投資，減少了占地面積。 主要特點：
A.一種重力流、單層濾料、深床非連續(xù)過濾的快濾池;
B.一池多用，無需對濾池進行改動，可靈活轉(zhuǎn)換運行模式;
C.具有良好的生物脫氮功能，NO3-N<10mg/L（TN<15mg/L）;
D.具有良好的除磷功能，TP<0.3mg/L（TP<0.5mg/L）;
E.對懸浮物具有良好的去除能力，SS<5mg/L，濁度<2NTU;
F.濾床具有足夠的保護深度，防止水質(zhì)穿透;
G.濾池抗沖擊負荷特強，短期3-5倍的污泥負荷沖擊，出水不受任何影響;
H.濾池布氣配水不采用濾柄濾頭，無傳動部件，無磨損、永不堵塞、無濾網(wǎng)不用濾柄，濾料不磨損、不跑砂;
I.濾池過濾周期長，反沖洗水量少通常為2%-3%，節(jié)省處理成本。
主要參數(shù)：
A.硝酸鹽氮負荷一般采用0.8-1.2kgNO3-N/m3·d，水力負荷120-160m3/m2·d，空床接觸時間20-30min。
B.過濾填料采用石英砂，填料高度建議取值為1.8～2.4m，石英砂粒徑建議取值2～3mm，填料莫氏硬度建議取值6-7，填料比重建議取值大于或等于2.6，填料酸溶度建議不超過3%。反硝化深床濾池下部承托層建議采用鵝卵石五種級配分布，其承托層厚度值建議為450mm。
C.氣水反沖洗工序。運行方式為先氣沖4-6min，氣沖強度15-25L/m2·s，再氣水同時反沖10-20min，氣沖強度15-25L/m2·s，水沖強度3-4L/m2·s，反沖洗周期一般12-24h。
D.運行結(jié)果顯示：只要碳源充足硝酸鹽濃度28-30mg/l可降至6mg/l以下。
運行注意事項：
A.進水中投加的碳源選擇，建議選擇乙酸或乙酸鈉，滿足碳源的高效利用。
B.通過運行總結(jié)碳源的投加量，避免過量投加碳源造成反硝化深床濾池出水COD的超標。
C.當(dāng)反硝化深床濾池閑置時階段性的進行反洗，保證填料表面的板結(jié)。
D.有效的控制進水的總磷，滿足反硝化深床濾池的掛膜需要。通過實踐運行建議按照微生物合成比例碳氮磷100∶5∶1調(diào)整，保證反硝化細菌正常生理需要。
E.反沖洗、氣洗及驅(qū)氮等操作應(yīng)當(dāng)根據(jù)進水水量和脫氮效果進行調(diào)整，保證過濾水頭及脫氮效果。
現(xiàn)有的市政污水處理廠因進水碳源不足，再加之系統(tǒng)的工藝設(shè)計的弊端導(dǎo)致了系統(tǒng)脫氮達標排放需要運行中投加大量的碳源如：乙酸鈉、乙酸、葡萄糖、甲醇等碳源，萬噸污水廠噸水碳源費用高達約0.2-0.35元，不僅提高了碳源藥劑費用而且造成了大量的碳源轉(zhuǎn)化為活性污泥，以至于系統(tǒng)脫泥費用、外運處置費用等多余費用的增加，所以有必須根據(jù)系統(tǒng)的達標要求，調(diào)整工藝設(shè)計和系統(tǒng)運行參數(shù)，為此，建議提高缺氧池的停留時間，減少曝氣池的曝氣時間，避免回流帶給缺氧池的多余的氧氣，在有些地方的污水廠出水標準要求達到準四類，建議后續(xù)采用反硝化深床濾池，提高投加碳源的利用率。
