案例分析:DE NORA TETRA Denite 反硝化深床滤池,帮助切萨皮克湾流域排放达标

作者:Donald McCarty

美国东部的切萨皮克湾流域有数十万条河湾、小溪和河流,覆盖面积超过64000平方英里。虽然海湾拥有无与伦比的美景,但农业、污水处理厂和城市径流造成的污染,成为影响海湾及其流域的一个重大问题。在为流域内近1800万人服务的数千家污水处理厂中,有470家被美国环境保护署确定为营养物和总悬浮固体的主要来源。
2010年末,美国环保署规定了切萨皮克湾每日最大总负荷。该规定对海湾允许的氮和磷--营养物污染主要来源--总量实行管制。它旨在通过一切必要的污染控制措施,在2025年前恢复海湾及其潮汐河流的环境。

切萨皮克湾流域内改变现状的努力包括,对十数个水道的水务过滤和营养物去除工作。切萨皮克湾流域的二十多座污水处理厂正在使用DE NORA TETRA® Denite® 技术, 以满足严格的国家污染排放消除系统许可的标准:3毫克/升总氮和0.3毫克/升总磷。位于巴尔的摩郊区的后河(Back River)污水处理厂是美国最大的脱氮过滤器,平均每天流量为 185 百万加仑 (MGD)。 后河污水处理厂由 52个11'-8" 宽 x 100'-0" 长的Denite过滤器组成,分四个象限排列。 在建的81MGD的帕塔普斯科(Patapsco)污水处理厂由34个11'-8" 宽 x 100'-0" 长的 Denite过滤器组成。 

切萨皮克湾流域其他使用DE NORA TETRA® Denite®技术的污水处理厂包括阿灵顿县(Arlington County)污水处理厂、塞内卡溪(Seneca Creek)污水处理厂、约克河(York River)污水处理厂、坎伯兰(Cumberland)污水处理厂、H.L.穆尼(H. L. Mooney)污水处理厂、黎巴嫩(Lebanon )污水处理厂和百汇(Parkway)污水处理厂。里士满市(City of Richmond)污水处理厂是海湾早期去除营养物的先驱。该厂1986年以耐用的TETRA暗渠改造了喷嘴底部过滤器,以实现其三级过滤器的固定膜脱氮。

DE NORA TETRA®Denite®系统使用生物活性深床砂过滤器将硝酸盐转化为氮气,并在过滤器的流入水中添加一个外加碳源,以增加脱氮生物量。Denite系统同时也会减少悬浮固体。污水中大部分的磷在过滤器的上游会被移除,含有磷的残余固体会被吸附到过滤器介质中。此外,磷通过脱氮作用被消耗然后并入到生物量中。氮气会被持续时间极短的反冲水流定期从滤床中清除或"冲撞"出去–通常每天多次。过滤过的固体和生物量通过反冲空气和水从滤床中去除;通常两到五天一次。

三种新颖的组件使迪诺拉TETRA® Denite®系统与众非凡。首先,专有的SNAP-T®气水分布系统可支持介质并在反冲期间分配空气和水。单介质砂是第二个关键组件。它既可支持脱氮细菌,也可作为TSS流入的过滤介质,同时还可捕获脱氮反应产生的生物量。独特的属性可使一个系统持续运行几十年而很少或没有介质损耗或退化现象。第三,迪诺拉使用一种名为TETRAPace的专有算法,来控制外加碳源向过滤器的流动。该算法使用前馈/反馈回路来优化碳的使用,并最大程度减少处理过的污水中的残留TOC。