CN108017193B - 一种脱氮滤池反冲洗精准控制装置及运行方法 - Google Patents

一种脱氮滤池反冲洗精准控制装置及运行方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种脱氮滤池反冲洗精准控制装置及运行方法，所述装置包括调节池、脱氮滤池和清水池，还设有加药器、原位检测传感器、电化学工作站、计算机、反冲洗气泵、反冲洗水泵、过程控制器，所述过程控制器与计算机进行信号连接。脱氮滤池反冲洗精准控制装置的运行方法包括以下步骤：1、制备原位检测传感器，并置于滤料层；2、检测滤料电阻抗数据，模型拟合，参数判断；3、反冲洗，待滤料电阻抗恢复至阶段二数值范围，停止反冲洗。本发明的脱氮滤池反冲洗精准控制装置和方法，在保证反冲洗后最短时间内恢复滤池反硝化和过滤功能的基础上，能有效降低脱氮滤池能耗。

Description

一种脱氮滤池反冲洗精准控制装置及运行方法
技术领域
本发明涉及废水处理技术领域，具体是涉及一种脱氮滤池反冲洗精准控制装置及运行方法。
背景技术
目前污水处理厂二级出水中往往含有一定量的硝态氮、磷以及固体悬浮物等，直接排入河流及湖泊会造成水体营养物质的过度累积，甚至造成水华等，对生态环境和人类产生了重大威胁。近年来，国家不断提高城镇污水排放标准，各地区也相继出台一系列的节能减排的政策和规划，国家环保部门要求城镇污水处理厂严格执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A标准，对污水厂处理后出水有了更高的要求。因此，迫切的需要对现有污水处理厂进行技术改造升级，以去除二级出水中的硝酸盐及悬浮固体。
缺氧生物滤池脱氮装置以其占地面积小、运行管理方便、处理效果好等优点被广泛的应用于污水深度脱氮。其工作的原理是，填料上所附着的生物膜在缺氧的状态下，将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气；与此同时，在填料的物理截留和吸附作用下，进水中的悬浮固体也被去除。随着微生物的生长繁殖和悬浮固体的截留，滤料孔隙率逐渐降低；二沉池出水中往往含有一定浓度的溶解氧，由于DO和碳源的存在，会导致异养菌的繁殖。上述问题共同作用下，将导致滤池滤速明显降低，处理效果差。
反冲洗是解决上述问题保证缺氧滤池处理效果的关键，但也存在难于判断何时需要反冲洗、如何判断反冲洗强度等问题。反冲洗强度过大造成滤池反冲洗后恢复反硝化功能和过滤功能时间长，且能耗高；强度过低导致滤池内生物膜难以从系统中排出，出现堵塞问题。目前多数的解决方法多是从实时自动反冲洗着手，如：中国专利号：201110022603.8，公开日：2012年07月04日，公开了一份名称为反硝化滤池实时自动反冲洗控制系统与运行方法，该发明涉及一种反硝化滤池实时自动反冲洗控制系统与运行方法，设有在反硝化滤池内的在线浊度传感器、硝酸盐传感器和浊度测定仪、硝酸盐测定仪，还设有过程控制器和工控机，反冲洗控制系统的运行方法，包括以下步骤：1.启动控制系统；2.参数处理判断；3.排水过程；4.单独气反冲洗；5.气水联合反冲洗；6.单独水反冲洗。这些专利通过分析进出水浊度、硝酸盐浓度等以确定滤池的反冲洗周期和强度，来保证滤池处理效果，并未能触及反硝化滤池内部的微生物。而反冲洗要去除的对象，既是由微生物和悬浮固体组成聚合体，且缺氧滤池内部的微生物是发挥反硝化功能的关键所在，因此这些方法难以保证反冲洗后，在最快时间内恢复滤池的反硝化和过滤功能。
发明内容
本发明解决的技术问题是：针对现有脱氮生物滤池技术中，随微生物自身的生长繁殖以及进水中悬浮固体和溶解氧容易导致缺氧滤池堵塞，缩短滤池运行周期，增加运行费用，且现行的反冲洗方案多是基于经验和进出水浊度而定，难以保证反冲洗策略的科学性和反冲洗后反硝化和过滤功能快速恢复的问题，提供一种脱氮滤池反冲洗精准控制装置及运行方法，在保证反冲洗后最短时间内恢复滤池反硝化和过滤功能的基础上，能有效降低滤池能耗，结构简单，操作方便。
本发明的技术方案是：
一种脱氮滤池反冲洗精准控制装置，包括调节池、脱氮滤池、清水池、加药器、进水泵、原位检测传感器、电极电缆线、反冲洗进水泵、反冲洗气泵、反冲洗出水口、电化学工作站、计算机、过程控制器；所述进水泵与所述调节池和所述脱氮滤池通过管道连接，所述加药器的加药管伸入调节池内，所述的脱氮滤池为柱状结构，脱氮滤池内部从上而下依次包括均匀布水器、滤料层、承托层和滤砖；所述原位检测传感器置于滤料层中，位于滤料表层下30-50cm处，并用支架固定，原位检测传感器通过电极电缆线与所述电化学工作站控制连接，所述电化学工作站通过接口和导线与计算机相连接，所述电化学工作站为三电极体系电化学测量系统；所述过程控制器与计算机进行信号连接，所述过程控制器设有进水泵继电器、反冲洗水泵继电器、反冲洗气泵继电器，所述进水泵继电器、反冲洗水泵继电器、反冲洗气泵继电器依次分别与所述进水泵、反冲洗水泵、反冲洗气泵相连接，使得过程控制器控制脱氮滤池的运行状态；所述承托层下方设有集水槽，集水槽与所述清水池连接，其中一部分出水用于脱氮滤池的反冲洗，所述反冲洗出水口位于滤料层的上方，反冲洗水回流至二沉池。
进一步地，所述滤料层为石英砂滤料层，所述承托层为鹅卵石承托层。
进一步地，所述原位检测传感器为空心圆柱形，直径5-10cm，高5-10cm，厚0.3-0.6cm，材质为高密度聚乙烯或聚丙烯。
更进一步地，所述原位检测传感器内壁粘贴有铂金片，长2-3cm，宽2-3cm，铂金片通过电极电缆线与所述电化学工作站相连接；所述电化学工作站通过接口和导线与所述计算机相连接，所述计算机装有与所述电化学工作站相对应的控制软件。
更进一步地，所述控制软件包括参数设置菜单、方法选择菜单、数据收集与分析菜单，所述控制软件可调节所述电化学工作站的工作参数、方法选择，所述参数设置菜单可进行扫描方式、扫描时间、扫描频率范围这些参数的设置，所述方法选择菜单可进行交流阻抗、伏安分析和极化曲线这些方法的选择。
一种脱氮滤池反冲洗精准控制装置的运行方法，包括以下步骤：
S1：向调节池中加入废水，打开加药器，通过加药器向调节池中加入适宜的试剂，使得废水满足脱氮滤池进水需求；污水流经滤料层，一部分营养物质用于微生物自身的生长繁殖，进而滤料层中的生物膜生物量得到增加；
S2：将原位检测传感器通过电极电缆线与电化学工作站相连接，打开计算机软件，选择“阻抗-频率”扫描，进行参数设置，频率选择为0.01×106HZ，点击开始，进行检测，得到电阻抗谱图；
S3：将所得到电阻抗谱图进行模拟电路拟合，可将滤料表面附着的生物膜增加过程分为三个阶段：
第一阶段，生物量快速附着生长阶段：缺氧滤池运行的前期，滤料表面附着的微生物量增加较快，其导电性能得到改善，所检测的不同时间下的电阻值下降迅速；
第二阶段，生物量平缓增长阶段：随运行时间的增加，滤料表面附着的微生物量和截留的悬浮物逐渐增加，所检测到的电阻值仍继续下降，但下降缓慢；
第三阶段，生物量稳定阶段：随着运行时间的进一步增加，滤料表面附着的微生物量和截留的悬浮物增加速率进一步降低，所检测到的电阻值趋于稳定，此时滤料表面附着的生物量已达到滤料间隙所能容纳的含量；
S4：计算机记录上一步得到的不同时间不同频率下滤料电阻抗数值，进行判断处理：若未出现以下两种情况之一，继续反硝化过滤过程；当出现以下两种情况之一时，计算机给过程控制器发出控制信号，过程控制器通过控制相应的继电器，停止进水，进行反冲洗；所述两种情况为：
①滤料电阻抗值位于第三阶段，且达到设定时间，该时间根据脱氮滤池进出水水质设定，以保证脱氮滤池正常滤速为准；
②过滤时间大于设定的最大过滤时间；
S5：过程控制器首先启动反冲洗气泵，进行单独气洗，达到设定时间，该时间以脱氮滤池恢复处理效果时间最短为准；而后过程控制器启动反冲洗进水泵，进行气水联合反冲洗，对滤料电阻抗值进行检测，由计算机对所检测到的电阻抗值进行阶段判断，若滤料电阻抗值已恢复至第二阶段范围，则完成反冲洗，计算机发出控制信号，重新进入步骤S1；若滤料电阻抗值未恢复至第二阶段范围，计算机给过程控制器发出控制信号，过程控制器关闭反冲洗气泵(13)，设定最后单独水反冲洗时间，该时间以保证反冲洗后滤料电阻抗值恢复至第二阶段范围为准，完成反冲洗，计算机发出控制信号，重新进入步骤S1。
与现有技术相比，本发明具有以下显著优势：
(1)本发明装置的原位检测传感器采用高密度聚乙烯材料，耐压、耐酸碱强度高，传感器置于滤料层内部，可随时原位对内部滤料层进行电阻抗谱图扫描，整个检测过程不会对滤料和微生物产生不利影响。
(2)本发明采用对传感器施加微弱电信号，并使用电化学工作站进行滤料内部电阻抗谱图的检测分析，相关技术完善可靠，装置结构简单，操作方便。
(3)本发明采用电阻抗谱图的变化表征滤料表面附着生物量的变化，将滤料表面附着的生物量增加过程分为三个阶段：第一阶段，生物量快速附着生长阶段；第二阶段，生物量平缓增长阶段；第三阶段，生物量稳定阶段。根据滤料表面附着的生物膜生物量，灵活准确的确定反冲洗时间和反冲洗效果，从根本上解决了反冲洗强度和时间难以把握和判断的难题。该装置结构简单，操作方便，该方法可有效降低反冲洗所需能耗，达到反冲洗后在最短时间内恢复滤池反硝化和过滤功能的优异效果。
附图说明
图1是本发明装置结构示意图；
图2是实施例2所检测到的电阻抗谱图。
其中，1、第一加药器；2、调节池；3、进水泵；4、均匀布水器；5、滤料层；6、原位检测传感器；7、连接导线；8、承托层；9、滤砖；10、流量计；11、清水池；12、反冲洗泵；13、反冲洗气泵；14、脱氮滤池；15、反冲洗水出水口；16、电化学工作站；17、计算机；18、过程控制器；19、支架。
具体实施方式
为进一步了解本发明的内容，下面结合附图与具体实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1：
如图1所示的一种脱氮滤池反冲洗精准控制装置，包括调节池2、脱氮滤池14、清水池11、加药器1、进水泵3、原位检测传感器6、电极电缆线7、反冲洗进水泵12、反冲洗气泵13、反冲洗出水口15、电化学工作站16、计算机17、过程控制器18；所述进水泵3与所述调节池2和所述脱氮滤池14通过管道连接，所述加药器1的加药管伸入调节池2内，所述的脱氮滤池14为柱状结构，脱氮滤池14内部从上而下依次包括均匀布水器4、滤料层5、承托层8和滤砖9，均匀布水器4由分级布水装置构成，分别由进水总管、主管、支管和布水孔均匀分布的布水器组成；滤料层5为石英砂滤料层，选择粒径为3mm，孔隙率大于51％；承托层8为鹅卵石承托层；所述原位检测传感器6置于滤料层5中，位于滤料表层下30cm处，并用支架19固定，原位检测传感器6为空心圆柱形，直径5cm，高5cm，厚0.3cm，材质为高密度聚乙烯或聚丙烯，原位检测传感器6内壁粘贴有铂金片，长2cm，宽2cm，铂金片通过电极电缆线7与所述电化学工作站16相连接，所述电化学工作站16为三电极体系电化学测量系统，述电化学工作站16通过接口和导线与所述计算机17相连接，所述计算机17装有与所述电化学工作站相对应的控制软件；控制软件包括参数设置菜单、方法选择菜单、数据收集与分析菜单，所述控制软件可调节所述电化学工作站的工作参数、方法选择，所述参数设置菜单可进行扫描方式、扫描时间、扫描频率范围这些参数的设置，所述方法选择菜单可进行交流阻抗、伏安分析和极化曲线这些方法的选择。所述过程控制器18与计算机17进行信号连接，所述过程控制器18设有进水泵继电器、反冲洗水泵继电器、反冲洗气泵继电器，所述进水泵继电器、反冲洗水泵继电器、反冲洗气泵继电器依次分别与所述进水泵3、反冲洗水泵12、反冲洗气泵13相连接，使得过程控制器控制脱氮滤池的运行状态；所述承托层8下方设有集水槽，集水槽与所述清水池11连接，其中一部分出水用于脱氮滤池14的反冲洗，所述反冲洗出水口15位于滤料层5的上方，反冲洗水回流至二沉池。
一种脱氮滤池反冲洗精准控制装置的运行方法，包括以下步骤：
S1：向调节池2中加入实验室配制的模拟生化二级出水，打开加药器1，通过加药器1向调节池2中加入乙酸钠或甲醇溶液，使得进水中的COD/N等于4-5；污水流经滤料层5，进水中一部分营养物质被微生物利用，一部分被转化为二氧化碳和氮气排出，一部分用于微生物自身的生长繁殖，进而滤料层5中的生物膜生物量得到增加；
S2：将原位检测传感器6通过电极电缆线7与电化学工作站16相连接，打开计算机17软件，选择“阻抗-频率”扫描，进行参数设置，频率选择为0.01×106HZ，点击开始，进行检测，电化学工作站16向原位检测传感器6内壁铂金片施加微小电流或电压，得到反馈的相位角和电阻抗谱图；
S3：将所得到电阻抗谱图进行模拟电路拟合，随频率的增大，所检测到的电阻值均逐渐下降。脱氮滤池14运行的前期(前6天)，进水中的营养物质充足，且滤料表面经历了微生物从无到有的过程，石英砂滤料表面附着的微生物量增加较快，其导电性能得到改善，所检测得到的不同频率下的电阻值下降迅速；随运行时间的进一步增加(第7-13天)，进水中的营养物质保持不变，滤料表面附着的微生物量逐渐增加，所检测到的电阻值仍继续下降，但下降缓慢；运行至第15-18天后，滤料表面附着的微生物量增加速率进一步降低，所检测到的电阻值趋于稳定，此时滤料表面附着的生物量已达到滤料间隙在该水质下所能容纳的含量；
S4：运行第19天时，计算机17进行判断处理，出现：滤料电阻抗值位于第三阶段，且达到预设的4天时间，计算机17给过程控制器18发出控制信号，过程控制器18通过控制相应的继电器，停止进水，进行反冲洗；
S5：过程控制器18首先启动反冲洗气泵13，对滤池进行3.5分钟气洗；而后过程控制器18启动反冲洗进水泵12，进行4分钟气水联合反冲洗，对滤料电阻抗值进行检测，由计算机17对所检测到的电阻抗值进行阶段判断，出现：滤料层电阻抗值位于第三阶段；计算机17给过程控制器18发出控制信号，过程控制器18关闭反冲洗气泵13，进行6分钟单独水反冲洗时间，对滤料电阻抗值进行检测，由计算机17对所检测到的电阻抗值进行阶段判断，出现：滤料电阻抗值位于第二阶段，完成反冲洗；计算机17发出控制信号，重新进入步骤S1。
水力负荷1m3/m2h，外加COD/N＝4-5，使用该装置和方法处理污水的水质参数变化：进水COD 96-125mg/L，TN 18-26mg/L，TP 0.68-0.81mg/L，SS 19-34mg/L，NO3-N 16-20mg/L；出水COD 23-31mg/L，TN 2.1-4.2mg/L，TP 0.1-0.2mg/L，SS 1.8-3.2mg/L，NO3-N 1.1-2.4mg/L。滤料表面附着的生物量从最初开始进水到第6天时，由0mg/L迅速增长至1123-1211mg/L，随反应器运行时间的增加，此阶段检测到的电阻值迅速下降；在第7-13天内，滤料表面附着的生物量仍继续增加，由1123-1211mg/L增加至1627-1706mg/L，此阶段所检测到的电阻值下降缓慢；到第15-19天时，滤料表面附着的生物量趋于稳定，滤料表面附着的生物量由1706mg/L升高至1915-2071mg/L，此阶段检测到的电阻值趋于稳定，表明此时附着的生物量已达到滤料间隙所能容纳的生物量。基于生物膜响应的脱氮滤池反冲洗精准控制装置，能始终保持滤池出水达标和不堵塞，可将滤池气洗时间和气水联合反洗时间各缩短1min，将单独水洗时间缩短2min或以上，有效降低反冲洗所需能耗，达到反冲洗后在最短时间内恢复滤池反硝化和过滤功能的优异效果。
实施例2：
同实施例1所不同的是，所述原位检测传感器6置于石英砂填料层中，位于石英砂滤料表层下40cm处，为空心圆柱形，直径7cm，高7cm，厚0.5cm，材质为高密度聚乙烯或聚丙烯，原位检测传感器6内壁粘贴有铂金片，长2.5cm，宽2.5cm，铂金片通过导线7与所述电化学工作站16相连接，所述电化学工作站16通过连接线与所述计算机17相连接，所述计算机17装有与所述电化学工作站16相对应的控制软件。
水力负荷1m3/m2h，外加COD/N＝3-4，使用该装置和方法处理污水的水质参数变化：进水COD 72-95mg/L，TN 18-26mg/L，TP 0.68-0.81mg/L，SS 19-34mg/L，NO3-N 16-20mg/L；出水COD 27-32mg/L，TN 2.5-5.1mg/L，TP 0.12-0.22mg/L，SS 2.8-4.3mg/L，NO3-N 2.1-3.2mg/L。滤料表面附着的生物量从最初开始进水到第9天时，由0mg/L迅速增长至1042-1181mg/L，随反应器运行时间的增加，此阶段检测到的电阻值迅速下降；在第9-14天内，滤料表面附着的生物量仍继续增加，由1042-1181mg/L增加至1517-1626mg/L，此阶段所检测到的电阻值下降缓慢；到第15-19天时，滤料表面附着的生物量趋于稳定，滤料表面附着的生物量由1626mg/L升高至1789-1943mg/L，此阶段检测到的电阻值基本保持不变，趋于稳定，表明此时附着的生物量已达到滤料间隙所能容纳的生物量，需进行反冲洗；运行至19天后，对滤池进行3.5分钟气洗，4分钟气水联合反冲洗和4分钟单独水洗后，滤池填料表面附着的生物量降低至1379-1424mg/L，检测到的电阻抗位于阶段二范围内，反冲洗完成，所检测到的电阻抗谱图如图2所示。可将滤池气洗时间和气水联合反洗时间各缩短1min，将单独水洗时间缩短4min或以上，有效降低反冲洗所需能耗。
实施例3：
同实施例1，所不同的是，所述原位检测传感器6置于石英砂填料层中，位于石英砂滤料表层下50cm处，为空心圆柱形，直径10cm，高10cm，厚0.6cm，材质为高密度聚乙烯或聚丙烯，原位检测传感器6内壁粘贴有铂金片，长3cm，宽3cm，铂金片通过导线7与所述电化学工作站16相连接，所述电化学工作站16通过连接线与所述计算机17相连接，所述计算机17装有与所述电化学工作站16相对应的控制软件。
水力负荷1m3/m2h，外加COD/N＝5-6，使用该装置和方法处理污水的水质参数变化：进水COD 104-141mg/L，TN 18-26mg/L，TP 0.68-0.81mg/L，SS 19-34mg/L，NO3-N 16-20mg/L；出水COD 37-45mg/L，TN 1-3.1mg/L，TP 0.09-0.12mg/L，SS 1.8-3.3mg/L，NO3-N 0.6-2.2mg/L。滤料表面附着的生物量从最初开始进水到第5天时，由0mg/L迅速增长至1142-1283mg/L，随反应器运行时间的增加，此阶段检测到的电阻值迅速下降；在第6-12天内，滤料表面附着的生物量仍继续增加，由1142-1283mg/L增加至1809-1966mg/L，此阶段所检测到的电阻值下降缓慢；到第14-17天时，滤料表面附着的生物量趋于稳定，滤料表面附着的生物量由1966mg/L升高至2189-2282mg/L，此阶段检测到的电阻值基本保持不变，趋于稳定，表明此时附着的生物量已达到滤料间隙所能容纳的生物量，需进行反冲洗；对滤池进行4.5分钟气洗，4分钟气水联合反冲洗和7分钟单独水洗后，滤池填料表面附着的生物量降低至1793-1881mg/L，检测到的电阻抗值位于阶段二范围内，反冲洗完成。可将滤池气水联合反洗时间缩短1min，将单独水洗时间缩短1min或以上，有效降低反冲洗所需能耗。
以上所述的仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种脱氮滤池反冲洗精准控制装置，其特征在于，包括调节池(2)、脱氮滤池(14)、清水池(11)、加药器(1)、进水泵(3)、原位检测传感器(6)、电极电缆线(7)、反冲洗进水泵(12)、反冲洗气泵(13)、反冲洗出水口(15)、电化学工作站(16)、计算机(17)、过程控制器(18)；所述进水泵(3)与所述调节池(2)和所述脱氮滤池(14)通过管道连接，所述加药器(1)的加药管伸入调节池(2)内，所述的脱氮滤池(14)为柱状结构，脱氮滤池(14)内部从上而下依次包括均匀布水器(4)、滤料层(5)、承托层(8)和滤砖(9)；所述原位检测传感器(6)置于滤料层(5)中，位于滤料表层下30-50cm处，并用支架(19)固定，原位检测传感器(6)通过电极电缆线(7)与所述电化学工作站(16)控制连接，所述电化学工作站(16)通过接口和导线与计算机(17)相连接，所述电化学工作站(16)为三电极体系电化学测量系统；所述过程控制器(18)与计算机(17)进行信号连接，所述过程控制器(18)设有进水泵继电器、反冲洗水泵继电器、反冲洗气泵继电器，所述进水泵继电器、反冲洗水泵继电器、反冲洗气泵继电器依次分别与所述进水泵(3)、反冲洗进水泵(12)、反冲洗气泵(13)相连接；所述承托层(8)下方设有集水槽，集水槽与所述清水池(11)连接，其中一部分出水用于脱氮滤池(14)的反冲洗，所述反冲洗出水口(15)位于滤料层(5)的上方，反冲洗水回流至二沉池。
2.根据权利要求1所述的一种脱氮滤池反冲洗精准控制装置，其特征在于，所述滤料层(5)为石英砂滤料层，所述承托层(8)为鹅卵石承托层。
3.根据权利要求1所述的一种脱氮滤池反冲洗精准控制装置，其特征在于，所述原位检测传感器(6)为空心圆柱形，直径5-10cm，高5-10cm，厚0.3-0.6cm。
4.根据权利要求1所述的一种脱氮滤池反冲洗精准控制装置，其特征在于，所述原位检测传感器(6)为空心圆柱形，直径5-10cm，高5-10cm，厚0.3-0.6cm，材质为高密度聚乙烯或聚丙烯。
5.根据权利要求3所述的一种脱氮滤池反冲洗精准控制装置，其特征在于，所述原位检测传感器(6)内壁粘贴有铂金片，长2-3cm，宽2-3cm，铂金片通过电极电缆线(7)与所述电化学工作站(16)相连接；所述电化学工作站(16)通过接口和导线与所述计算机(17)相连接，所述计算机(17)装有与所述电化学工作站相对应的控制软件。
6.根据权利要求5所述的一种脱氮滤池反冲洗精准控制装置，其特征在于，所述控制软件包括参数设置菜单、方法选择菜单、数据收集与分析菜单，所述控制软件可调节所述电化学工作站的工作参数、方法选择，所述参数设置菜单可进行扫描方式、扫描时间、扫描频率范围这些参数的设置，所述方法选择菜单可进行交流阻抗、伏安分析和极化曲线这些方法的选择。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种脱氮滤池反冲洗精准控制装置的运行方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：向调节池(2)中加入废水，打开加药器(1)，通过加药器(1)向调节池(2)中加入适宜的试剂，使得废水满足脱氮滤池(14)进水需求；污水流经滤料层(5)，一部分营养物质用于微生物自身的生长繁殖，进而滤料层(5)中的生物膜生物量得到增加；
S2：将原位检测传感器(6)通过电极电缆线(7)与电化学工作站(16)相连接，打开计算机(17)软件，选择“阻抗-频率”扫描，进行参数设置，频率选择为0.01×106HZ，点击开始，进行检测，得到电阻抗谱图；
S3：将所得到电阻抗谱图进行模拟电路拟合，可将滤料表面附着的生物膜增加过程分为三个阶段：
第一阶段，生物量快速附着生长阶段：缺氧滤池运行的前期，滤料表面附着的微生物量增加较快，其导电性能得到改善，所检测的不同时间下的电阻值下降迅速；
第二阶段，生物量平缓增长阶段：随运行时间的增加，滤料表面附着的微生物量和截留的悬浮物逐渐增加，所检测到的电阻值仍继续下降，但下降缓慢；
第三阶段，生物量稳定阶段：随着运行时间的进一步增加，滤料表面附着的微生物量和截留的悬浮物增加速率进一步降低，所检测到的电阻值趋于稳定，此时滤料表面附着的生物量已达到滤料间隙所能容纳的含量；
S4：计算机记录上一步得到的不同时间不同频率下滤料电阻抗数值，进行判断处理：若未出现以下两种情况之一，继续反硝化过滤过程；当出现以下两种情况之一时，计算机(17)给过程控制器(18)发出控制信号，过程控制器(18)通过控制相应的继电器，停止进水，进行反冲洗；所述两种情况为：
①滤料电阻抗值位于第三阶段，且达到设定时间，该时间根据脱氮滤池(14)进出水水质设定，以保证脱氮滤池(14)正常滤速为准；
②过滤时间大于设定的最大过滤时间；
S5：过程控制器(18)首先启动反冲洗气泵(13)，进行单独气洗，达到设定时间，该时间以脱氮滤池(14)恢复处理效果时间最短为准；而后过程控制器(18)启动反冲洗进水泵(12)，进行气水联合反冲洗，对滤料电阻抗值进行检测，由计算机(17)对所检测到的电阻抗值进行阶段判断，若滤料电阻抗值已恢复至第二阶段范围，则完成反冲洗，计算机(17)发出控制信号，重新进入步骤S1；若滤料电阻抗值未恢复至第二阶段范围，计算机(17)给过程控制器(18)发出控制信号，过程控制器(18)关闭反冲洗气泵(13)，设定最后单独水反冲洗时间，该时间以保证反冲洗后滤料电阻抗值恢复至第二阶段范围为准，完成反冲洗，计算机(17)发出控制信号，重新进入步骤S1。
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