CN101456652B - 微动力深度脱氮除磷组合处理装置及其运行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及微动力深度脱氮除磷组合处理装置及其运行方法。该装置由一体化生物反应器、多介质渗滤床和水平流人工湿地床组合而成。详细结构及方法见说明书。本发明优点是：一体化生物反应器的厌氧单元设有三相分离器，好氧单元填充能够高效固定化微生物的立体网状浮动床填料；在微动力运行情况下，泥水均不需回流，既节省运行成本，又能够实现同步硝化反硝化脱氮；多介质渗滤床填充的多介质功能陶粒，能够截留悬浮物和总磷，进一步净化污水的同时，有效防止水平流人工湿地床的堵塞；水平流人工湿地基质的吸附作用，植物的吸收作用，以及微生物的氧化还原作用，能够实现氮磷和有机物的深度去除；从而在微动力情况下，实现污水深度脱氮除磷。
Description
技术领域
本发明属于污水处理领域，具体地说是微动力深度脱氮除磷组合处理装置及其运行方法。
背景技术
传统的污水处理技术基建与运行费用高，氮磷去除效率低，无法解决诸如水体富营养化等环境问题。因此，寻求低成本、高效率、新型村镇生活污水微动力深度脱氮除磷新方法，一直是我国水处理领域关注的热点。
现有的生物脱氮除磷的技术虽然各有优势，但总体上还不是很成熟，很多污水仅仅依靠一种技术很难达到预期目标，需要几种技术的联合使用，如同步硝化反硝化和生物-生态联合工艺。同步硝化反硝化，耗氧量大大降低、反应时间短、反应效率高，其能耗低、效率高的特性决定了它会成为未来生物脱氮技术发展的一个重要方向。而生物-生态集成工艺，因其可实现优势互补，并能够在微动力条件下运行等优点，也更符合节能减排的要求。因此，开发经济高效、微动力运行、能够深度脱氮除磷的新方法，在村镇地区具有广阔的市场需求和社会需要。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足之处，而提供了一种效果较好的微动力深度脱氮除磷组合处理装置及其运行方法。
本发明的技术方案如下：微动力深度脱氮除磷组合处理系统的装置：该装置由一体化生物反应器、多介质渗滤床和水平流人工湿地床依次连接组成；
一体化生物反应器由1-3个厌氧单元，1-3个好氧单元依次连接组成，厌氧单元设有三相分离器，好氧单元填充立体网状浮动床填料，厌氧单元和好氧单元通过折流管依次连接，好氧单元采用曝气机间歇曝气；
多介质渗滤床由2-4个多介质快速过滤槽和1个沉淀配水槽组成；多介质快速过滤槽由20-30cm粒径大于5cm水洗钢渣层、20-30cm粒径小于5cm水洗钢渣层、20-50cm粒径0.5-1.5cm球形多介质功能陶粒滤料层和10-15cm厚孔径3-8mm散水滤网组成；散水滤网设有集水管，所述20-30cm粒径大于5cm水洗钢渣层上部设有配水管；多介质功能陶粒滤料层填充的多介质功能陶粒由配比为粉煤灰∶生物质材料∶陶土∶铁粉，按70-90∶5-15∶5-15∶1-6的重量配比混合造粒，经800-1200℃高温烧结而成。
水平流人工湿地床由布水槽、净水槽和集水槽依次连接组成；水平流人工湿地床用土工布防渗；所述布水槽位于水平流人工湿地床前端，长0.5-5m；所述布水槽设有布水管；净水槽通过布水折流板与布水槽连接，长3-30m；所述集水槽通过集水折流板与净水槽连接，长0.5-5m；集水槽设有出水管；水平流人工湿地床自底部依次填充20-30cm粒径大于5cm水洗钢渣层、50-70cm粒径小于5cm砾石层、20-30cm粒径大于5cm灰渣层和20-30cm粒径小于2cm砾石层组成；所述水平流人工湿地表面种植芦苇、美人蕉和鸢尾等湿地植物。
污水进入一体化生物反应器的厌氧单元，在氨化菌、反硝化菌、产酸菌和产甲烷菌的共同作用下，有机氮得以氨化，硝态氮得以反硝化，有机物得以酸化降解，并经三相分离器实现固液气分离后，经折流管导入好氧单元，在好氧单元中实现同步硝化反硝化脱氮，聚磷菌脱磷和有机物氧化降解；经好氧单元净化的污水，通过配水管导入多介质渗滤床的多介质快速过滤槽，污水依次流经由20-30cm粒径大于5cm水洗钢渣层10、20-30cm粒径小于5cm水洗钢渣层11、球形多介质功能陶粒滤料层12和散水滤网13的过程中得以进一步净化，并经设于散水滤网中的集水管收集后，流入沉淀配水槽；沉淀配水槽通过布水管为水平流人工湿地床布水，污水依次流经水平流人工湿地床的布水槽、净水槽和集水槽的过程中，在微生物、基质和植物的共同作用，使有机物和氮磷得以进一步脱出，并经设于集水槽的出水管外排。
污水微动力深度脱氮除磷组合系统由一体化厌氧、好氧生物反应器，多介质渗滤床和水平流人工湿地床串联组成。生物反应器的厌氧单元设有防止厌氧污泥流失的三相分离器，好氧单元填充能够高效固定化脱氮微生物的立体网状浮动床填料，在微动力情况下间歇运行，泥水均无需回流，既节省运行成本，又能够实现同步硝化反硝化脱氮；多介质快速渗滤床填充的球形多介质功能陶粒滤料，能够截留悬浮物和总磷，进一步净化污水的同时，有效防止水平流人工湿地床的堵塞；水平流人工湿地基质的良好吸附性能，植物的高效吸收作用，以及微生物的氧化还原作用，能够实现总氮、总磷和有机物的深度去除。从而在微动力情况下，实现村镇生活污水深度除磷脱氮。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
微动力深度脱氮除磷组合系统的厌氧单元在氨化菌、反硝化菌、产酸菌和产甲烷菌的共同作用下，使有机氮得以氨化，硝态氮得以反硝化，有机物得以初步降解，并经三相分离器实现固液气分离。好氧单元填充的立体网状浮动床填料，以及间歇曝气的运行方式，使得好氧单元能够固定化高效微生物，在一个反应单元内实现同步硝化反硝化脱氮，并大量富集聚磷菌，从而大量脱出氨氮、有机物和磷；多介质渗滤床的引入，不仅解决了湿地单元长期运行易于堵塞的问题，同时也起到去除悬浮物和磷的作用。而人工湿地床中微生物、基质和植物的协同作用能够实现有机物、总氮、总磷和悬浮物的深度脱出。这样，厌氧、好氧生物处理、多介质渗滤和人工湿地生态处理技术可实现优化集成，优势互补，在微动力曝气、无泥水回流、不投加药剂的情况下，即可实现深度脱氮除磷降解有机物。适用于10-20000吨规模的村镇生活污水深度脱氮除磷及资源化利用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中数字说明：一体化生物反应器1、多介质渗滤床2、水平流人工湿地床3、1-3个厌氧单元4、1-3个好氧单元5、三相分离器6、折流管7、2-4个多介质快速过滤槽8、沉淀配水槽9、20-30cm粒径大于5cm水洗钢渣层10、20-30cm粒径小于5cm水洗钢渣层11、球形多介质功能陶粒滤料层12、散水滤网13、配水管14、集水管15、布水槽16、净水槽17、集水槽18、布水管19、布水折流板20、集水折流板21、出水管22、20-30cm粒径小于2cm砾石层23、灰渣层24、50-70cm粒径小于5cm砾石层25和水洗钢渣层26。
具体实施方式
下面列举3个实施例，并结合附图对本发明加以进一步说明，但本发明不只限于这些实施例。
实施例1
微动力深度脱氮除磷组合处理系统的装置：由一体化生物反应器1、多介质渗滤床2和水平流人工湿地床3依次连接组成；一体化生物反应器1由1-3个厌氧单元4、1-3个好氧单元5依次连接组成，好氧单元5填充立体网状浮动床填料，厌氧单元4设有三相分离器6，厌氧单元4和好氧单元5通过折流管7依次连接好氧单元5采用曝气机间歇曝气；
多介质渗滤床2由2-4个多介质快速过滤槽8和1个沉淀配水槽9组成；多介质快速过滤槽8由20-30cm粒径大于5cm水洗钢渣层10、20-30cm粒径小于5cm水洗钢渣层11、20-50cm粒径0.5-1.5cm球形多介质功能陶粒滤料层12和10-15cm厚孔径3-8mm散水滤网13组成；所述20-30cm粒径大于5cm水洗钢渣层10上部设有配水管14；球形多介质功能陶粒滤料层12填充的多介质功能陶粒由配比为粉煤灰∶生物质材料∶陶土∶铁粉，按75∶10∶10∶5的重量配比混合造粒，经800-1200℃高温烧结而成；散水滤网13设有集水管15。
水平流人工湿地床3由布水槽16，净水槽17和集水槽18依次连接组成；水平流人工湿地床3用土工布防渗；布水槽16位于水平流人工湿地床3前端，长0.5-5m；布水槽16设有布水管19；净水槽17通过布水折流板20与布水槽16连接，长3-30m；集水槽18通过集水折流板21与净水槽17连接，长0.5-5m；集水槽18设有出水管22；水平流人工湿地床3自底部依次填充20-30cm粒径大于5cm水洗钢渣层26、50-70cm粒径小于5cm砾石层25、20-30cm粒径大于5cm灰渣层24和20-30cm粒径小于2cm砾石层23组成；水平流人工湿地表面种植芦苇、美人蕉和鸢尾等湿地植物。
实施例2
污水进入一体化生物反应器1的厌氧单元4，在氨化菌、反硝化菌、产酸菌和产甲烷菌的共同作用下，有机氮得以氨化，硝态氮得以反硝化，有机物得以酸化降解，并经三相分离器6实现固液气分离后，经折流管7导入好氧单元5，在好氧单元5中实现同步硝化反硝化脱氮，聚磷菌脱磷和有机物氧化降解；经好氧单元5净化的污水，通过配水管14导入多介质渗滤床2的多介质快速过滤槽8，污水依次流经20-30cm粒径大于5cm水洗钢渣层10、20-30cm粒径小于5cm水洗钢渣层11、球形多介质功能陶粒滤料层12和散水滤网13的过程中得以进一步净化，并经设于散水滤网13中的集水管15收集后，流入沉淀配水槽9；沉淀配水槽9通过布水管19为水平流人工湿地床3布水，污水依次流经水平流人工湿地床3的布水槽16、净水槽17和集水槽18的过程中，在微生物、基质和植物的共同作用，使有机物和氮磷得以进一步脱出，并经设于集水槽18的出水管22外排。
微动力深度脱氮除磷组合系统及方法，由一体化生物反应器，多介质渗滤床和水平流人工湿地床依次连接组成。一体化生物反应器的厌氧单元为1格室，其上部设有三相分离器，好氧单元为2格室，立体网状浮动床填料填充率为50％。多介质渗滤床的多介质快速过滤槽由3个格室组成，填充30cm厚粒径大于5cm水洗钢渣层，25cm厚粒径小于5cm水洗钢渣层，50cm厚粒径0.5-1.5cm球形多介质功能陶粒滤料层和15cm厚孔径3-8mm散水滤网。水平流人工湿地床分为3个格式，填充20cm厚粒径大于5cm水洗钢渣，50cm厚粒径小于5cm水洗钢渣，20cm厚粒径大于5cm水洗钢渣层，30cm厚粒径小于2cm的砾石填料。在气水比为3∶1，日处理水量20吨的情况下，进水COD 500mg/L，NH3-N70mg/L，TN 100mg/L，TP 15mg/L时，出水COD 41mg/L，NH3-N 3mg/L，TN10mg/L，TP 0.3mg/L，达到《城镇生活污水污染物排放标准》的一级A标准。
实施例3
微动力深度脱氮除磷组合系统及方法，由一体化生物反应器，多介质渗滤床和水平流人工湿地床依次连接组成。一体化生物反应器的厌氧单元为1格室，其上部设有三相分离器，好氧单元为2格室，立体网状浮动床填料填充率为50％。多介质渗滤床的多介质渗滤槽由3个格室组成，依次填充30cm厚粒径大于5cm水洗钢渣层，25cm厚粒径小于5cm水洗钢渣层，50cm厚粒径0.8cm球形多介质功能陶粒滤料层和15cm厚孔径3-8mm散水滤网。水平流人工湿地床分为3个格式，填充20cm厚粒径大于5cm水洗钢渣，50cm厚粒径小于5cm水洗钢渣，20cm厚粒径大于5cm水洗钢渣层，30cm厚粒径小于2cm的砾石填料。在气水比为4∶1，日处理水量80吨的情况下，进水COD 500mg/L，NH3-N 70mg/L，TN 100mg/L，TP 15mg/L时，出水COD 46mg/L，NH3-N 4mg/L，TN12mg/L，TP 0.4mg/L，达到《城镇生活污水污染物排放标准》的一级A标准。
Claims (2)
1.微动力深度脱氮除磷组合处理装置，其特征在于：装置由一体化生物反应器(1)、多介质渗滤床(2)和水平流人工湿地床(3)依次连接组成；
一体化生物反应器(1)由1-3个厌氧单元(4)、1-3个好氧单元(5)依次连接组成，厌氧单元(4)设有三相分离器(6)，好氧单元(5)填充立体网状浮动床填料，厌氧单元(4)和好氧单元(5)通过折流管(7)依次连接，好氧单元(5)采用曝气机间歇曝气；
多介质渗滤床(2)由2-4个多介质快速过滤槽(8)和1个沉淀配水槽(9)组成；多介质快速过滤槽(8)由20-30cm粒径大于5cm水洗钢渣层(10)、20-30cm粒径小于5cm水洗钢渣层(11)、20-50cm粒径0.5-1.5cm球形多介质功能陶粒滤料层(12)和10-15cm厚孔径3-8mm散水滤网(13)组成；散水滤网(13)设有集水管(15)，所述20-30cm粒径大于5cm水洗钢渣层(10)上部设有配水管(14)；球形多介质功能陶粒滤料层(12)填充的多介质功能陶粒由配比为粉煤灰∶生物质材料∶陶土∶铁粉，按70-90∶5-15∶5-15∶1-6的重量配比混合造粒，经800-1200℃高温烧结而成；
水平流人工湿地床(3)由布水槽(16)、净水槽(17)和集水槽(18)依次连接组成；水平流人工湿地床(3)用土工布防渗；所述布水槽(16)位于水平流人工湿地床(3)前端，长0.5-5m；所述布水槽(16)设有布水管(19)；净水槽(17)通过布水折流板(20)与布水槽(16)连接，长3-30m；所述集水槽(18)通过集水折流板(21)与净水槽(17)连接，长0.5-5m；集水槽(18)设有出水管(22)；水平流人工湿地床(3)自底部依次填充20-30cm粒径大于5cm水洗钢渣层(26)、50-70cm粒径小于5cm砾石层(25)、20-30cm粒径大于5cm灰渣层(24)和20-30cm粒径小于2cm砾石层(23)组成；所述水平流人工湿地表面种植芦苇、美人蕉和鸢尾湿地植物。
2.权利要求1所述的微动力深度脱氮除磷组合处理装置的运行方法，其特征在于：污水进入一体化生物反应器(1)的厌氧单元(4)，在氨化菌、反硝化菌、产酸菌和产甲烷菌的共同作用下，有机氮得以氨化，硝态氮得以反硝化，有机物得以酸化降解，并经三相分离器(6)实现固液气分离后，经折流管(7)导入好氧单元(5)，在好氧单元(5)中实现同步硝化反硝化脱氮，聚磷菌脱磷和有机物氧化降解；经好氧单元(5)净化的污水，通过配水管(14)导入多介质渗滤床(2)的多介质快速过滤槽(8)，污水依次流经20-30cm粒径大于5cm水洗钢渣层(10)、20-30cm粒径小于5cm水洗钢渣层(11)、球形多介质功能陶粒滤料层(12)和散水滤网(13)的过程中得以进一步净化，并经设于散水滤网(13)中的集水管(15)收集后，流入沉淀配水槽(9)；沉淀配水槽(9)通过布水管(19)为水平流人工湿地床(3)布水，污水依次流经水平流人工湿地床(3)的布水槽(16)、净水槽(17)和集水槽(18)的过程中，在微生物、基质和植物的共同作用，使有机物和氮磷得以进一步脱出，并经设于集水槽(18)的出水管(22)外排。
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