CN103112944B - 内循环硝化滤池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种内循环硝化滤池，主要为了提供一种有效地对高浓度NH3-N废水进行深度硝化处理的内循环硝化滤池。本发明内循环硝化滤池，包括池体，在池体中设有分割墙将池体分为过滤池和循环池，其中所述循环池和进水管道相连接，所述过滤池内设有过滤层，所述过滤层将所述过滤池分为气水分配区和出水缓冲区，所述气水分配区的底部和所述过滤池的底部通过循环管道进行相通，所述气水分配区还通过进气管道和鼓风机的气体出口相连，所述出水缓冲区和所述循环池相通。本发明内循环硝化滤池，结构简单，效果稳定，操作方便，解决了现有传统曝气生物滤池在处理高浓度NH3-N废水时存在的种种问题。

Description

内循环硝化滤池
技术领域
本发明涉及一种内循环硝化滤池。
背景技术
高浓度NH3-N废水的有效处理一直是污水处理行业的难点。目前，高浓度NH3-N废水的处理方法主要为：当废水NH3-N浓度在1000mg/L以上时，通常采用吹脱法+生化法，当废水NH3-N浓度在500～600mg/L以下时，直接采用生化法进行处理。其中生化法是废水中NH3-N得到深度去除的必需途径。
吹脱法是通过向废水中加入大量碱性物质(如NaOH、石灰)等，将废水PH值调整至10以上，此时水中NH3-N大部分以游离态NH3的形式存在，再向废水中通入大量空气或将废水加压送入吹脱塔，使其中NH3以气体形式逸出，从而达到NH3-N去除的目的，但通常还需向出水中再次加入酸性物质(如H2SO4等)将PH值回调至中性左右。
吹脱法只适用于NH3-N浓度在1000mg/L以上的废水，其出水中剩余NH3-N浓度通常在500～600mg/L以上，需继续采用生化法对剩余NH3-N进行深度去除。
生化法即利用硝化细菌将废水中NH3-N转化为NO3-N的方法。生化法反应器较多，其中硝化效果稳定、负荷高的为曝气生物滤池。硝化细菌附着生长在曝气生物滤池中的滤料上，形成生物膜，通常能达到很高的硝化细菌量，使其硝化容积负荷要大大高于活性污泥法反应器。但传统的曝气生物滤池存在如下问题：
(1)受传统曝气生物滤池承受的硝化容积负荷限制，当进水NH3-N浓度超过400mg/L时，其水流上升流速将低于1m/h，如此低的上升流速将导致：
a.在低滤速的水流环境下，附着生长在滤料表面的硝化细菌形成的生物膜结构松散，无法与滤料表面紧密附着；
b.进水中的悬浮物将被大量的截留在滤池底部，无法随水流到达上层滤层，底部滤层快速堵塞，滤池需频繁反冲洗；
c.硝化细菌生长周期长，频繁的反冲洗导致硝化细菌还未在滤料表面大量生长即在反冲洗过程脱落，流出滤池，致使滤池内硝化细菌量不能大量繁殖，硝化负荷无法达到设计指标；
(2)当进水NH3-N浓度高于300mg/L时，水中的NH3-N会对微生物细菌产生毒性，抑制其生长繁殖，严重时会导致系统瘫痪；
(3)为保证滤池能自动控制运行，其配套控制阀门繁多，通常有正常进水阀门、反冲洗进水阀门、反冲洗排水阀门、反冲洗进气阀门等，所有阀门均需纳入自动控制系统，大大增加了滤池运行的复杂性。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种用于对高浓度NH3-N废水进行深度硝化处理的内循环硝化滤池，其结构简单，效果稳定，操作方便，解决了现有传统曝气生物滤池在处理高浓度NH3-N废水时存在的种种问题。
为达到上述目的，本发明内循环硝化滤池，包括池体，在池体中设有分割墙将池体分为过滤池和循环池，其中所述循环池和进水管道相连接，所述过滤池内设有过滤层，所述过滤层将所述过滤池分为气水分配区和出水缓冲区，所述气水分配区的底部和所述循环池的底部通过循环管道进行相通，所述气水分配区还通过进气管道和鼓风机的气体出口相连，所述出水缓冲区和所述循环池相通，所述进水管道上连接有用于将水送入循环池的进水泵，所述循环管道上连接有用于将所述循环池内的水送入所述过滤池的循环水泵；
进一步地，所述出水缓冲区外侧设有与所述出水缓冲区相通的反洗排水渠道，所述循环池外侧设有与所述循环池相通的出水渠道；所述循环池内设有循环导流板；所述循环水泵的流量是所述进水水泵流量的5至10倍；所述过滤层包括承托层和设置在所述承托层上的滤料层以及设置在所述承托层下方的长柄滤头和滤板；所述反洗排水渠道连接反冲洗排水管，所述反洗排水管上设有反洗排水阀门。
本发明内循环硝化滤池，设置了循环池和循环水泵，进水量稳定，滤速高，硝化细菌形成生物膜在滤料表面附着紧密，不易脱落；进水中的悬浮物不易在滤料层底部堵塞，反冲洗频率低；
本发明内循环硝化滤池，对高浓度NH3-N的进水进行稀释，避免了对微生物产生毒性；
本发明内循环硝化滤池，只有反冲洗排水阀门需自动控制，控制阀门少，操作简单；本内循环硝化滤池中循环水泵、鼓风机同时作为反冲洗水泵和反冲洗鼓风机。
本发明内循环硝化滤池，氧利用率高，节约能耗；内循环的设置，滤池的进水在滤池中通常需要经过5-10次的循环才能完全流出滤池，每一次循环水中溶解氧都要从下至上与滤料层表面生物膜进行一次动态接触，故滤池出水中溶解氧能得到多次利用，从而提高了系统的氧利用率，节约能耗。
附图说明
图1是本发明内循环硝化滤池的结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。
如图1所示，本实施例循环硝化滤池，包括池体1，在池体中设有分割墙将池体分为过滤池和循环池8，其中所述循环池和进水管道16相连接，所述过滤池内设有过滤层，所述过滤层将所述过滤池分为气水分配区2和出水缓冲区7，所述气水分配区的底部和所述循环池的底部通过循环管道15进行相通，所述气水分配区还通过进气管道17和鼓风机14的气体出口相连，所述出水缓冲区和所述循环池相通，所述进水管道上连接有用于将水送入循环池的进水泵12，所述循环管道上连接有用于将所述循环池内的水送入所述过滤池的循环水泵13；
进一步地，所述出水缓冲区外侧设有与所述出水缓冲区相通的反洗排水渠道10，所述循环池外侧设有与所述循环池相通的出水渠道9，所诉出水渠道和出水管道18相连。
特别地，所述循环池内设有循环导流板11。
优选地，所述循环水泵的流量是所述进水水泵流量的5至10倍。
进一步地，所述过滤层包括承托层5和设置在所述承托层上的滤料层6以及设置在所述承托层下方的长柄滤头3和滤板4。
进一步地，所述反洗排水渠道连接反冲洗排水管19，所述反洗排水管上设有反洗排水阀门20。
本实施例在使用过程中，经过进水泵12加压的待处理废水首先进入循环池8下部，并与在循环导流板11作用下形成推流状态的循环水混合，再通过循环水泵13加压进入气水分配区2，同时，鼓风机14将硝化所需空气送入气水分配区2，通过长柄滤头4，混合水、空气均匀进入滤料层6，水中的NH3-N在此与滤料表面由硝化细菌形成的生物膜充分接触并在硝化反应下得到去除。此时反冲洗排水阀20为关闭状态，通过滤料层6的出水进入出水缓冲区7后直接进入循环池8上部，在此，一部分与进水泵12等流量的出水将进入出水渠道9，并通过出水管道18排出，其余部分将作为循环水在循环导流板11作用下推流进入循环池8下部，与待处理进水混合，并再次通过循环水泵13进入气水分配区，进入下一个循环。循环池8内的下向推流流态和循环水泵13的大流量回流保证了进入循环池8下部的待处理进水不会在循环池8内形成短流，保证所有进水都能进入滤料层6得到有效处理。
当本内循环硝化滤池反冲洗时，进水泵12停止工作，反冲洗排水阀20打开，同时循环水泵13、鼓风机14按设定工况调整工作频率和工作台数，此时，循环池8内储存水作为反冲洗水进入滤料层6、出水缓冲区7，再进入反冲洗排水渠道10，随后通过反冲洗排水阀门20、反冲洗排水管道19排出。
本发明内循环硝化滤池有以下有益效果：
1.进水流量稳定，滤速高，硝化细菌形成生物膜在滤料表面附着紧密，不易脱落；进水中的悬浮物不易在滤料层底部堵塞，反冲洗频率低。本内循环硝化滤池设置了独特的循环池和循环水泵，通过滤料层的流量由循环水泵控制，根据进水NH3-N浓度不同，循环水泵流量通常为进水泵流量的5～10倍，滤料层内滤速能达到5～10m/h，根据需要还可以更高。滤料表面的生物膜始终处于高速水流冲刷的环境中，其与滤料表面附着紧密，在反冲洗过程中不易脱落，使滤池内硝化细菌量保持稳定，从而保证稳定的硝化能力。
另外，在高滤速的条件下，进水中的SS不会在滤料层底部淤积，而是随高速水流在滤料层中自下向上移动，形成深层过滤状态，使滤池堵塞周期大大延长，降低了滤池反冲洗频率。由于硝化细菌生长周期长，低反冲洗频率有利于其充分繁殖，形成厚实的生物膜，在滤料层中保持较高的污泥浓度，为提高系统的硝化负荷提供保证。
2.进水高浓度NH3-N得到稀释，可避免对微生物产生毒性。本内循环硝化滤池外部进水首先通过进水泵进入循环池底部，与循环水混合，由于循环水流量远远大于进水流量，故其中高浓度NH3-N可在循环池得到稀释，稀释后的混合水再通过循环泵以稳定的流量连续进入气水分配区，再穿过长柄滤头进入滤料层，从而避免了高浓度NH3-N对微生物产生毒性，使系统能稳定运行。
3.只有反冲洗排水阀门需自动控制，控制阀门少，操作简单。本内循环硝化滤池中循环水泵、鼓风机同时作为反冲洗水泵和反冲洗鼓风机。循环水泵通常为2～3台，变频控制，正常工作时1～2台启动，通过变频维持需要的流量(通常为低频率运行)，反冲洗时2～3台同时工作，维持反冲洗需要流量，且两种工况共用同一进水管道，无需设置传统滤池中的进水管道上的控制阀门和反冲洗进水管道上的控制阀门；同样，鼓风机的设置也是如此，正常曝气时1～2台鼓风机低频率运行，反冲洗时2～3台运行，两种工况共用同一进气管道进入气水分配区，通过长柄滤头进行气水分配，无需设置传统滤池中的反冲洗控制阀门。故通过水泵/风机流量与数量的搭配，本内循环硝化滤池只需设置反冲洗排水控制阀门，自动控制操作复杂程度较传统滤池大大降低，操作简单。
4.氧利用率高，节约能耗。滤池出水中溶解氧通常较高，在4～6mg/L,甚至更高，在本内循环硝化滤池中，由于内循环的设置，滤池的进水在滤池中通常需经过5～10次的循环才能完全流出滤池，每一次循环水中溶解氧都要从下至上与滤料层表面生物膜进行一次动态接触，故滤池出水中溶解氧能得到多次利用，从而提高了系统的氧利用率，节约能耗。
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种内循环硝化池，包括池体，其特征在于：在池体中设有分割墙将池体分为过滤池和循环池，其中所述循环池和进水管道相连接，所述过滤池内设有过滤层，所述过滤层将所述过滤池分为气水分配区和出水缓冲区，所述气水分配区的底部和所述循环池的底部通过循环管道进行相通，所述气水分配区还通过进气管道和鼓风机的气体出口相连，所述出水缓冲区和所述循环池相通，所述进水管道上连接有用于将水送入循环池的进水泵，所述循环管道上连接有用于将所述循环池内的水送入所述过滤池的循环水泵；
进一步地，所述出水缓冲区外侧设有与所述出水缓冲区相通的反洗排水渠道，所述循环池外侧设有与所述循环池相通的出水渠道；所述循环池内设有循环导流板；所述循环水泵的流量是所述进水泵流量的5至10倍；所述过滤层包括承托层和设置在所述承托层上的滤料层以及设置在所述承托层下方的长柄滤头和滤板；所述反洗排水渠道连接反冲洗排水管，所述反洗排水管上设有反洗排水阀门。
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