CN103232143B - 一种处理氨氮污水的生态组合装置 - Google Patents

Abstract

一种处理高氨氮污水的生态组合装置，包括多功能调节池、除臭装置、内电解厌氧缺氧生物铁炭反应池、柔性生物膜接触氧化滤池、鼓风机房、沉淀池和人工湿地。本发明的生态组合装置集合了水解、微电解和以铁细菌、厌氧菌、兼性菌等生化反应，再结合物理化学吸附沉淀-渗滤过程、植物吸收转化过程，高效去除废水中有机污染物和氮、磷污染物，以及废水中的动植物油脂。本发明可广泛应用到高浓度有机废水中水回用系统和再生水回用景观水体系统中，具有稳定可靠、投资省、运行能耗低、运行费用省、易于维护管理等特点。

Description

一种处理氨氮污水的生态组合装置

技术领域

本发明属于污水处理领域，具体地涉及一种处理氨氮污水的生态组合装置。

背景技术

随着人口的增长和经济的发展，淡水资源的需求量不断增加；同时，由于不合理地利用，本来短缺的淡水资源日益紧张。中水回用是污水水资源化利用的主要途径之一。在20世纪50、60年代欧美国家已经开始回收污水，与国外相比，我国的城市污水回用技术起步较晚，但近10年发展得比较快，且起点较高。北京、天津、太原、青岛、西安等缺水城市已经先后建立一系列污水回用工程。但由于资金和技术的原因，我国水资源利用率不高，污水回用率偏低。

A²/O工艺即厌氧-缺氧-好氧活性污泥法。污水在流经厌氧、缺氧、好氧三个不同功能分区的过程中，在不同微生物菌群的作用下，使污水中的有机物、N、P得到去除。A²/O法是最简单有效的同步除磷脱氮工艺，总水力停留时间短，能够克服污泥膨胀，SVI一般小于100，有利于处理后的污水与污泥分离。但是常规的A²/O工艺脱氮除磷的效率不是很高，而且污泥内回流量大，能耗较高。因而将A²/O工艺加以改进，提高废水处理效率，在中水回用工程中将发挥重要的作用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种处理氨氮污水的生态组合装置，以适用于高浓度(高氨氮)有机废水的处理。

为实现上述目的，本发明提供的处理氨氮污水的生态组合装置，主要包括：

一多功能调节池，调节池的进水端设有平面格栅；

调节池连接潜污泵，用于向内电解厌氧生物铁炭反应池输水；

内电解厌氧生物铁炭反应池连接内电解缺氧生物铁炭反应池，内电解厌氧生物铁炭反应池内和内电解缺氧生物铁炭反应池内均吊挂组合弹性填料，池内底部装填有铁质填料和生物炭填料；内电解缺氧生物铁炭反应池通过空气管与鼓风机连接，向水体中曝气充氧；

内电解缺氧生物铁炭反应池连接生物铁炭截留池；

生物铁炭截留池连接柔性生物膜接触氧化滤池，柔性生物膜接触氧化滤池内吊挂有柔性生物膜载体，底部铺设曝气头，曝气头通过空气管与鼓风机连接，向水体中曝气充氧；

柔性生物膜接触氧化滤池连接沉淀池，沉淀池安装有污水潜水泵；

沉淀池的出水连接人工湿地，人工湿地的碎石床层上种植有植物；

多功能调节池、内电解厌氧生物铁炭反应池、内电解缺氧生物铁炭反应池、柔性生物膜接触氧化滤池和沉淀池通过管道与除臭装置连接，对恶臭气体进行集中净化去臭处理；

生物铁炭截留池和沉淀池通过污泥管连接内电解厌氧生物铁炭反应池底部和内电解缺氧生物铁炭反应池底部，将生物铁炭截留池和沉淀池两处的污泥返回至内电解厌氧生物铁炭反应池和内电解缺氧生物铁炭反应池进行回收和消化减量处理。

所述处理氨氮污水的生态组合装置，其中，平面格栅为不锈钢平面格栅，格栅的栅缝为30mm。

所述处理氨氮污水的生态组合装置，其中，内电解厌氧生物铁炭反应池和内电解缺氧生物铁炭反应池内吊挂的组合弹性填料为Φ120、L1200组合弹性填料，池内底部铁质填料按30kg/kg COD计算，生物炭填料按40kg/kg COD计算。

所述处理氨氮污水的生态组合装置，其中，柔性生物膜接触氧化滤池内吊挂的柔性生物膜载体按1.5m²/m³设置；底部铺设的曝气头为圆盘式微孔曝气头。

所述处理氨氮污水的生态组合装置，其中，柔性生物膜接触氧化滤池后设沉淀池，以将老化剥落生物膜等沉淀并用污水潜水泵将沉淀泵送至处理能力强大的内电解厌氧缺氧生物铁炭反应池进行消化减量处理。

所述处理氨氮污水的生态组合装置，其中，鼓风机采用罗茨鼓风机提供压力空气源，向柔性生物膜接触氧化滤池和内电解缺氧生物铁炭反应池中的水体充氧。

所述处理氨氮污水的生态组合装置，其中，人工湿地的碎石床层材质为天然石灰石，人工湿地的碎石床层厚1.2m，孔隙率为40％，由粒径15-30mm的碎石和5-10mm的碎石交替铺设；水力运行采用侧向潜流的模式。

所述处理氨氮污水的生态组合装置，其中，人工湿地的碎石床层上种植的植物根据四季特征，以菖蒲、香蒲和芦苇为主，点缀种植美人蕉、鸢尾和再力花。

所述处理氨氮污水的生态组合装置，其中，生物铁炭截留池的污泥管连接污水泵，沉淀池的污泥管连接污水潜水泵，污水泵和污水潜水泵连接内电解厌氧生物铁炭反应池和内电解缺氧生物铁炭反应池底部。

本发明充分发挥A²/O工艺和人工湿地的优点，更绿色环保地将高浓度有机废水进行深度净化后，达《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)IV类；另外，SS和动植物油达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级B标准，完全可以达到中水回用的目的，大大节约水资源。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图。

附图中主要标记符号：

进水口1、格栅2、多功能调节池3、潜污泵4、除臭装置5、内电解厌氧生物铁炭反应池6、内电解缺氧生物铁炭反应池7、生物铁炭截留池8、Φ120、L1200组合弹性填料9、铁质填料和生物炭填料10、DN100污泥管进口11、DN50空气管进口12、污泥泵13、柔性生物膜接触氧化滤池14、柔性生物膜载体15、圆盘式微孔曝气头16、鼓风机房17、罗茨鼓风机18、沉淀池19、污水潜水泵20、人工湿地21、粒径5-10mm碎石22、粒径15-30mm碎石23、植物24、出水口25、污泥管26、臭气管道27、空气管道28。

具体实施方式

请参阅图1。本发明提供的处理氨氮污水的生态组合装置主要包括：

多功能调节池3，其进水口1设有不锈钢平面格栅2，格栅2的栅缝30mm；调节池3后设有潜污泵4，用于向内电解厌氧生物铁炭反应池6输水，内电解厌氧生物铁炭反应池6连接内电解缺氧生物铁炭反应池7，内电解厌氧生物铁炭反应池6和内电解缺氧生物铁炭反应池7的池内吊挂Φ120、L1200组合弹性填料，池内底部装填有铁质填料和生物炭填料10，其中，铁质填料按30kg/kg COD计算，生物炭填料按40kg/kg COD计算。

内电解缺氧生物铁炭反应池7连接生物炭截留池8，生物炭截留池8设有污泥泵4将存泥泵至泵口，以便送入内电解厌氧生物铁炭反应池6和内电解缺氧生物铁炭反应池7中循环利用。

生物炭截留池8连接柔性生物膜接触氧化滤池14，柔性生物膜接触氧化滤池14的池内吊挂柔性生物膜载体15，柔性生物膜载体15按1.5m²/m³设置。柔性生物膜接触氧化滤池14的底部铺设圆盘式微孔曝气头16，圆盘式微孔曝气头16通过DN50空气管与鼓风机房17连接，便于向水体曝气充氧。

柔性生物膜接触氧化滤池14连接沉淀池19，以将老化剥落生物膜等沉淀并用污水潜水泵20将沉淀送至处理能力强大的内电解厌氧生物铁炭反应池6和内电解缺氧生物铁炭反应池7进行消化减量处理。

沉淀池19的出水连接人工湿地21，人工湿地21的碎石床层材质主要以天然石灰石为主，还有其它具除磷脱氮生物矿物介质。人工湿地21的碎石床层厚1.2m，孔隙率为40％，选取粒径5-10mm的碎石22和15-30mm的碎石23交替铺设。碎石床层材质主要以天然石灰石为主，还有其它具除磷脱氮生物矿物介质，上部种植有植物24。植物24可以根据四季特征，以菖蒲、香蒲和芦苇为主，点缀种植美人蕉、鸢尾和再力花等。水力运行采用侧向潜流的模式。污水经过人工湿地21床层物理化学吸附沉淀-渗滤过程，床层微生物代谢过程及植物的吸收转化过程去除水中有机污染物和氮、磷等污染物后的水由出水口25流出。

本发明的鼓风机房17的鼓风机通过DN50空气管与内电解缺氧生物铁炭反应池7和柔性生物膜接触氧化滤池14相连接。鼓风机房17采用鼓风机曝气系统，用罗茨鼓风机18提供压力空气源，向柔性生物膜接触氧化滤池14和内电解缺氧生物铁炭反应池7中的水体充氧。

本发明的内电解厌氧生物铁炭反应池6和内电解缺氧生物铁炭反应池7的底部设有DN100污泥管进口11，该DN100污泥管进口11通过污泥管26分别与生物炭截留池8的污泥泵13和沉淀池19中的污水潜水泵20连接，以将两处的污泥泵入处理能力强大的循环式内电解厌氧生物铁炭反应池6和内电解缺氧生物铁炭反应池7进行回收和消化减量处理。

本发明的多功能调节池3、内电解厌氧生物铁炭反应池6、内电解缺氧生物铁炭反应池7、柔性生物膜接触氧化滤池14和沉淀池19分别通过臭气管道与除臭装置5连接，对恶臭气体进行集中净化去臭处理。除臭装置5采用HSCC型生物除臭滤床。

本发明集合了水解、微电解和以铁细菌、厌氧菌、兼性菌等生化反应，再结合物理化学吸附沉淀-渗滤过程、植物吸收转化过程，高效去除废水中有机污染物和氮、磷污染物，以及废水中的动植物油脂。

本发明工艺先进、稳定、可靠，耐水力负荷和污染负荷冲击，出水稳定达标，防止产生二次污染。可广泛应用到高浓度有机废水中水回用系统和再生水回用景观水体系统中，具有稳定可靠、投资省、运行能耗低、运行费用省、易于维护管理等特点。

经试验表明，本发明可使处理后的出水达到《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)IV类；另外，SS和动植物油达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级B标准，即：CODcr≤30mg/L，BOD₅≤6mg/L，NH₃-N≤1.5mg/L，TP≤0.1mg/L，SS≤20mg/L，动植物油≤3mg/L，pH6～9。

本发明的生态组合装置在进行氨氮污水处理的过程是：

有机废水从进水口1进入到生态组合装置中，经过格栅2过滤作用进入到多功能调节池3，水力停留时间≥4小时，对进水水质、水量进行均化调节并使动植物油等污染物水解消化，以利后续处理工艺单元运行。然后经过潜污泵4将水泵入下级反应池。

污水先后进入内电解厌氧生物铁炭反应池6和内电解缺氧生物铁炭反应池7，两个反应池内均吊挂Φ120、L1200组合弹性填料9，底部装填铁质填料和生物炭填料10。污水先后经过内电解厌氧生物铁炭反应池6和内电解缺氧生物铁炭反应池7对过水有机污染物特别是较难生化分解的动植物油等进行高效厌氧缺氧生化分解并除磷脱氮和提高BOD₅/COD_Cr比值处理后进入到生物铁炭截留池8中。

生物铁炭截留池8中的污泥通过污泥泵13泵入污泥管26，然后经DN100污泥管进口11回流到内电解厌氧生物铁炭反应池6和内电解缺氧生物铁炭反应池7，污水流入下一级处理装置柔性生物膜接触氧化滤池14。

柔性生物膜接触氧化滤池14内部吊挂柔性生物膜载体15，底部铺设圆盘式微孔曝气头16曝气充氧，污水在池内经过好氧生化分解和通过硝化反硝化生化过程硝化氨氮脱氮处理后流入沉淀池19。沉淀池19水力停留时间1.7小时，然后污水流入人工湿地21。沉淀池设污水潜水泵20，将沉淀泵入污泥管26，最后进入内电解厌氧生物铁炭反应池6和内电解缺氧生物铁炭反应池7中消化减量处理。

人工湿地21碎石床层厚1.2m，孔隙率为40％，选取粒径5-10mm的碎石22和15-30mm的碎石23交替铺设。碎石床层材质主要以天然石灰石为主，还有其它具除磷脱氮生物矿物介质，上部种植植物24根据四季特征，以菖蒲、香蒲、芦苇为主，点缀种植美人蕉、鸢尾、再力花等。水力运行采用侧向潜流的模式。污水经过人工湿地床层物理化学吸附沉淀-渗滤过程，床层微生物代谢过程及植物的吸收转化过程去除水中有机污染物和氮、磷等污染物后的水由出水口25流出装置。

鼓风机房17中的罗茨鼓风机18提供压力空气源，通过空气管道28向装置内的内电解缺氧生物铁炭反应池7和柔性生物膜接触氧化滤池14曝气充氧。

多功能调节池3、内电解厌氧生物铁炭反应池6、内电解缺氧生物铁炭反应池7、柔性生物膜接触氧化滤池14和沉淀池19通过臭气管道27与除臭装置5连接，除臭装置5采用HSCC型生物除臭滤床将恶臭气体集中净化去臭处理。

生物铁炭截留池8和沉淀池19中的污泥，通过污泥管26泵入到处理能力强大的内电解厌氧生物铁炭反应池6和内电解缺氧生物铁炭反应池7内进行循环利用和消化减量处理。整个处理系统污泥外排量很少，一般半年以上可抽排一次污泥，可用环卫污泥抽汲车抽汲并就近直接作绿化与农用基肥。

本发明的一个实施例表明，上述处理装置能将氨氮从500mg/L降至10mg/L，去除效率高达98％。

Claims (6)

1.一种处理氨氮污水的生态组合装置，主要包括：

一多功能调节池，多功能调节池的进水端设有平面格栅；

多功能调节池连接潜污泵，用于向内电解厌氧生物铁炭反应池输水；

内电解厌氧生物铁炭反应池连接内电解缺氧生物铁炭反应池，内电解厌氧生物铁炭反应池内和内电解缺氧生物铁炭反应池内均吊Φ120、L1200组合弹性填料，池内底部装填有铁质填料和生物炭填料，其中铁质填料按30kg/kg COD计算，生物炭填料按40kg/kg COD计算；内电解缺氧生物铁炭反应池通过空气管与鼓风机连接，向水体中曝气充氧；

内电解缺氧生物铁炭反应池连接生物铁炭截留池；

生物铁炭截留池连接柔性生物膜接触氧化滤池，柔性生物膜接触氧化滤池内吊挂有柔性生物膜载体按1.5m²/m³设置；底部铺设的曝气头为圆盘式微孔曝气头，曝气头通过空气管与鼓风机连接，向水体中曝气充氧；

柔性生物膜接触氧化滤池连接沉淀池，沉淀池安装有污水潜水泵；

沉淀池的出水连接人工湿地，人工湿地的碎石床层上种植有植物；种植的植物根据四季特征，以菖蒲、香蒲和芦苇为主，点缀种植美人蕉、鸢尾和再力花；

多功能调节池、内电解厌氧生物铁炭反应池、内电解缺氧生物铁炭反应池、柔性生物膜接触氧化滤池和沉淀池通过管道与除臭装置连接，对恶臭气体进行集中净化去臭处理；

生物铁炭截留池和沉淀池通过污泥管连接内电解厌氧生物铁炭反应池底部和内电解缺氧生物铁炭反应池底部，将生物铁炭截留池和沉淀池两处的污泥返回至内电解厌氧生物铁炭反应池和内电解缺氧生物铁炭反应池进行回收和消化减量处理。

2.根据权利要求1所述处理氨氮污水的生态组合装置，其中，平面格栅为不锈钢平面格栅，栅缝30mm。

3.根据权利要求1所述处理氨氮污水的生态组合装置，其中，柔性生物膜接触氧化滤池后设沉淀池，以将老化剥落生物膜沉淀并用污水潜水泵将沉淀送至处理能力强大的内电解厌氧生物铁炭反应池和内电解缺氧生物铁炭反应池进行消化减量处理。

4.根据权利要求1所述处理氨氮污水的生态组合装置，其中，鼓风机采用罗茨鼓风机提供压力空气源，向柔性生物膜接触氧化滤池和内电解缺氧生物铁炭反应池中的水体充氧。

5.根据权利要求1所述处理氨氮污水的生态组合装置，其中，人工湿地的碎石床层材质为天然石灰石，人工湿地的碎石床层厚1.2m，孔隙率为40％，由粒径15-30mm的碎石和5-10mm的碎石交替铺设；水力运行采用侧向潜流的模式。

6.根据权利要求1所述处理氨氮污水的生态组合装置，其中，生物铁炭截留池的污泥管连接污水泵，沉淀池的污泥管连接污水潜水泵，污水泵和污水潜水泵连接内电解厌氧生物铁炭反应池和内电解缺氧生物铁炭反应池底部。