CN103833129A - 反硝化滤布滤池 - Google Patents

Abstract

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种反硝化滤布滤池。本发明提出的反硝化滤布滤池，由进水室、第一反应室、第二反应室、分离室及出水槽组成。本发明中反应室内的悬浮滤料上附有生物膜，可以进行反硝化脱氮，滤料在反应室内上下循环翻动，产生的气体会及时得到释放，不会影响过滤能力；分离室内设有滤布，可以实现泥水分离，并通过定期虹吸反冲洗保证其通量。

Description

反硝化滤布滤池

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种反硝化滤布滤池。

背景技术

目前，国内外反硝化滤池的主要形式有自养反硝化滤池和异养反硝化滤池。

（1）自养反硝化滤池

自养反硝化是指微生物利用CO₂、H₂CO₃等无机碳源，需无机电子供体氢气或硫及硫的化合物，在缺氧的条件下，利用硝酸盐等氧化物和硫或氢等单质发生的氧化还原反应产生的能量可将硝氮转化为氮气。自养生物脱氮主要有硫/石灰石自养反硝化脱氮工艺和氢自养反硝化脱氮工艺。硫/石灰石生物脱氮法利用硫作为电子供体，石灰石提供碱度，中和反应产生的H⁺，二者同时又是生物载体，利用自养菌进行反硝化。该工艺能有效地去除地下水中的硝酸盐，而且不需添加有机物，硫磺、石灰石损耗少，是一种经济、简单的处理工艺。自养反硝化过程剩余污泥产量少，但是微生物代谢缓慢，反硝化效率不高，处理的水量有限；硫自养产生硫酸盐的积累，引入了新的污染物，硫酸盐的积累也制约了反硝化反应的进行。因此不能满足当前城市污水尾水的深度脱氮要求。

（2）异养反硝化滤池

异养反硝化的过程中需要有机碳源来提供给反硝化菌呼吸和生长的能量。在大多数系统中，废水中的有机物起电子供体的作用，并且为了实现有机物转化为细胞物质与二氧化碳，必须提供适量的电子受体。同样地，反硝化滤池主要目的是去除硝酸盐氮（缺氧环境下的电子受体），为了实现这一目的，系统中必须提供适量的电子供体。甲醇、乙醇、葡萄糖、醋酸、废纸都曾经被使用作为碳源，各种各样的工业废产物，例如糖蜜，乳清和亚硫酸盐废液也等都曾被用来做碳源。然而，最常用的几种碳源土要是甲醇、乙醇和醋酸。

反硝化滤池用于处理二沉池后的出水，主要针对SS和TN的去除, 保证出水SS< 10mg /L。同时添加碳源，尤其是在冬季低温反硝化效果不好时, 在滤池进水区投加适量碳源, 对出水TN 进一步把关。反硝化系统既是固定生物膜反应器又是滤池。实际运行过程中, 在气温适宜的条件下投加碳源, 培养反硝化细菌挂膜, 培养好后不再外加碳源, 此时主要功能是过滤, 滤池进水中有少量BOD₅，因此滤池中仍有相当数量的反硝化细菌。当TN 超标时, 运行时只需补加碳源, 反硝化功能很快恢复，在去除SS的同时进一步反硝化脱氮, 运行工况可灵活转换。春秋季及夏季温度较高时, 反硝化深床滤池不用外加碳源可灵活转换成深床滤池去除SS。当滤池内的生物膜生长到一定的厚度时，为了降低水头损失和提高膜的活性，就需对滤池进行反冲洗。通过滤池控制软件系统及现场控制柜控制滤池运行、反冲洗及碳源投加。

杨兴豹等在出水深度处理时采用反硝化滤池，在乙酸钠投加适量的情况下，COD出水低于30mg /L的同时，出水TN 可以稳定保证在5 mg/L以下。且在混凝剂投加适量的情况下，出水SS 可以稳定保证在5mg/L以下。

钱勇等利用淹没式前置反硝化滤池/淹没式好氧滤池/后置深床反硝化滤池进行城市污水脱氮除磷中试研究，经过5个月的运行结果表明, 在进水污染物浓度高、水质波动大的情况下，使BOD₅、NH₄+-N、TN分别从200、82.5、82.5mg/L左右降到1.9、2.3、11.1mg /L，取得了很好的效果。

STS公司的Tetra Denite反硝化深床滤池在高氯离子浓度(1500mg/L)下仍可保证良好的反硝化效果。且在高于设计水力负荷和高TN 负荷情况下，出水TN 可稳定达到一级B 标准。

反硝化滤池除了一般只有一个滤池外，一些学者还尝试将多个滤池串联起来，研究其处理效果。谭新刚等的装置由两个滤柱组成，在第一个滤柱中装入特制的膨胀粘土，主要是用来去除硝酸盐氮和部分SS。第二个滤柱中装入细砂，主要目的是在进一步去除SS和硝酸盐的同时，去除多余的甲醇。Jinwoo Jeong等设计的深度处理滤池由两个滤池构成，滤池一是硝化滤池，滤池二有缺氧和好氧部分，下部缺氧，上部好氧。当二沉池出水氨氮浓度低于0.5mg/L时，滤池一停止运行，污水直接进入滤池二。使出水BOD、SS和TN都降到了5mg/L以下。

 G.KOCH等采用添加反硝化滤池，使污水厂扩建达标，并模拟得到了生物膜和N2的产率公式。

传统的生物反硝化工艺仍存在一些问题：运行管理要求高，反硝化速度慢，所需反应器体积庞大，微生物生长过剩污染出水水质，出水SS含量大，后续处理要求高等。因此，还需要提升反硝化滤池系统的效率，过滤精度以及加强技术产品的模块化及设备化。

发明内容

本发明目的在于提供一种反硝化滤布滤池，与常规深床反硝化滤池相比，处理效率更高。

本发明提供的一种反硝化滤布滤池，包括进水室5、第一反应室6、第二反应室8、分离室22及出水槽15，其特征在于：

所述进水室5由锥形斗20围成，所述锥形斗20、第一反应室6、第二反应室8内装有多孔悬浮填料9；

所述第一反应室6位于进水室5上方，第二反应室8位于第一反应室6四周，第一反应室6与第二反应室8之间设导流筒7；

所述分离室22位于第一反应室6和第二反应室8上方，分离室22内设有滤布11、旋转反冲洗刷10、连接支撑13、清水室12、反冲洗排水管18及输水槽14；清水室14通过连接支撑固定于分离室22内，清水室12上方设置滤布11，清水室12底部连接输水槽14，输出槽14一端连接出水槽15，旋转反冲洗刷10与反冲洗排水管18相连接；

所述出水槽15内设调节堰板16。

本发明中，所述反冲洗排水管18底部装有反冲洗控制阀21，旋转反冲洗刷10的顶部设有旋转驱动装置23。

本发明中，所述多孔悬浮填料9为粒径10mm的球壳，材质为聚丙烯塑料，其上、下、前、后、左、右各有一个直径4mm的圆孔。 

本发明中，所述导流筒7下部为喇叭口状，上升中的多孔悬浮填料9会被集中到导流筒7的内部区域即第一反应室6内，多孔悬浮填料9与气泡分离后会进入第二反应室8，如此往复。

本发明中，所述滤布11在运行过程中，顶部设置遮光部件，避免引起滤布表面长藻从而影响过滤。

本发明中，所述运行过程中，控制滤布11的滤速为2~5m/h。

本发明中，所述进水室5底部通过放空排泥管3连接排泥阀4。

本发明中，所述进水室5一侧水平插入进水管1，进水管1一端开口向下，且端口处设有反射板2。

本发明的有益效果：由于采用常规的深床过滤进行反硝化脱氮时，滤床的深度至少为2m，再加上承托层和滤层上自由水位，整个深床滤池的高度至少有5m，体积庞大；另外，深床滤池采用石英砂作为滤料，在反硝化过程中氮气积累在滤料表面，需要定期反冲洗驱氮，否则会引起过滤能力下降。而本发明采用滤料上的生物膜进行反硝化，滤料在反应室内上下循环翻动，产生的气体会及时得到释放，不会影响过滤能力；其次，由于不需要像反硝化深床滤池那样定期反冲洗驱氮，不但节省了能耗，还减少了设备投资，使设备更加简单；再次，本发明的设备高度只有3.5m，节省了空间。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为本发明的俯视图。

图3为本发明的多孔悬浮填料9结构图示。

图中标号：1为进水管，2为反射板，3为放空排泥管，4为排泥阀，5为进水室，6为第一反应室，7为导流筒，8为第二反应室，9为多孔悬浮填料，10为旋转反冲洗刷，11为滤布，12为清水室，13为连接支撑，14为输水槽，15为出水槽，16为调节堰板，17为出水管，18为反冲洗排水管，19为支撑腿，20为锥形斗，21为反冲洗控制阀，22为分离室，23为旋转驱动装置，24为排气阀，25为圆孔。 

具体实施方式

实施例1

反硝化滤布滤池如图1-图3所示，包括进水室5、第一反应室6、第二反应室8、分离室22及出水槽15。其中：

所述的进水室5由锥形斗20围成，锥形斗20上装有进水管1及放空排泥管3；进水管1水平进入后管口下弯，并在管口处设反射板2；放空排泥管3起放空或排泥作用，上设有排泥阀4。

所述的第一反应室6与第二反应室8之间设导流筒7。

所述的分离室22内设有滤布11、旋转反冲洗刷10、连接支撑13、清水室12、反冲洗排水管18及输水槽14。旋转反冲洗刷10与反冲洗排水管18相连接，反冲洗排水管底部装有反冲洗控制阀21。旋转反冲洗刷10的顶部设有旋转驱动装置23。

所述的出水槽15内设有调节堰板16，用于调节出水液位，出水槽15底部设出水管17。

锥形斗20、第一反应室6、第二反应室8及装有多孔悬浮填料9，多孔悬浮填料9的粒径为10mm，由聚丙烯塑料制成。

本发明的使用方法如下：

首先打开手动排气阀24，使运行状态下，旋转反冲洗刷10及反冲洗排水管18内的空气都能被排出。带有硝态氮及碳源的水流首先经进水管1进入进水室5，与原有水进行充分混合后，垂直向上流动，进入第一反应室6及第二反应室8。

由于进水室5、第一反应室6及第二反应室8中装有多孔悬浮填料9，运行一段时间后，多孔悬浮填料9表面及球壳内部会生长附着反硝化菌，在反硝化菌作用下，硝态氮被还原成氮气，附着在多孔悬浮填料9表面及球壳内，从而使填料比重变小上浮，从而使水流及悬浮填料9在第一反应室6及第二反应室8之间实现循环，硝态氮被充分还原。

废水经处理后进入分离室22。在分离室22内，穿过滤布11的净水进入清水室12，然后经输水槽14进入出水槽15，出水槽15内设有调节堰板16，可以调节其液位。

滤布11过滤一段时间后，其表面会因堵塞悬浮物而需要反洗，这时需要关闭排气阀24，打开反冲洗控制阀21，通过虹吸作用实现反冲。

   滤布11在运行过程中，顶部须设遮光措施，避免引起滤布表面长藻从而影响过滤。滤布11在过滤时，其滤速宜控制在2~5m/h范围内。

实施例2

采用实施例1所示的反硝化滤布滤池设备对城镇污水厂二级处理尾水进行深度处理，处理能力为100t/d。反硝化滤布滤池的进水总氮浓度为14mg/L，COD浓度为36mg/L。设备的水力停留时间为60min，在进水甲醇投加量为30mg/L，经处理后出水总氮为4mg/L，与采用深床反硝化滤池相比，吨水运行费用节省20%以上。

Claims (8)

1.反硝化滤布滤池，包括进水室(5)、第一反应室(6)、第二反应室(8)、分离室(22)及出水槽(15)，其特征在于：

所述进水室(5)由锥形斗(20)围成，所述锥形斗(20)、第一反应室(6)、第二反应室(8)内装有多孔悬浮填料(9)；

所述第一反应室(6)位于进水室(5)上方，第二反应室(8)位于第一反应室(6)四周，第一反应室(6)与第二反应室(8)之间设导流筒(7)；

所述分离室(22)位于第一反应室(6)和第二反应室(8)上方，分离室(22)内设有滤布(11)、旋转反冲洗刷(10)、连接支撑(13)、清水室(12)、反冲洗排水管(18)及输水槽(14)；清水室(14)通过连接支撑固定于分离室(22)内，清水室(12)上方设置滤布(11)，清水室(12)底部连接输水槽(14)，输出槽(14)一端连接出水槽(15)，旋转反冲洗刷(10)与反冲洗排水管(18)相连接；

所述出水槽(15)内设调节堰板(16)。

2.根据权利要求1所述的反硝化滤布滤池，其特征在于所述反冲洗排水管(18)底部装有反冲洗控制阀(21)，旋转反冲洗刷(10)的顶部设有旋转驱动装置(23)。

3.根据权利要求1所述的反硝化滤布滤池，其特征在于所述多孔悬浮填料(9)为粒径10mm的球壳，材质为聚丙烯塑料，其上、下、前、后、左、右各有一个直径4mm的圆孔。

4.根据权利要求1所述的反硝化滤布滤池，其特征在于所述导流筒(7)下部为喇叭口状，上升中的多孔悬浮填料(9)会被集中到导流筒(7)的内部区域即第一反应室(6)内，多孔悬浮填料(9)与气泡分离后会进入第二反应室(8)，如此往复。

5.根据权利要求1所述的反硝化滤布滤池，其特征在于所述滤布(11)在运行过程中，顶部设置遮光部件，避免引起滤布表面长藻从而影响过滤。

6.根据权利要求5所述的反硝化滤布滤池，其特征在于所述运行过程中，控制滤布(11)的滤速为2~5m/h。

7.根据权利要求1所述的反硝化滤布滤池，其特征在于所述进水室(5)底部通过放空排泥管(3)连接排泥阀(4)。

8.根据权利要求1所述的反硝化滤布滤池，其特征在于所述进水室(5)一侧水平插入进水管(1)，进水管(1)一端开口向下，且端口处设有反射板(2)。

Images