CN104609670A - 一种改进的粉末活性炭生物处理的污水脱氮除磷处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种改进的粉末活性炭生物处理的污水脱氮除磷处理装置，其包括第一缺氧池、厌氧池、第一好氧池、第二缺氧池、第二好氧池、第三缺氧池、第三好氧池、絮凝槽和澄清池，其中，至少在第一缺氧池中投加活性炭填料，所述装置中活性炭填料的总投加量为0.5-3g/L。利用本发明设计的结构，活性炭投放量仅为原投放量的最多50％(甚至可以仅为10％)即可实现污水的高效净化，有效节约了活性炭的使用量。另外，本发明有效提高难以降解有机物去除效果与系统抵抗毒物冲击，提高系统脱色效果和硝化反应效率，并且充分利用污水碳源，简易实现同时高效去除污水中的氮和磷。

Description

一种改进的粉末活性炭生物处理的污水脱氮除磷处理装置

技术领域

本发明涉及污水处理领域，特别是涉及一种改进的污水脱氮除磷处理装置及其污水处理方法。

背景技术

我国许多城市，特别是南方地区的城市污水COD较低，难以满足脱氮除磷的碳源需求，导致许多污水厂氮磷排放不达标。近年来，国内外兴起的分质排水，轻污染的灰水和重污染的黑水分开收集处理，生物脱氮除磷同样面临难度大。为此，研究开发经济高效的强化低碳源污水的脱氮除磷能力的工艺，对于较好实现污水排放的氮磷达标具有重要意义。

粉末活性炭处理工艺，在美国又称为AS—PAC工艺(ActivatedSludge-Powdered Activated Carbon，活性污泥-粉末活性炭)。该方法不仅保持了传统活性污泥法的优点，同时也由于活性炭吸附剂的加入而大幅度提升了有机、无机污染物的去除率。该法一经产生就因其在经济和处理效率方面的优势广泛地应用于工业废水如：炼油、石油化工、印染废水、焦化废水、有机化工废水的处理，该法用于城市污水处理可明显改善硝化效果。

中国公开专利CN102659280A中公开了一种印染污水有效的处理方法，其是将水解酸化、粉末活性炭处理和絮凝工艺组合来实现所述污水的处理的，解决了传统工艺处理效果差、出水水质不稳定、占地面积大、产泥量大、处理成本高等问题。中国公开专利CN103086503A中公开了一种改进的粉末活性炭处理工艺，其是培养了一种活性炭-微生物菌胶团，从而增加了活性炭的粒径和比重，增强了处理效果。但上述工艺毕竟还是有些繁琐，有待开发新型的简易高效的工艺和设备。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种改进的粉末活性炭生物处理的污水脱氮除磷处理装置，适用性强，简易且高效，适于工业化。

本发明通过如下技术方案实现：

一种改进的粉末活性炭生物处理的污水脱氮除磷处理装置，其包括第一缺氧池、厌氧池、第一好氧池、第二缺氧池、第二好氧池、第三缺氧池、第三好氧池、絮凝槽和澄清池，其中，至少在第一缺氧池中投加活性炭填料，所述装置中活性炭填料的总投加量为0.5-3g/L。

优选地，全部在第一缺氧池中投加活性炭填料。

根据本发明，所述第二缺氧池中也投加活性炭填料。

根据本发明，在所述第三缺氧池中也投加活性炭填料。

根据本发明，所述活性炭填料全部加入缺氧池。

根据本发明，所述活性炭填料可以一级加入，也可以分两级或三级加入，所述分两级加入，优选的，第一缺氧池中的投加量占总投加量的50-90％，第二缺氧池中的投加量占总投加量的10-50％。若分三级加入，优选的，第一缺氧池中的投加量占总投加量的50-80％，第二缺氧池中的投加量占总投加量的10-25％，第三缺氧池中的投加量占总投加量的10-25％。

根据本发明，所述第一好氧池与第一缺氧池的体积比约为2:1。

根据本发明，所述第二好氧池与第二缺氧池的体积比为(2～1):1。

根据本发明，所述第三好氧池与第三缺氧池的体积比为(2～1):1。

根据本发明，所述污水可以分三股分别进入第一缺氧池、第二缺氧池和第三缺氧池，也可以分两股分别进入第一缺氧池和第二缺氧池。若对污水总氮有严格要求的，则优选污水分两股分别进入第一缺氧池和第二缺氧池，第三缺氧池不加入污水。

根据本发明，所述两股污水的分配系数中，第一缺氧池的分配系数用n1表示，第二缺氧池的分配系数用n2表示，若仅在第一缺氧池中添加活性炭，则n1:n2＝(6～9):(1～4)。分配系数比n1:n2还可以为(7～8):(2～3)。

根据本发明，若第一和第二缺氧池中均投放了活性炭，则n1:n2＝(5～9):(1～5)，优选(6～8):(2～4)；还可以为(5～6):(4～5)。

根据本发明，所述三股污水的分配系数中，第一缺氧池的分配系数用n1表示，第二缺氧池的分配系数用n2表示，第三缺氧池的分配系数用n3表示，若仅在第一缺氧池中添加活性炭，则n1:n2:n3＝(6～9):(0.5～2):(0.5～2)，分配系数比n1:n2:n3还可以为(7～8):(1～1.5):(1～1.5)。

根据本发明，若第一和第二缺氧池中投放了活性炭，则n1:n2:n3＝(5～8):(1～4):(1～2)，还可以为(5～6):(2～4):(2～1)。若第一、第二、第三缺氧池中均投放了活性炭，则n1:n2:n3＝(5～9):(0.5～2.5):(0.5～2.5)，优选(6～8):(1～2):(1～2)；还可以为(5～6):(2～2.5):(2～2.5)。

根据本发明，所述第一缺氧池、第二缺氧池和第三缺氧池中设置有搅拌装置。

根据本发明，所述第一好氧池、第二好氧池和第三好氧池中设置有曝气装置。

根据本发明，所述第三好氧池包括污泥回流管，所述污泥回流管与所述一级缺氧池相连通，用于将回流污泥注入一级缺氧池。

根据本发明，所述澄清池的剩余生物碳泥经浓缩后回用。

根据本发明，所述回用的碳泥分别进入第一缺氧池、第二缺氧池、第三缺氧池。

根据本发明，所述装置的各好氧池和缺氧池之间无需内循环。

本发明的装置可以适用于多种污水的处理，包括工业废水如：炼油、石油化工、印染废水、焦化废水、有机化工废水的处理；以及城市污水处理。

本发明的有益效果是：

1、利用本发明设计的结构，活性炭采用单次或分级投放，且投放量仅为原投放量的最多50％(甚至可以仅为10％)即可实现污水的高效净化，有效节约了活性炭的使用量。

2、采用简单的手段，有机结合了多级AO脱氮除磷工艺和粉末活性炭处理法，有效提高难以降解有机物去除效果与系统抵抗毒物冲击，提高系统脱色效果和硝化反应效率，并且充分利用污水碳源，无需额外添加有机碳源，，简易实现同时高效去除污水中的氮和磷。

3、在不需要传统的WAO工艺的情况下，也可以实现生物碳泥的有效回用和污泥量的减少(仅为传统工艺的90％甚至更少)。

附图说明

图1为本发明的污水处理装置的结构示意图。

具体实施方式

如上所述，本发明公开了一种改进的粉末活性炭生物处理的污水处理装置，其包括第一缺氧池、厌氧池、第一好氧池、第二缺氧池、第二好氧池、第三缺氧池、第三好氧池、絮凝槽和澄清池，其中，至少在第一缺氧池中投加活性炭填料，所述装置中活性炭填料的总投加量为0.5-3g/L。与现有的粉末活性炭处理工艺相比，本发明装置中的活性炭填料的投加量最高为已有的装置的投加量的约50％，其污泥量则只有现有粉末活性炭处理工艺的90％或更低，但其装置正常运行后的总氮量和氨氮量则为分别低于12mg/L和4.5mg/L，磷含量低于0.5mg/L，等于甚至优于现有的粉末活性炭处理工艺。

具体而言，本发明中巧妙将多级AO脱氮除磷工艺和粉末活性炭处理法结合起来，即实现了所述活性炭填料的有效减少，又有效控制了污泥量，而除氮效率却没有减少甚至还有提高，并且实现同时高效去除污水中的氮和磷。可见，本发明通过一个简单的结构设计，高效地解决了问题，适应性广，易于产业化。

下面结合具体实施例对本发明作进一步阐述，但本发明并不限于以下实施例。所述方法如无特别说明均为常规方法。所述原材料如无特别说明均能从公开商业途径获得。

实施例1

如图1所示，本发明的装置包括第一缺氧池、厌氧池、第一好氧池、第二缺氧池、第二好氧池、第三缺氧池、第三好氧池、絮凝槽和澄清池。所述第一缺氧池、第二缺氧池和第三缺氧池中投加有活性炭填料，投加量分别为0.6g/L、0.3g/L和0.1g/L。第一缺氧池、第二缺氧池和第三缺氧池中设置有搅拌装置。第一好氧池、第二好氧池和第三好氧池中设置有曝气装置。各好氧池和缺氧池之间不设置内循环。所述第三好氧池包括污泥回流管，其与第一缺氧池相连。污水分三股分别进入第一缺氧池、第二缺氧池和第三缺氧池，分配系数n1:n2:n3＝5:3:2。第一好氧池与第一缺氧池的体积比为2:1，第二好氧池与第二缺氧池的体积比为2:1，第三好氧池与第三缺氧池的体积比为1.5:1。

实施例2

本发明的装置包括第一缺氧池、厌氧池、第一好氧池、第二缺氧池、第二好氧池、第三缺氧池、第三好氧池、絮凝槽和澄清池。所述第一缺氧池和第二缺氧池中投加有活性炭填料，投加量分别为0.8g/L和0.4g/L。第一缺氧池、第二缺氧池和第三缺氧池中设置有搅拌装置。第一好氧池、第二好氧池和第三好氧池中设置有曝气装置。各好氧池和缺氧池之间不设置内循环。所述第三好氧池还包括污泥回流管，其与第一缺氧池相连。污水分三股分别进入第一缺氧池、第二缺氧池和第三缺氧池，分配系数n1:n2＝6:3:1。第一好氧池与第一缺氧池的体积比为2:1，第二好氧池与第二缺氧池的体积比为2:1，第三好氧池与第三缺氧池的体积比为2:1(与图1的装置类似，仅活性炭的添加略有不同)。

实施例3

本发明的装置包括第一缺氧池、厌氧池、第一好氧池、第二缺氧池、第二好氧池、第三缺氧池、第三好氧池、絮凝槽和澄清池。所述第一缺氧池中投加有活性炭填料，投加量为1.1g/L。第一缺氧池、第二缺氧池和第三缺氧池中设置有搅拌装置。第一好氧池、第二好氧池和第三好氧池中设置有曝气装置。各好氧池和缺氧池之间不设置内循环。所述第三好氧池还包括污泥回流管，其与第一缺氧池相连。污水分三股分别进入第一缺氧池、第二缺氧池和第三缺氧池，分配系数n1:n2:n3＝7:2:1。第一好氧池与第一缺氧池的体积比为2:1，第二好氧池与第二缺氧池的体积比为2:1，第三好氧池与第三缺氧池的体积比为1:1(与图1的装置类似，仅活性炭的添加略有不同)。

对比例1

传统的粉末活性炭处理装置，包括缺氧池、好氧池、絮凝槽和澄清池，活性炭填料的添加量为9g/L。

对比例2

传统的粉末活性炭处理-WAO装置，包括缺氧池、好氧池、絮凝槽和澄清池，以及WAO系统，活性炭填料的添加量为8g/L。

使用对比例1-2和实施例1-3的装置分别进行一种城市污水(其水质列于表1中)的处理，其结果列于表2中。

表1 城市污水的水质

COD总(mg/L)	200-400	氨氮(mg/L)	23-35
				总氮(mg/L)	29-45	SS(mg/L)	40-400
总磷(mg/L)	1.8-4.0	pH	6.5-7.5

表2

使用对比例1-2和实施例1-3的装置分别进行一种煤化工废水(其水质列于表3中)的处理，其结果列于表4中。

表3 煤化工废水的水质

COD总(mg/L)	3000-5000	氨氮(mg/L)	125-450
				总氮(mg/L)	330-500	SS(mg/L)	200-750
总磷(mg/L)	1.9-4.5	pH	6.5-7.5

表4

需要说明的是，上述实施例只是用来说明本发明的技术特征，不是用来限定本发明所请求保护的范围。与本申请发明内容部分的技术方案相同原理的，仍属本发明所请求保护的范畴。

Claims (10)

1.一种改进的粉末活性炭生物处理的污水脱氮除磷处理装置，其包括第一缺氧池、厌氧池、第一好氧池、第二缺氧池、第二好氧池、第三缺氧池、第三好氧池、絮凝槽和澄清池，其中，至少在第一缺氧池中投加活性炭填料，所述装置中活性炭填料的总投加量为0.5-3g/L。

优选地，全部在第一缺氧池中投加活性炭填料。

2.如权利要求1所述的污水处理装置，其特征在于：在所述第二缺氧池中也投加活性炭填料，优选的，第一缺氧池中的投加量占总投加量的50-90％，第二缺氧池中的投加量占总投加量的10-50％。

3.如权利要求1或2所述的污水处理装置，其特征在于：在所述第二缺氧池中和所述第三缺氧池中也投加活性炭填料，优选的，第一缺氧池中的投加量占总投加量的50-80％，第二缺氧池中的投加量占总投加量的10-25％，第三缺氧池中的投加量占总投加量的10-25％。

4.如权利要求1-3任一项所述的污水处理装置，其特征在于：所述第一好氧池与第一缺氧池的体积比约为2:1。

5.如权利要求1-4任一项所述的污水处理装置，其特征在于：所述第二好氧池与第二缺氧池的体积比为(2～1):1。

6.如权利要求1-5任一项所述的污水处理装置，其特征在于：所述第三好氧池与第三缺氧池的体积比为(2～1):1。

7.如权利要求1-6任一项所述的污水处理装置，其特征在于：所述污水可以分三股分别进入第一缺氧池、第二缺氧池和第三缺氧池，也可以分两股分别进入第一缺氧池和第二缺氧池；

优选的，所述两股污水的分配系数中，第一缺氧池的分配系数用n1表示，第二缺氧池的分配系数用n2表示，若仅在第一缺氧池中添加活性炭，则n1:n2＝(6～9):(1～4)，还可以为(7～8):(2～3)。

优选的，若第一和第二缺氧池中均投放了活性炭，则n1:n2＝(5～9):(1～5)，优选(6～8):(2～4)；还可以为(5～6):(4～5)。

优选的，所述三股污水的分配系数中，第一缺氧池的分配系数用n1表示，第二缺氧池的分配系数用n2表示，第三缺氧池的分配系数用n3表示，若仅在第一缺氧池中添加活性炭，则n1:n2:n3＝(6～9):(0.5～2):(0.5～2)，分配系数比n1:n2:n3还可以为(7～8):(1～1.5):(1～1.5)。

优选的，若第一和第二缺氧池中投放了活性炭，则n1:n2:n3＝(5～8):(1～4):(1～2)，还可以为(5～6):(2～4):(2～1)。

若第一、第二、第三缺氧池中均投放了活性炭，则n1:n2:n3＝(5～9):(0.5～2.5):(0.5～2.5)，优选(6～8):(1～2):(1～2)；还可以为(5～6):(2～2.5):(2～2.5)。

8.如权利要求1-7任一项所述的污水处理装置，其特征在于：所述第一好氧池、第二好氧池和第三好氧池中设置有曝气装置。

9.如权利要求1-8任一项所述的污水处理装置，其特征在于：所述第三好氧池还包括污泥回流管，所述污泥回流管与所述一级缺氧池相连通，用于将回流污泥注入一级缺氧池。

10.权利要求1-9任一项所述的污水处理装置的用途，其用于污水的处理，包括工业废水如：炼油、石油化工、印染废水、焦化废水、有机化工废水的处理；以及城市污水处理。