CN104891729B - 一种污水厂尾水深度处理装置及其工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种污水厂尾水深度处理装置及其工艺，所述装置由仿生填料床装置和脱氮除磷吸附装置组成，所述仿生填料床装置的出水口与所述脱氮除磷吸附装置的进水口相连；仿生填料床装置包括团球形仿生填料床、悬浮型高密度仿生填料床、悬挂型仿生填料床和悬浮型中密度仿生填料床四部分，脱氮除磷吸附装置包括石灰石净化除磷区、斜发沸石脱氮区、改性陶料净化区和火山岩净化区四部分；城镇污水厂尾水依次通过仿生填料净化装置和脱氮除磷吸附装置，完成深度处理过程后排入自然水体，本发明结构简单，处理高效，效果显著，实用性强。

Description

一种污水厂尾水深度处理装置及其工艺

技术领域

本发明属于污水处理领域，尤其是一种污水厂尾水深度处理装置及其工艺。

背景技术

对城镇污水处理厂尾水进行深度处理可以缓解天然水体自净压力，污水经深度处理后开展污水回用也意味着开辟了新的水源，因此具有及其重要的意义。仿生生物填料是仿照河流生态系统中的臭轮藻设计而成的，能够为细菌、真菌和水生生物的生长提供适宜的环境的同时又不会对河流自然形态造成干扰，故其越来越广泛地被应用于生物接触氧化技术，被直接应用于河流污染水体净化过程中。该技术采用具有耐污、耐腐蚀、弹性、韧性和柔性很强的材料仿照河流生态系统中的水草设计而成的仿生植物填料，以河道中原有的天然生物菌群作为种源，在其表面经过生物的自然富集形成生物膜，通过微生物的生命活动从而有效降解水中有机污染物和去除氮、磷等营养物质，从而达到净化污水目的。同时，它还具有不影响河流的航运和泄洪等功能和不破坏河流生态系统等特点。污水生物脱氮除磷是当今水处理的热点与难点，污水生物脱氮的基本原理就是在将有机氮转化为氨态氮的基础上，利用硝化菌和反硝化菌的作用，在好氧条件下将氨氮通过反硝化作用转化为亚硝态氮、硝态氮。在缺氧条件下通过反硝化作用将硝氮转化为氮气，达到从废水中脱氮的目的。磷在自然界以2种状态存在：可溶态或颗粒态。所谓的除磷就是把水中溶解性磷转化为颗粒性磷，达到磷水分离的目的。从生物脱氮除磷的机理分析来看，生物脱氮除磷工艺基本上包括厌氧、缺氧、好氧3种状态，这3个不同的工作状态可以在空间上进行分离，也可以在时间上进行分离。因此研究一种脱氮除磷吸附一体化的高效装置具有极为重要的学术经济价值。

近年来，随着科学技术的发展和跨学科的综合利用，国内外城镇污水厂尾水深度净化工艺层出不穷，净化工艺已经报道很多，如中国专利CN101412564公开了一种用于污水厂尾水深度净化的湿地工艺，该技术虽然净化彻底，但结构复杂，占地面积大；中国专利CN102139994A公开了城镇污水厂达标尾水水质强化净化方法，该技术虽然建造灵活结构简单，但其净化不彻底、处理效率低。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种污水厂尾水深度处理装置及其工艺，城镇污水厂尾水依次通过仿生填料净化装置和脱氮除磷吸附装置，完成深度处理过程后排入自然水体。本发明结构简单，处理高效，效果显著，实用性强。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种污水厂尾水深度处理装置，所述装置由仿生填料床装置和脱氮除磷吸附装置组成，所述仿生填料床装置的出水口与所述脱氮除磷吸附装置的进水口相连；

所述仿生填料床装置包括进水管、布水渠、填料床和集水槽，所述布水渠和集水槽位于所述第一填料床两端，所述进水管与所述布水渠相连，所述集水槽与出水口相连，所述第一填料床由填料密度依次减小的团球形仿生填料床、悬浮型高密度仿生填料床、悬挂型仿生填料床和悬浮型中密度仿生填料床依次连接组成；所述布水渠与所述团球形仿生填料床、所述悬浮型高密度仿生填料床与所述悬挂型仿生填料床、所述悬浮型中密度仿生填料床与所述集水槽之间分别设有第一导流板，所述团球形仿生填料床与所述悬浮型高密度仿生填料床、所述悬挂型仿生填料床与所述悬浮型中密度仿生填料床分别通过第一挡板隔离，所述第一挡板底部设有底部过水孔；

所述脱氮除磷吸附装置包括第二填料床、斜板管、出水口和穿孔排泥管，所述第二填料床一端上部设有所述装置的进水口，所述斜板管位于所述第二填料床另一端，所述出水口和穿孔排泥管分别位所述斜板管的上端和下端；所述填料床被三组第二挡板和第二导流板分为石灰石净化除磷区、斜发沸石脱氮区、改性陶料净化区和火山岩净化区四部分，所述四部分上下均设有多孔承托板，所述第二挡板和所述第二导流板之间设有导流区，所述第二挡板上下两端与所述第二填料床固定连接、所述第二挡板底部设有底部过水孔；所述火山岩净化区与所述斜板管之间设有挡板，所述第二挡板底部设有底部过水孔。

在上述方案中，所述仿生填料床装置中团球形仿生填料床、所述悬浮型高密度仿生填料床、所述悬挂型仿生填料床与所述悬浮型中密度仿生填料床的填料均为塑料材质，所述团球形仿生填料床内部填料粒径为7～9cm的塑料球；

所述脱氮除磷吸附装置中石灰石净化除磷区中石灰石颗粒粒径为5～15mm，所述斜发沸石脱氮区中沸石颗粒粒径为5～8mm，所述改性陶料净化区中陶瓷颗粒粒径为4～6mm，所述火山岩净化区中火山岩颗粒粒径为2～6mm。

在上述方案中，所述仿生填料床装置中悬浮型高密度仿生填料床、悬挂型仿生填料床和悬浮型中密度仿生填料床底部设有曝气系统，该系统由风机供气；

所述悬浮型高密度仿生填料床底部的曝气量为5～10mg/L DO，所述悬挂型仿生填料床底部的曝气量为2～3mg/L DO，所述悬浮型中密度仿生填料床底部的曝气量为1～2mg/L DO。

在上述方案中，所述仿生填料床装置中所述布水渠与所述团球形仿生填料床之间的导流板、所述悬浮型高密度仿生填料床与所述悬挂型仿生填料床之间的导流板、所述悬浮型中密度仿生填料床与所述集水槽之间的导流板高度依次降低10～20cm；

所述脱氮除磷吸附装置中进水口、由进水口向出水口方向的三个第二导流板、出水口的高度依次降低10～20cm。

在上述方案中，所述团球形仿生填料床与所述布水渠连接一侧外部与水平方向的夹角为锐角；

所述脱氮除磷吸附装置中所述斜板管由向出水口方向倾斜、与地面成60°的平行板组成。

在上述方案中，所述脱氮除磷吸附装置中所述穿孔排泥管上设有阀门。

本发明还包括一种污水厂尾水深度处理工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S1、污水由进水管进入布水渠，经第一导流板进入团球形仿生填料床，所述团球形仿生填料床内部塑料填料上产生厌氧微生物，降解污水中的大量的有机污染物及少量的氮、磷；

S2、污水经第一挡板底部过水孔进入悬浮型高密度仿生填料床，经第一导流板进入悬挂型仿生填料床，经第一挡板底部过水孔进入悬浮型中密度仿生填料床；

所述悬浮型高密度仿生填料床、悬挂型仿生填料床和悬浮型中密度仿生填料床密度依次减小，底部分别进行曝气，产生的好氧微生物进一步对有机污染物、氮、磷杂质进行降解；

S3、污水由第一导流板进入出水槽后流入脱氮除磷吸附装置，首先进入石灰石净化除磷区，去除污水中大量的氮；

S4、污水由第二挡板底部的底部过水孔进入导流区，经第二导流板进入斜发沸石脱氮区，去除污水中大量的磷；

S5、污水由第二挡板底部的底部过水孔进入导流区，经第二导流板依次进入改性陶料净化区和火山岩净化区，进一步去除污水中的有机物；

S6、污水由第二挡板底部的底部过水孔进入斜板管，将净化的水与污泥分离，所述净化的水由出水口流出，所述污泥由穿孔排泥管排出。

本发明的有益效果：

本发明使城镇污水厂尾水依次通过仿生填料净化装置和脱氮除磷吸附装置，完成尾水的深度处理，最终回用或排入自然水体。本发明结构简单，占地面积小，运行维护方便，投资成本低廉，处理高效效率高，可实现污水厂尾水的高标准排放，处理高效，效果显著，实用性强。

附图说明

图1为本发明所述污水厂尾水深度处理装置的结构示意图。

附图标记说明如下：

1-进水管，2-布水渠，3-第一填料床，4-团球形仿生填料床，5-悬浮型高密度仿生填料床，6-悬挂型仿生填料床，7-悬浮型中密度仿生填料床，8-第一导流板，9-第一挡板，10-集水槽，11-第二填料床，12-石灰石净化除磷区，13-斜发沸石脱氮区，14-改性陶料净化区，15-火山岩净化区，16-多孔承托板，17-第二挡板，18-底部过水孔，19-第二导流板，20-斜板管，21-出水口，22-穿孔排泥管，23-导流区。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

图1为本发明所述污水厂尾水深度处理装置的结构示意图，由仿生填料床装置和脱氮除磷吸附装置组成，仿生填料床装置的出水口与所述脱氮除磷吸附装置的进水口相连；仿生填料床装置中进水管1与布水渠2相连，布水渠2与团球形仿生填料床4之间设有第一导流板8，团球形仿生填料床4内部填料为粒径为7～9cm的塑料，污水由进气管1进入布水渠2中，经第一导流板8进入团球形仿生填料床4中，团球形仿生填料床4内部填料表面产生大量厌氧微生物，可降解污水中大量的有机物及少量的氮、磷杂质，团球形仿生填料床与布水渠2连接一侧外部与水平方向的夹角为锐角，防止填料床内部角落处堆积大量污泥及杂质。

团球形仿生填料床4与悬浮型高密度仿生填料床5之间设有第一挡板9，第一挡板9底部设有过水孔，悬浮型高密度仿生填料床5与悬挂型仿生填料床6之间设有导流板8，悬挂型仿生填料床6与悬浮型中密度仿生填料床7之间设有第一挡板9，第一挡板9底部设有过水孔，填料床3的另一端设有集水槽10，集水槽10与出水管连接。悬浮型高密度仿生填料床5、悬挂型仿生填料床6和悬浮型中密度仿生填料床7底部设有曝气系统，该系统由风机供气，悬浮型高密度仿生填料床5底部的曝气量为5～10mg/L DO，所述悬挂型仿生填料床6底部的曝气量为2～3mg/L DO，所述悬浮型中密度仿生填料床7底部的曝气量为1～2mg/L DO。布水渠2与所述团球形仿生填料床4之间的导流板、悬浮型高密度仿生填料床5与悬挂型仿生填料床6之间的导流板、悬浮型中密度仿生填料床7与集水槽之间的导流板高度依次降低10～20cm。

污水由第一挡板9底部过水孔进入悬浮型高密度仿生填料床5，经第一导流板8进入悬挂型仿生填料床6，由第一挡板9底部过水孔进入悬浮型中密度仿生填料床7中，净化后的污水经第一导流板8进入集水槽10后经出水管流出。悬浮型高密度仿生填料床5、悬挂型仿生填料床6和悬浮型中密度仿生填料床7底部由于设有曝气风机，填料床内部会产生好氧微生物，进一步降解水中的有机物及氮、磷杂质，实现对水体的深度净化。

脱氮除磷吸附装置中，包括进水口、填料床11、斜板管20、出水口21和穿孔排泥管22，进水口位于填料床11一端上部，斜板管20位于填料床11另一端，斜板管20由向出水口方向倾斜、与地面成60°的平行板组成，出水口21和穿孔排泥管22分别位于斜板管20的上端和下端，穿孔排泥管22上设有阀门。

填料床11被三组第二挡板17和第二导流板19分为石灰石净化除磷区12、斜发沸石脱氮区13、改性陶料净化区14和火山岩净化区15四部分，所述四部分上下均设有多孔承托板16，第二挡板17和所述第二导流板19之间设有导流区23，第二挡板17上下两端与填料床11固定连接、第二挡板17底部设有底部过水孔18。

石灰石净化除磷区12中石灰石颗粒粒径为5～15mm，所述斜发沸石脱氮区13中沸石颗粒粒径为5～8mm，所述改性陶料净化区14中陶瓷颗粒粒径为4～6mm，所述火山岩净化区15中火山岩颗粒粒径为2～6mm；进水口、由进水口向出水口21方向的三个第二导流板19、出水口21的高度依次降低10～20cm。

经仿生填料床装置净化的水由进水口进入石灰石净化除磷区12除去水中大量的磷杂质，污水经底部过水孔18进入导流区23，在导流区23中杂质可部分沉淀，经第二导流板19进入斜发沸石脱氮区13，除去污水中大量的氮杂质，污水依次经过导流区23进入改性陶料净化区14和火山岩净化区15，利用改性陶料的多孔吸附性进一步除去污水中的有机污染物，并将前两部分脱落的反应微粒及细微不溶物质滤除，污水经底部过水孔进入斜板管20，斜板管20将净化后的污水与污泥进行分离，净化后的污水经出水口21流出，被分离的污泥经穿孔排泥管22排出，完成污水的净化处理过程。

本发明所述的污水厂尾水深度处理工艺，包括如下步骤：

S1、污水由进水管1进入布水渠2，经第一导流板8进入团球形仿生填料床4，所述团球形仿生填料床4内部塑料填料上产生厌氧微生物，降解污水中的大量的有机污染物及少量的氮、磷；

S2、污水经第一挡板9底部过水孔进入悬浮型高密度仿生填料床5，经第一导流板8进入悬挂型仿生填料床6，经第一挡板9底部过水孔进入悬浮型中密度仿生填料床7；

所述悬浮型高密度仿生填料床5、悬挂型仿生填料床6和悬浮型中密度仿生填料床7密度依次减小，底部分别进行曝气，产生的好氧微生物进一步对有机污染物、氮、磷杂质进行降解；

S3、污水由第一导流板8进入出水槽10后流入脱氮除磷吸附装置，首先进入石灰石净化除磷区12，去除污水中大量的氮；

S4、污水由第二挡板17底部过水孔18进入导流区23，经第二导流板19进入斜发沸石脱氮区13，去除污水中大量的磷；

S5、污水由第二挡板17底部过水孔18进入导流区23，经第二导流板19依次进入改性陶料净化区14和火山岩净化区15，进一步去除污水中的有机物；

S6、污水由第二挡板17底部过水孔18进入斜板管20，将净化的水与污泥分离，所述净化的水由出水口21流出，所述污泥由穿孔排泥管22排出。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种污水厂尾水深度处理装置，其特征在于，所述装置由仿生填料床装置和脱氮除磷吸附装置组成，所述仿生填料床装置的出水口与所述脱氮除磷吸附装置的进水口相连；

所述仿生填料床装置包括进水管(1)、布水渠(2)、填料床(3)和集水槽(10)，所述布水渠(2)和集水槽(10)位于所述填料床(3)两端，所述进水管(1)与所述布水渠(2)相连，所述集水槽(10)与出水口相连，所述填料床(3)由填料密度依次减小的团球形仿生填料床(4)、悬浮型高密度仿生填料床(5)、悬挂型仿生填料床(6)和悬浮型中密度仿生填料床(7)依次连接组成；所述布水渠(2)与所述团球形仿生填料床(4)、所述悬浮型高密度仿生填料床(5)与所述悬挂型仿生填料床(6)、所述悬浮型中密度仿生填料床(7)与所述集水槽(10)之间分别设有第一导流板(8)，所述团球形仿生填料床(4)与所述悬浮型高密度仿生填料床(5)、所述悬挂型仿生填料床(6)与所述悬浮型中密度仿生填料床(7)分别通过第一挡板(9)隔离，所述第一挡板(9)底部设有底部过水孔；

所述脱氮除磷吸附装置包括填料床(11)、斜板管(20)、出水口(21)和穿孔排泥管(22)，所述填料床(11)一端上部设有所述装置的进水口，所述斜板管(20)位于所述填料床(11)另一端，所述出水口(21)和穿孔排泥管(22)分别位所述斜板管(20)的上端和下端；所述填料床(11)被三组第二挡板(17)和第二导流板(19)分为石灰石净化除磷区(12)、斜发沸石脱氮区(13)、改性陶料净化区(14)和火山岩净化区(15)四部分，所述四部分上下均设有多孔承托板(16)，所述第二挡板(17)和所述第二导流板(19)之间设有导流区(23)，所述第二挡板(17)上下两端与所述填料床(11)固定连接、所述第二挡板(17)底部设有底部过水孔(18)；所述火山岩净化区(15)与所述斜板管(20)之间设有第二挡板(17)，所述第二挡板(17)底部设有底部过水孔(18)。

2.如权利要求1所述的污水厂尾水深度处理装置，其特征在于，所述仿生填料床装置中团球形仿生填料床(4)、所述悬浮型高密度仿生填料床(5)、所述悬挂型仿生填料床(6)与所述悬浮型中密度仿生填料床(7)的填料均为塑料材质，所述团球形仿生填料床(4)内部填料粒径为7～9cm的塑料球；

所述脱氮除磷吸附装置中石灰石净化除磷区(12)中石灰石颗粒粒径为5～15mm，所述斜发沸石脱氮区(13)中沸石颗粒粒径为5～8mm，所述改性陶料净化区(14)中陶瓷颗粒粒径为4～6mm，所述火山岩净化区(15)中火山岩颗粒粒径为2～6mm。

3.如权利要求1所述的污水厂尾水深度处理装置，其特征在于，所述仿生填料床装置中悬浮型高密度仿生填料床(5)、悬挂型仿生填料床(6)和悬浮型中密度仿生填料床(7)底部设有曝气系统，所述系统由风机供气；

所述悬浮型高密度仿生填料床(5)底部的曝气量为5～10mg/L DO，所述悬挂型仿生填料床(6)底部的曝气量为2～3mg/L DO，所述悬浮型中密度仿生填料床(7)底部的曝气量为1～2mg/L DO。

4.如权利要求1所述的污水厂尾水深度处理装置，其特征在于，所述仿生填料床装置中所述布水渠(2)与所述团球形仿生填料床(4)之间的导流板、所述悬浮型高密度仿生填料床(5)与所述悬挂型仿生填料床之间的导流板、所述悬浮型中密度仿生填料床(7)与所述集水槽之间的导流板高度依次降低10～20cm；

所述脱氮除磷吸附装置中进水口、由进水口向出水口(21)方向的三个第二导流板(19)、出水口(21)的高度依次降低10～20cm。

5.如权利要求1所述的污水厂尾水深度处理装置，其特征在于，所述团球形仿生填料床(4)与所述布水渠(2)连接一侧外部与水平方向的夹角为锐角；

所述脱氮除磷吸附装置中所述斜板管(20)由向出水口方向倾斜、与地面成60°的平行板组成。

6.如权利要求1所述的污水厂尾水深度处理装置，其特征在于，所述脱氮除磷吸附装置中所述穿孔排泥管(22)上设有阀门。

7.一种利用如权利要求1～6任意一项所述的污水厂尾水深度处理装置深度处理污水厂尾水的工艺，其特征在于，包括如下步骤：

S1、污水由进水管(1)进入布水渠(2)，经第一导流板(8)进入团球形仿生填料床(4)，所述团球形仿生填料床(4)内部塑料填料上产生厌氧微生物，降解污水中的大量的有机污染物及少量的氮、磷；

S2、污水经第一挡板(9)底部过水孔进入悬浮型高密度仿生填料床(5)，经第一导流板(8)进入悬挂型仿生填料床(6)，经第一挡板(9)底部过水孔进入悬浮型中密度仿生填料床(7)；

所述悬浮型高密度仿生填料床(5)、悬挂型仿生填料床(6)和悬浮型中密度仿生填料床(7)密度依次减小，底部分别进行曝气，产生的好氧微生物进一步对有机污染物、氮、磷杂质进行降解；

S3、污水由第一导流板(8)进入出水槽(10)后流入脱氮除磷吸附装置，首先进入石灰石净化除磷区(12)，去除污水中大量的氮；

S4、污水由第二挡板(17)底部过水孔(18)进入导流区(23)，经第二导流板(19)进入斜发沸石脱氮区(13)，去除污水中大量的磷；

S5、污水由第二挡板(17)底部过水孔(18)进入导流区(23)，经第二导流板(19)依次进入改性陶料净化区(14)和火山岩净化区(15)，进一步去除污水中的有机物；

S6、污水由第二挡板(17)底部过水孔(18)进入斜板管(20)，将净化的水与污泥分离，所述净化的水由出水口(21)流出，所述污泥由穿孔排泥管(22)排出。