CN105858887A - 一种脱氮除磷及强化悬浮物去除的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种脱氮除磷及强化悬浮物去除的方法，该方法依托尼龙滤网组合双层滤料过滤装置实现，所述的过滤装置由承托层、双滤料层、曝气装置、反冲洗装置和进水、排水系统组成。其基本运行方法为：在一个设备内装填两种不同滤料，待处理污水经下层生物过滤装置处理，再借尼龙滤网物理截留及生物膜作用高效去除剩余部分悬浮物，后经过上层生物过滤装置处理得到净化出水。该装置可实现不同的曝气及反冲洗方式。本发明优点：可根据不同需求随时调整运行工况，包括曝气时间及强度、滤料种类和反冲洗周期等，同时，在过滤装置内及尼龙滤网上提高了水处理微生物种群的丰富度，对于悬浮物及氮磷都有较好的去除效果。

Description

一种脱氮除磷及强化悬浮物去除的方法

技术领域

发明属于水处理技术领域，尤其涉及一种处理生活污水并对其进行脱氮除磷及强化悬浮物去除的方法。

背景技术

氮 、磷等营养物质的输入和富集是水体发生富营养化的最主要原因,所以对污水进行脱氮除磷处理，是当下解决水体富营养化最迫切的要求。

生物过滤是生物处理污水法的一种。它是在普通滤池的基础上，根据微生物能够利用水中的污染物质完成自身新陈代谢的原理，将生物处理与过滤工艺相结合所形成的一种水处理方法。

生物过滤避开了物理处理的低效和化学处理的高成本及可能产生消毒副产物等缺点，在不投加任何外源物质的情形下将污染水净化，实现了低成本、低污染、高效能的目标。但其脱氮效果虽好，除磷效果却一般，究其原因没有达到除磷所需的厌氧、好氧环境。从目前生物过滤运行及研究情况来看，完全利用生物除磷很难达到国家城市污水排放（GB18918-2002）一级A的排放标准，通常辅以化学手段进行强化，成本高昂，而且化学药剂的投加会对生物处理系统产生潜在危害。

生物过滤对进水悬浮物（SS）要求比较严格，一般要求SS在100mg/L以下，因此进水要求对污水进行预处理，一定程度上增加了工艺的复杂性，若不进行预处理，滤池运行周期短，反冲洗频繁。

生物过滤依托的处理装置一般是一体成型，特殊的运行工况难以调节，导致处理效果不可能有大幅度的提升。

有研究结果证实了生物膜工艺实现反硝化除磷的可能性（Kerrn-Jespersen J P, Henze M, Strube R,发表在《Water Research》， 1994年第28卷5期）。反硝化除磷利用厌氧-缺氧交替条件能够强化富集反硝化脱氮与除磷微生物，降低碳源需求量，同时还可以降低曝气量，减少污泥排放量。但具体反硝化除磷工艺较为复杂，控制策略及运行参数也没有统一规范，应用实际生产的案例较少，大数据处理效果未知。

发明内容

本发明针对生物过滤处理单元的功能单一、反冲洗频繁、难以有效去除不同超标污染物、特殊运行工况难以调节及反硝化除磷工艺复杂，运行参数不能确定的缺陷，提供一种具有改善上述问题的一种尼龙滤网组合双层滤料过滤装置，并提供一种实际可行的运行方法。

一种脱氮除磷及强化悬浮物去除的方法，在一个设备内分别装填两种不同的滤料，组成双滤料层，每层滤料底部都设置承托层，在两层滤料交界处和上层滤料以上一定距离设置排泥管。在反冲洗时，反冲洗水从反冲洗管进入，污泥等杂质从排泥管中排出，污水中的部分磷得到去除，上下两层反冲洗周期不同且可控。底部安装进水管，夹层部分预留空间以安装可换式模块化尼龙滤网。上、下两层滤料底端各设曝气管，曝气管与空气压缩机相连，且每层曝气可实现单独控制。其基本运行方式为：在一个设备内装填两种不同滤料，待处理污水经下层生物过滤装置处理以实现反硝化除磷，再借尼龙滤网物理截留及微生物作用高效去除剩余部分悬浮物，后经过上层生物过滤装置处理得到净化出水。

一种脱氮除磷及强化悬浮物去除的方法，所述的尼龙滤网除了过滤作用进行物理处理之外，还可经长期运行在其上附着生物膜，利用生物方法进行污水处理。

一种脱氮除磷及强化悬浮物去除的方法，所述的排泥管亦可作为放空管使用。

一种脱氮除磷及强化悬浮物去除的方法，所述的尼龙滤网组合双层滤料过滤装置，其特征在于所述的上、下两层生物过滤单元可分工况进行运行，包括滤料种类、反冲洗时间及曝气控制等。

一种脱氮除磷及强化悬浮物去除的方法，其特征在于所述的尼龙滤网夹在上下两层有机玻璃柱的中间，使其作为模块可以换用。

一种脱氮除磷及强化悬浮物去除的方法，所述的尼龙滤网组合双层滤料的过滤装置，其特征在于所述的有机玻璃为加工定制，上、下接带有滤料的过滤装置。

一种脱氮除磷及强化悬浮物去除的方法所述的曝气控制为下层生物过滤装置实行微曝气，其曝气强度控制在0.5mg/L，上层生物过滤装置实行正常曝气，其曝气强度控制在2mg/L。

一种脱氮除磷及强化悬浮物去除的方法，所述的滤料可以根据试验或者实践后期需要进行选择。

一种脱氮除磷及强化悬浮物去除的方法，所述的方法可添加回流装置，进一步实现脱氮除磷条件，增强污水处理效果。

附图说明

图1为脱氮除磷及强化悬浮物去除依托的尼龙滤网组合双层滤料的过滤装置示意图。

图1中，1-滤料X，2-滤料Y，3-卵石垫层，4-尼龙滤网，5-进水管，6-进水蠕动泵，7-出水管，8-进水电磁阀，9-空气压缩机，10-曝气管和曝气头，11-溢流口，12-转子流量计，13-下层反冲洗水管，14-上层反冲洗水管，15-废水收集桶，16-下层反冲洗水出水口，17-进水箱。

脱氮除磷及强化悬浮物去除依托的尼龙滤网组合双层滤料的过滤装置，包括滤料X和滤料Y双层滤料，其中X为下层滤料，易于挂膜，Y填充在上层滤柱，对污染物都有极佳的去除效果。每层滤料下都设置有卵石组成的承托层3，防止滤料流失。两层滤料之间用尼龙滤网4间隔开，在反冲洗时用挡板代替滤网以使上下两层生物过滤装置实现反冲时间的独立，也防止两层滤料发生混杂。

尼龙滤网孔径较大，但随着进水及运行的稳定，在滤网表面会逐渐形成一层自生动态膜，该动态膜能强化载体填料的截留性能，弥补孔径较大的不足，提高对水体中诸如SS、NH₃-N等各污染物的去除效果。

设置的曝气管和曝气头10，与空气压缩机9相连，用于对上下层的生物过滤单元进行供气。可以根据需要对上下生物过滤单元的供氧进行调节，例如对磷的去除有特殊要求时可以停止对下层生物过滤单元的供气，以实现除磷所需的厌氧、好氧环境。

本发明中，在进行反冲洗时，反冲洗水、气下进上出，反冲洗水由反冲洗水管13提供，反冲洗气由空气压缩机9提供。反冲洗水、反冲洗气从滤料Y下部进入，采用气冲-水冲相结合的方式，使滤层处于膨胀状态，增大剪切、碰撞作用。上层滤料的反冲洗周期是下层滤料的4倍，上层滤料反冲洗时用隔板代替滤网与下层滤料暂时隔开以实现单独反冲。

按照上述运行方法对实际生活污水进行处理，与传统一段式曝气生物滤池相比，处理效果显著提高。其中，出水氨氮保持稳定，都能保持达到国家城市污水排放（GB18918-2002）一级A标准的水平，悬浮物去除能力提升30%—40%，除磷能力也有一定程度的提高，平均去除率提高40%以上。在反冲洗方面，反冲周期显著延长，尤其上层过滤装置反冲洗周期可以较设计周期再延长。

本发明实现的有益效果为: 减少上层生物过滤装置的运行负荷及运行阻力，使硝化区及反硝化区生物量得到积累，提高硝化效率及脱氮效果，悬浮物浓度显著降低且上层生物过滤装置的悬浮物负荷保持到可处理水平，另可减少反冲洗次数,增强反冲洗效果，减少运行费用。在下层生物过滤装置中实现反硝化除磷，减少了碳源、氮源的投加，丰富了脱氮除磷的手段。

本发明具有的优点为：可根据不同需求随时调整运行工况，包括曝气时间及强度、滤料种类和反冲洗周期等。同时，在过滤装置内及尼龙滤网上提高了水处理微生物种群的丰富度，对于悬浮物及氮磷都有较好的去除效果。并可以在上述运行方式的基础上，人为地更改运行参数，调控生物生长环境，进一步提高处理效率，形成新型有效的处理工艺流程，为日后投入生产提供重要的模型参数。

具体实施方式

在装置启动时，取污水处理厂污泥进行接种，采用闷曝的方式对微生物进行富集培养。当滤池启动成功后，开始用来处理生活污水。生活污水经蠕动泵从底部进水管5进入处理系统，下层滤池交替曝气，启闭时间比例为1:2以实现反硝化除磷，例如可微曝气运行8小时后，再停止曝气16小时，曝气强度由转子流量计控制，微曝气一般控制在0.5mg/L，上层曝气强度控制在2mg/L左右。经过下层生物滤池后，后进入尼龙滤网单元，使其发挥物理截留及强化去除悬浮物的作用，污水再流入上层生物滤池，上层滤池始终保持好氧状态即曝气一直处于开启模式，经处理出水由排水管排出系统。当监测到滤池处理效果变差，需要对装置进行反冲洗。反冲洗分上、下两层单独进行，上层反冲洗周期为下层反冲洗周期的4倍，下层反冲洗排出的污泥伴随着磷的去除，当进行反冲洗时，用挡板暂时代替滤网，使得上、下两层滤料不会发生混杂，实现单独反冲。当反冲洗水中掺杂的废弃物达不到肉眼清晰可见的程度后停止反冲，使装置继续投入运行生产。

此方法可以实现多种工况的运行，通过控制上下滤层的曝气开闭与大小，滤网的孔径大小及滤料的种类实现多种水质的处理。

本发明所提及的数值只具有指导性的意义，在实际应用中只要使用了本发明所述过程的运行方法，即应在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种脱氮除磷及强化悬浮物去除的方法，所述方法由尼龙滤网组合双层滤料过滤装置实现，过滤装置由承托层、双滤料层、曝气装置、反冲洗装置和进水、排水系统组成；其特征在于：在一个设备内分别装填两种不同的滤料，组成双滤料层，每层滤料底部都设置承托层，在两层滤料交界处和上层滤料以上15cm处设置排泥管；在反冲洗时，反冲洗水从反冲洗管进入，污泥等杂质从排泥管中排出，上下两层反冲洗周期不同且可控，底部安装进水管，夹层部分预留空间以安装可换式模块化尼龙滤网，上、下两层滤料底端各设曝气管，曝气管与空气压缩机相连，且每层曝气可实现单独控制；其基本运行方法为：在一个设备内装填两种不同滤料，待处理污水经下层生物过滤装置实现反硝化除磷，再借尼龙滤网物理截留及微生物作用高效去除剩余部分悬浮物，后经过上层生物过滤部分处理得到净化出水。

2.根据权利要求1所述的脱氮除磷及强化悬浮物去除的方法，其特征在于所述的两种不同粒径的滤料，可以根据后期试验或实践需要进行更换，所述的承托层材质为卵石。

3.根据权利要求1所述的脱氮除磷及强化悬浮物去除的方法，其特征在于所述的尼龙滤网不仅可以靠其孔洞截留部分悬浮物，也可通过长期运行使其上附着生物膜进行生物处理。

4.根据权利要求1所述的脱氮除磷及强化悬浮物去除的方法，其特征在于所述的尼龙滤网依托有机玻璃夹在中间，使其作为模块可以换用。

5.根据权利要求4所述的脱氮除磷及强化悬浮物去除的方法，其特征在于所述的有机玻璃为加工定制，上、下接带有滤料的生物过滤装置。

6.根据权利要求1所述的脱氮除磷及强化悬浮物去除的方法，其特征在于所述的上、下两层生物过滤装置可分工况进行运行，包括滤料种类、反冲洗周期及曝气控制等。

7.根据权利要求6所述的脱氮除磷及强化悬浮物去除的方法，其特征在于所述的曝气控制为下层生物过滤装置实行微曝气，其曝气强度控制在0.5mg/L，上层生物过滤装置实行正常曝气，其曝气强度控制在2mg/L。

8.根据权利要求1所述的脱氮除磷及强化悬浮物去除的方法，其特征在于所述的运行方法可以根据实际情况进行调整，但基本运行方式不变。