CN106219904A - 一种处理电厂循环冷却排污水的脱氮除磷系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种处理电厂循环冷却排污水的脱氮除磷系统，属于污水处理技术领域。本发明系统通过向高氮低碳、高溶解氧的循环冷却排污水中投加碳源和除氧剂，保持适宜的碳氮比和进水溶解氧浓度，污水流经复合生物滤池，反硝化菌在复合生物滤池填料中挂膜生长，利用反硝化作用去除污染水样中的氮素，并通过在生物填料区上部曝气，碳化多余的有机物；通过多级滤料的吸附和过滤，同步截留污水中的部分氨氮和悬浮物；复合生物滤池出水添加除磷剂，经过絮凝作用后磷以沉淀方式进入活性砂滤池，通过过滤除磷并进一步去除悬浮物。本发明脱氮除磷系统适用于电厂循环冷却排污水处理工程，也适用于其他类似水质废水的脱氮除磷深度处理。

Description

一种处理电厂循环冷却排污水的脱氮除磷系统
技术领域
本发明涉及一种处理电厂循环冷却排污水的脱氮除磷系统，属于污水处理技术领域。
背景技术
我国电厂循环冷却水主要采用城镇污水处理厂的出水(再生水)作为补水，再生水中本身含有的氮、磷、有机物等指标执行一级A排放标准，但经过循环冷却系统浓缩后，排污水中总氮、总磷、有机物等均不能达标排放，且溶解氧饱和、悬浮物和盐分偏高，针对电厂循环冷却排污水，国内此前尚无妥善的脱氮除磷处理技术。
复合生物滤池(Combined Biological Filter，简称CBF)是在曝气生物滤池基础上改良的废水处理工艺，属于一种固定床的膜生物反应器。复合生物滤池将生物氧化、硝化、反硝化与过滤(固液分离)多种功能集中在同一反应器内，通过粒状填料和附着其上的生物膜的过滤、絮凝、生物代谢、沿程食物链分级捕食作用，一体化完成去除有机物和悬浮物、硝化、反硝化等过程。利用反应器内的好氧、缺氧等不同环境的分区，实现硝化、反硝化在同一单元反应器内进行，相比于普通活性污泥法，省却二沉池等设备，工艺上十分精简，占地面积小
活性砂滤池又被称为流砂过滤器、活性砂滤池等。通过电路控制，过滤装置能自动、连续地进行滤层清洗更新。它以其一次性投资费用较低、无需反冲洗系统、运行及维护费用低等优势，在市政及工业水及污水深度处理工艺中占据着越来越重要的地位。
发明内容
本发明的目的是提出一种处理电厂循环冷却排污水的脱氮除磷系统，应对电厂循环冷却排污水的深度处理。通过除氧系统去除进水饱和溶解氧，通过碳源投加系统调整进水碳氮比,利用复合生物滤池滤料的吸附和生物反硝化作用，去除水中的氮素；通过上段曝气强化去除多余的有机碳源去除；复合生物滤池出水通过投加絮凝剂，将磷以沉淀形式固定下来并通过后续活性砂滤池过滤去除，实现脱氮除磷一体化。
本发明提出的处理电厂循环冷却排污水的脱氮除磷系统，包括药剂混合槽、复合生物滤池、絮凝混合槽和活性砂滤池；所述的药剂混合槽分别与除氧剂加药系统和碳源加药系统相连，药剂混合槽的出口通过复合生物滤池进水管与复合生物滤池相连；所述的复合生物滤池的出口通过复合生物滤池出水管与絮凝混合槽相连，复合生物滤池内自上而下设置有火山岩颗粒滤料层、沸石滤料层和卵石承托层，所述的火山岩颗粒滤料层与复合生物滤池曝气管相连，所述的沸石滤料层与卵石承托层的相接处与复合生物滤池反冲进气管相连，所述的卵石承托层与复合生物滤池进水管相连；所述的卵石承托层同时与复合生物滤池的反冲进水管相连；所述的絮凝混合槽与混凝剂加药系统相连，絮凝混合槽的进口与复合生物滤池出水管相连，复合生物滤池出水管同时与复合生物滤池反冲排水管相连，絮凝混合槽的出口通过砂滤进水管与活性砂滤池相连；所述的活性砂滤池内自上而下设置有石英砂填充层和砂滤池卵石垫层，石英砂填充层的上部与砂滤反冲出水管相连，砂滤池卵石垫层的下部与砂滤反冲进水管相连，活性砂滤池的顶部出口与砂滤出水管相连。
上述脱氮除磷系统中，所述的复合生物滤池的主体为柱体，柱体的高径比为(6-10):1。
上述脱氮除磷系统中，所述的复合生物滤池的火山岩颗粒滤料层中，火山岩的粒径为3-5mm，密度为1200-1300kg/m3，比表面积为10-15m3/kg，填充空隙率为50％-60％，填充密度为800-850kg/m3。
上述脱氮除磷系统中，所述的复合生物滤池的沸石滤料层中，沸石滤料的粒径为4-8mm，空隙率35％，沸石滤料的含水率为2-3％。
上述脱氮除磷系统中，所述的复合生物滤池的卵石承托层中，卵石粒径为16-32mm、8-16mm和4-8mm三种，三种卵石粒径的卵石自下而上填充。
上述脱氮除磷系统中，所述的复合生物滤池中，所述的卵石承托层、沸石滤料层、火山岩颗粒滤料层的填充体积比为1:2:(3-4)
上述脱氮除磷系统中，所述的活性砂滤池的石英砂填充层中，采用天然石英砂滤料，天然石英砂滤料粒径为1.2～2.0mm，不均匀系数＜1.5。
本发明提出的处理电厂循环冷却排污水的脱氮除磷系统，其优点是：
1、本发明的脱氮除磷系统，高氮低碳含磷废水由复合生物滤池底部进水，通过外加除氧剂保持进水溶解氧浓度适于反硝化菌生长，通过外加碳源调整适宜的碳氮比，在向上流动过程中，通过复合生物滤池粒状填料和附着其上的生物膜的过滤、絮凝、生物代谢、沿程食物链分级捕食作用，并利用反应器内的缺氧、好氧等不同环境的分区，一体化完成反硝化、去除有机物和悬浮物等过程；出水通过投加絮凝剂并通过后续活性砂滤池过滤除磷，实现脱氮除磷工艺一体化。本发明的复合生物滤池适用于高氮低碳的污水处理工程，特别是针对高氮低碳、高溶解氧的循环冷却排污水的脱氮除磷，并控制出水有机物、SS等满足相关排放标准。
2、本发明的脱氮除磷系统，与已有的其他污水处理系统相比，本发明的生物滤池有机负荷高、占地面积小、投资少、不产生污泥膨胀、氧传输效率高、出水水质好。
3、本发明的脱氮除磷系统中，设置了多套加药系统，分别为碳源加药系统、除氧剂加药系统和除磷剂加药系统，以分别满足进水碳氮比调节、溶解氧调节和絮凝除磷功能。加药系统还可以采用一体化自动控制系统，由在线监测设备将进出水水质参数如总氮、、总磷、化学需氧量、流量等参数反馈给智能控制系统，系统根据滤池模型运算得到应该调整的加药量，实现实时调控。
附图说明
图1是本发明提出的处理电厂循环冷却排污水的脱氮除磷系统结构示意图。
图1中，1是复合生物滤池进水管，2是除氧剂加药系统，3是碳源加药系统，4是药剂混合槽，5是载体填充区，6是复合生物滤池出水管，7是复合生物滤池反冲进水管，8是复合生物滤池反冲排水管，9是复合生物滤池曝气管，10是复合生物滤池反冲进气管，11是卵石承托层，12是沸石滤料层，13是火山岩颗粒滤料层，14是混凝剂加药系统，15是絮凝混合槽，16是砂滤进水管，17是砂滤池卵石垫层，18是石英砂填充层，19是砂滤反冲洗进气管，20是砂滤反冲进水管，21是砂滤反冲出水管，22是砂滤出水管。
具体实施方式
本发明提出的处理电厂循环冷却排污水的脱氮除磷系统，其结构示意图如图1所示，包括药剂混合槽4、复合生物滤池、絮凝混合槽15和活性砂滤池。药剂混合槽4分别与除氧剂加药系统2和碳源加药系统3相连，药剂混合槽4的出口通过复合生物滤池进水管1与复合生物滤池相连。复合生物滤池的出口通过复合生物滤池出水管6与絮凝混合槽15相连，复合生物滤池内自上而下设置有火山岩颗粒滤料层13、沸石滤料层12和卵石承托层11，火山岩颗粒滤料层13与复合生物滤池曝气管9相连，沸石滤料层12与卵石承托层11的相接处与复合生物滤池反冲进气管10相连，卵石承托层11与复合生物滤池进水管1相连，并同时与复合生物滤池反冲进水管7相连。絮凝混合槽15与混凝剂加药系统14相连，絮凝混合槽15的进口与复合生物滤池出水管6相连，复合生物滤池出水管6同时与复合生物滤池反冲排水管8相连，絮凝混合槽15的出口通过砂滤进水管16与活性砂滤池相连。活性砂滤池内自上而下设置有石英砂填充层18和砂滤池卵石垫层17，石英砂填充层18的上部与砂滤反冲出水管21相连，砂滤池卵石垫层17的下部与砂滤反冲进水管20相连，活性砂滤池的顶部出口与砂滤出水管22相连。
上述脱氮除磷系统中，所述的复合生物滤池的主体为柱体，柱体的高径比为(6-10):1。
上述脱氮除磷系统中，所述的复合生物滤池的火山岩颗粒滤料层中，火山岩的粒径为3-5mm，密度为1200-1300kg/m3，比表面积为10-15m3/kg，填充空隙率为50％-60％，填充密度为800-850kg/m3。
上述脱氮除磷系统中，所述的复合生物滤池的沸石滤料层中，沸石滤料的粒径为4-8mm，空隙率35％，沸石滤料的含水率为2-3％。
上述脱氮除磷系统中，所述的复合生物滤池的卵石承托层中，卵石粒径为16-32mm、8-16mm和4-8mm三种，三种卵石粒径的卵石自下而上填充。
上述脱氮除磷系统中，所述的复合生物滤池中，所述的卵石承托层、沸石滤料层、火山岩颗粒滤料层的填充体积比为1:2:(3-4)
上述脱氮除磷系统中，所述的活性砂滤池的石英砂填充层中，采用天然石英砂滤料，天然石英砂滤料粒径为1.2～2.0mm，不均匀系数＜1.5。
本发明的脱氮除磷系统，可以利用自动控制系统进行自动控制。通过向高氮低碳、高溶解氧的循环冷却排污水中投加碳源和除氧剂，保持适宜的碳氮比和进水溶解氧浓度，污水流经复合生物滤池，反硝化菌在复合生物滤池填料中挂膜生长，利用反硝化作用去除污染水样中的氮素，并通过在生物填料区上部曝气，碳化多余的有机物；通过多级滤料的吸附和过滤，同步截留污水中的部分氨氮和悬浮物；复合生物滤池出水添加除磷剂，经过絮凝作用后磷以沉淀方式进入活性砂滤池，通过过滤除磷并进一步去除悬浮物。通过碳氮比、除氧剂用量、除磷剂用量、容积负荷等参数的优化，达到良好的脱氮除磷效果。该组合工艺适用于电厂循环冷却排污水处理工程，也适用于其他类似水质废水的脱氮除磷深度处理。
以下介绍本发明脱氮除磷系统的实施例：
实施例1
采用图1所示的中试装置，复合生物滤池直径0.6m，高4m，有效容积565L，选取滤料为火山岩、沸石组合滤料，活性砂滤池有效容积85L，采用石英砂滤料；进水为某燃气热电厂循环冷却排污水，溶解氧8.5-9.0mg/L，总氮浓度35-60mg/L，以乙酸钠为外加碳源，碳氮比比3.5：1，总磷0.4-2.0mg/L，悬浮物9-18mg/L。
在容积总氮负荷0.45-0.76kg/m3·d(进水流量300L/h)，的条件下，经过30d的运行，总氮出水浓度低于10mg/L，总氮去除率在71.4％-83.3％之间；悬浮物降低到5mg/L以下；通过复合生物滤池上段曝气可以去除多余碳源，出水化学需氧量低于20mg/L；复合生物滤池出水投加聚合氯化铝除磷，实际投加系数3.85～6.50，出水总磷低于0.2mg/L。
本发明的脱氮除磷系统中的碳源加药系统，是将纯度≥99.5％的三水合乙酸钠(CH2COONa2·3H2O)加入去离子水中，配置成乙酸钠有效成分为1％的水溶液，置于密封储罐内。采用蠕动泵调节流量，投加到待处理水样中。其中的除氧系统：利用亚硫酸钠与氧气的反应，去除水中饱和溶解氧。将分析纯的亚硫酸钠(Na2SO3)加入去离子水中，配置成亚硫酸钠有效成分为0.4％的水溶液，置于密封储罐内。采用蠕动泵调节流量，投加到待处理水样中。

Claims (7)

1.一种处理电厂循环冷却排污水的脱氮除磷系统，其特征在于包括药剂混合槽、复合生物滤池、絮凝混合槽和活性砂滤池；所述的药剂混合槽分别与除氧剂加药系统和碳源加药系统相连，药剂混合槽的出口通过复合生物滤池进水管与复合生物滤池相连；所述的复合生物滤池的出口通过复合生物滤池出水管与絮凝混合槽相连，复合生物滤池内自上而下设置有火山岩颗粒滤料层、沸石滤料层和卵石承托层，所述的火山岩颗粒滤料层与复合生物滤池曝气管相连，所述的沸石滤料层与卵石承托层的相接处与复合生物滤池反冲进气管相连，所述的卵石承托层与复合生物滤池进水管相连；所述的絮凝混合槽与混凝剂加药系统相连，絮凝混合槽的进口与复合生物滤池出水管相连，复合生物滤池出水管同时与复合生物滤池反冲排水管相连，絮凝混合槽的出口通过砂滤进水管与活性砂滤池相连；所述的活性砂滤池内自上而下设置有石英砂填充层和砂滤池卵石垫层，石英砂填充层的上部与砂滤反冲出水管相连，砂滤池卵石垫层的下部与砂滤反冲进水管相连，活性砂滤池的顶部出口与砂滤出水管相连。
2.如权利要求1所述的脱氮除磷系统，其特征在于其中所述的复合生物滤池的主体为柱体，柱体的高径比为(6-10):1。
3.如权利要求1所述的脱氮除磷系统，其特征在于其中所述的复合生物滤池的火山岩颗粒滤料层中，火山岩的粒径为3-5mm，密度为1200-1300kg/m3，比表面积为10-15m3/kg，填充空隙率为50％-60％，填充密度为800-850kg/m3。
4.如权利要求1所述的脱氮除磷系统，其特征在于其中所述的复合生物滤池的沸石滤料层中，沸石滤料的粒径为4-8mm，空隙率35％，沸石滤料的含水率为2-3％。
5.如权利要求1所述的脱氮除磷系统，其特征在于其中所述的复合生物滤池的卵石承托层中，卵石粒径为16-32mm、8-16mm和4-8mm三种，三种卵石粒径的卵石自下而上填充。
6.如权利要求1所述的脱氮除磷系统，其特征在于其中所述的复合生物滤池中，所述的卵石承托层、沸石滤料层、火山岩颗粒滤料层的填充体积比为1:2:(3-4) 。
7.如权利要求1所述的脱氮除磷系统，其特征在于其中所述的活性砂滤池的石英砂填充层中，采用天然石英砂滤料，天然石英砂滤料粒径为1.2～2.0mm，不均匀系数＜1.5。
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