CN107381833A - 一种污水深床脱氮处理系统及其处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种污水深床脱氮处理系统，包括碳源投加装置、深床脱氮装置、出水反洗装置和曝气装置，深床脱氮装置包括若干脱氮过滤室，每个脱氮过滤室的进水端设有一个二级配水渠，所有二级配水渠均连接在一个一级配水渠上，一级配水渠上设有污水进水管，碳源投加装置通过一加药泵与二级配水渠连接，脱氮过滤室内自上而下依次设有生物吸附砂层、吸附砂支撑层、布水布气模块和过水板，曝气装置包括曝气风机，脱氮过滤室内设有布气装置，曝气风机通过一进气管连接布气装置，出水反洗装置包括反洗排放池、反洗进水管和反洗泵，脱氮过滤室的出水口通过一出水管连接反洗排放池的进水口。本发明脱氮效果好，同时保证脱氮效率，且运行稳定，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明属于环保技术领域，尤其涉及一种污水深床脱氮处理系统及其处理方法。
背景技术
在目前大部分城市污水TN达标困难的大背景下，深床脱氮滤池作为污水脱氮的常用处理设备得到不断研发和改进，但是目前，普通的深床脱氮装置滤池，脱氮率得不到保证，导致其无法实现高标准TN达标；同时深床脱氮滤池运行一段时间后，由于SS等颗粒物堆积、以及生物膜的老化、微生物新陈代谢产物累积等因素，过水速率和脱氮效率会下降，为保证过水通量，需对系统定时反冲洗。
发明内容
本发明为了解决上述现有技术中存在的缺陷和不足，提供了一种可以有效降低了污水中总氮的含量，脱氮效果好，同时会定时自动反冲洗，保证过水速率和脱氮效率，且运行稳定，使用寿命长的污水深床脱氮处理系统及其处理方法。
本发明的技术方案：一种污水深床脱氮处理系统，包括依次连接的碳源投加装置、深床脱氮装置和出水反洗装置以及连接在深床脱氮装置上的曝气装置，所述深床脱氮装置包括若干脱氮过滤室，每个脱氮过滤室的进水端设有一个二级配水渠，所有二级配水渠均连接在一个一级配水渠上，所述一级配水渠上设有污水进水管，所述碳源投加装置通过一加药泵与二级配水渠连接，所述脱氮过滤室内自上而下依次设有生物吸附砂层、吸附砂支撑层、布水布气模块和过水板，所述曝气装置包括曝气风机，所述脱氮过滤室内设有配合布水布气模块的布气装置，所述曝气风机通过一进气管连接布气装置，所述出水反洗装置包括反洗排放池、连接反洗排水池和脱氮过滤室的反洗进水管以及设置在反洗进水管上的反洗泵，所述脱氮过滤室的出水口通过一出水管连接反洗排放池的进水口，所述反洗、排放池上设有一排放管。
本发明将碳源投加装置、深床脱氮装置、曝气装置和出水反洗装置很好的结合在一起，使得其可以有效降低了污水中总氮的含量，脱氮效果好，同时会定时自动反冲洗，保证过水速率和脱氮效率，且运行稳定，使用寿命长。
生物吸附砂主要作用为微生物挂膜，同时具备截留污水中SS的功能。微生物以缺氧菌为主，在缺氧环境中会发生反硝化作用，反硝化作用会将水中硝酸盐转化为N2和碳酸根，从而有效降低了污水中总氮的含量，起到了明显的脱氮效果。
优选地，所述一级配水渠和二级配水渠之间设有配水闸门，所述二级配水渠与脱氮过滤室之间设有稳流配水槽和稳流配水堰板，所述出水管上设有出水调节阀，所述曝气风机与进气管之间设有气体调节气动阀和气体流量计，所述反洗进水管上设有反洗水量调节气动阀和反洗流量计，所述二级配水渠上设有反洗排放管和反洗排放阀。
该种结构方便流水缓急控制，方便对进水、出水、进气以及反冲洗进水和出水的量控制和速度调节。
优选地，所述一级配水渠内设有进水总氮检测仪，所述二级配水渠内设有DO检测仪，所述脱氮过滤室内设有脱氮室超声波液位计，所述反洗排放池内设有出水总氮检测仪和投入式液位计。
该种结构方便对各个阶段的总氮含量的观察，同时方便对二级配水渠内DO量的观察，对脱氮过滤室和反洗排放池液位的观察，方便使用各种调节阀进行调节。
优选地，所述加药泵与二级配水渠之间设有加药流量计和加药调节气动阀。
该种结构方便对加药泵加药量的计量和调节。
优选地，所述生物吸附砂为微生物挂膜，所述过水板底部设有集水渠，所述出水管的位置与集水渠的位置相对应，所述反洗进水管与出水管连接。
该种结构方便脱氮过滤室的出水排出和反洗水的收集。
优选地，所述布水布气模块内设有均匀分布的缝隙，所述布气装置布置于布水布气模块一侧，与布水布气模块的内部管槽连通。
布水布气模块之间含有均匀分布的缝隙，水流可由此均匀通过，而且该模块有较强的承载能力，可保证吸附砂层和支撑层的稳定，布气装置布置于该模块一侧，与其内部管槽连通，保证布气均匀的同时也保护布气装置的管道不受上层吸附砂等重力挤压，保证可长期使用。
优选地，所述脱氮过滤室、二级配水渠、稳流配水槽和稳流分配堰板的数量均为两个。
一种污水深床脱氮处理系统的处理方法，包括正常脱氮处理阶段和生物吸附砂反洗阶段两个步骤；
所述正常脱氮处理阶段步骤如下：废水通过污水进水管进入到一级配水渠，通过配水闸门控制水流进入二级配水渠，按比例投加碳源，水流自流进入两道稳流配水槽，在稳流分配堰板作用下，均匀进入脱氮过滤室；最上层的生物吸附砂上的微生物，在缺氧环境中会发生反硝化作用，将水中硝酸盐转化为N2和碳酸根，后在重力作用下经过吸附砂支撑层、布水布气模块，水流经过布水布气模块和过水板后汇入集水渠，通过出水管排放至反洗排放池内，排放或者用于反洗；
所述生物吸附砂反洗阶段步骤如下：首先关闭配水闸门、出水调节阀，开启气体调节气动阀和曝气风机，通过进气管将高压空气通入至布气装置，同时根据气体流量计的计量，调节气体调节气动阀，以保证气量的稳定，在布水布气模块、吸附砂支撑层的作用下，气体均匀扰动生物吸附砂层，使其中的悬颗杂质与吸附砂逐渐分离、上浮，此过程持续5~10分钟；然后开启反洗水量调节气动阀和反洗泵，同时根据反洗流量计的计量，调节反洗水量调节气动阀，使反洗水匀速进入反洗进水管，反洗排放池中设置投入式液位计，在低水位时停止反洗泵保护水泵，等液位恢复后继续；水流通过集水渠和过水板，在布水布气模块、吸附砂支撑层的作用下对生物吸附砂层进行均匀冲洗，在空气反洗阶段与吸附砂分离的杂质在空气和水力作用下被彻底带出，随水流溢入稳流配水堰，此过程持续1~5分钟；最后停止曝气风机，关闭气体调节气动阀，开启反洗排放阀，反洗持续进行5~20分钟，直至反洗水将生物吸附砂中杂质冲洗干净，反洗水通过反洗排放管排出后，反洗阶段结束，之后关闭反洗泵、反洗水量调节气动阀、反洗排放阀，开启配水闸门、出水调节阀，再次进入正常脱氮处理阶段。
优选地，其中按比例投加碳源是根据进水总氮检测仪、DO检测仪显示数据，同时将根据目标去除TN值和出水总氮监测仪数据显示，同步修正药剂投加量；碳源由加药泵投加，由加药流量计计量，由加药调节气动阀根据要求调节加药流量；所述生物吸附砂中的微生物以缺氧菌为主，在缺氧环境中会发生反硝化作用，其反应式如下：2NO3 -+ H++organicmatter→N2+HCO3 -。
优选地，所述出水管中的排放流量由出水调节阀根据脱氮室超声波液位计调节，保证池内液位的稳定。
本发明将碳源投加装置、深床脱氮装置、曝气装置和出水反洗装置很好的结合在一起，使得其可以有效降低了污水中总氮的含量，脱氮效果好，同时会定时自动反冲洗，保证过水速率和脱氮效率，且运行稳定，使用寿命长。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中深床脱氮装置的俯视示意图；
图中1.碳源投加装置，11.加药泵，12.加药流量计，13.加药调节气动阀，2.深床脱氮装置，21.污水进水管，22.一级配水渠，23.配水闸门，24.二级配水渠，25.稳流配水槽，26.稳流配水堰板，27.脱氮过滤室，28.生物吸附砂层，29.吸附砂支撑层，210.布水布气模块，211.过水板，212.集水渠，213.出水调节阀，214.出水管，215.进水总氮检测仪，216.脱氮室超声波液位计，217.DO检测仪，3.曝气装置，31.曝气风机，32.气体流量计，33.气体调节气动阀，34.进气管，35.布气装置，4.出水反洗装置，41.排放管，42.反洗泵，43.反洗流量计，44.反洗水量调节气动阀，45.反洗进水管，46.反洗排放阀，47.反洗排放管，48.出水总氮检测仪，49.投入式液位计，410.反洗、排放池。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明，但并不是对本发明保护范围的限制。
如图1和2所示，一种污水深床脱氮处理系统，包括依次连接的碳源投加装置1、深床脱氮装置2和出水反洗装置4以及连接在深床脱氮装置2上的曝气装置4。其运行分为两个阶段：1.正常脱氮处理阶段；2.生物吸附砂反洗阶段；以下对方法和过程做简要说明。
1.正常脱氮处理阶段
废水通过进水管21进入到一级配水渠22，通过配水闸门23控制水流进入二级配水渠24，此处将根据进水总氮检测仪215、DO检测仪217显示数据，按比例投加碳源，同时将根据目标去除TN值和出水总氮监测仪48数据显示，同步修正药剂投加量。碳源由碳源投加装置1的加药泵11投加，由加药流量计12计量，由加药调节气动阀13根据要求调节加药流量。水流自流进入两道稳流配水槽25，在稳流分配堰板26作用下，均匀进入脱氮过滤室27；
脱氮过滤室27最上层布置生物吸附砂层28，生物吸附砂主要作用为微生物挂膜，同时具备截留污水中SS的功能。微生物以缺氧菌为主，在缺氧环境中会发生反硝化作用，其主要原理如下：
2NO3 - +H+ + organicmatter（含碳有机物）→N2+HCO3 -
反硝化作用会将水中硝酸盐转化为N2和碳酸根，从而有效降低了污水中总氮的含量，起到了明显的脱氮效果，后在重力作用下经过吸附砂支撑层29、布水布气模块210，布水布气模块210之间含有均匀分布的缝隙，水流可由此均匀通过，而且该模块有较强的承载能力，可保证生物吸附砂层和吸附砂支撑层的稳定，布气装置35布置于该模块一侧，与其内部管槽连通，保证布气均匀的同时也保护布气装置35的管道不受上层吸附砂等重力挤压，保证可长期使用。
水流经过布水布气模块210后，经过过水板211后汇入集水渠212，通过出水管214排放，排放流量由出水调节阀213根据脱氮室超声波液位计216调节，保证池内液位的稳定。
2.生物吸附砂反洗阶段：
深床脱氮装置运行一段时间后，由于SS等颗粒物堆积、以及生物膜的老化、微生物新陈代谢产物累积等因素，过水速率和脱氮效率会下降，为保证过水通量，需对系统定时反冲洗。
在反冲洗进行之前，首先关闭配水闸门23、出水调节阀213，开启气体调节气动阀33和曝气风机31，通过进气管34将高压空气通入至布气装置35，同时根据气体流量计32的计量，调节气体调节气动阀33以保证气量的稳定，在布水布气模块210、吸附砂支撑层29作用下，气体均匀扰动生物吸附砂层28，使其中的悬颗杂质与吸附砂逐渐分离、上浮，此过程持续约5~10分钟；
此过程后，开启反洗水量调节气动阀44和反洗泵42，同时根据反洗流量计43的计量，调节反洗水量调节气动阀44，使反洗水匀速进入反洗进水管45，反洗排放池410中设置投入式液位计49，在低水位时停止反洗泵42保护水泵，等液位恢复后继续。水流通过集水渠212过水板211，在布水布气模块210、吸附砂支撑层29作用下对生物吸附砂层28进行均匀冲洗，在空气反洗阶段与吸附砂分离的杂质在空气和水力作用下被彻底带出，随水流溢入稳流配水堰25，此过程持续约1~5分钟。
此过程后，停止曝气风机31，关闭气体调节气动阀33，开启反洗排放阀46，反洗持续进行约5~20min，直至反洗水将吸附砂中杂质冲洗干净，反洗水通过反洗排放管47排出后，反洗阶段结束，之后关闭反洗泵42、反洗水量调节气动阀44、反洗排放阀46，开启配水闸门23、出水调节阀213，进入正常脱氮处理阶段。
以下为某工程应用实际检测数据：
深床脱氮装置处理效果一览表。
本发明中的碳源投加装置、布气装置和布水布气模块均为市面采购的常规部件，故不作细述。
Claims (10)
1.一种污水深床脱氮处理系统，其特征在于：其包括依次连接的碳源投加装置、深床脱氮装置和出水反洗装置以及连接在深床脱氮装置上的曝气装置，所述深床脱氮装置包括若干脱氮过滤室，每个脱氮过滤室的进水端设有一个二级配水渠，所有二级配水渠均连接在一个一级配水渠上，所述一级配水渠上设有污水进水管，所述碳源投加装置通过一加药泵与二级配水渠连接，所述脱氮过滤室内自上而下依次设有生物吸附砂层、吸附砂支撑层、布水布气模块和过水板，所述曝气装置包括曝气风机，所述脱氮过滤室内设有配合布水布气模块的布气装置，所述曝气风机通过一进气管连接布气装置，所述出水反洗装置包括反洗排放池、连接反洗排水池和脱氮过滤室的反洗进水管以及设置在反洗进水管上的反洗泵，所述脱氮过滤室的出水口通过一出水管连接反洗排放池的进水口，所述反洗排放池上设有一排放管。
2.根据权利要求1所述的一种污水深床脱氮处理系统，其特征在于：所述一级配水渠和二级配水渠之间设有配水闸门，所述二级配水渠与脱氮过滤室之间设有稳流配水槽和稳流配水堰板，所述出水管上设有出水调节阀，所述曝气风机与进气管之间设有气体调节气动阀和气体流量计，所述反洗进水管上设有反洗水量调节气动阀和反洗流量计，所述二级配水渠上设有反洗排放管和反洗排放阀。
3.根据权利要求2所述的一种污水深床脱氮处理系统，其特征在于：所述一级配水渠内设有进水总氮检测仪，所述二级配水渠内设有DO检测仪，所述脱氮过滤室内设有脱氮室超声波液位计，所述反洗排放池内设有出水总氮检测仪和投入式液位计。
4.根据权利要求3所述的一种污水深床脱氮处理系统，其特征在于：所述加药泵与二级配水渠之间设有加药流量计和加药调节气动阀。
5.根据权利要求4所述的一种污水深床脱氮处理系统，其特征在于：所述生物吸附砂为微生物挂膜，所述过水板底部设有集水渠，所述出水管的位置与集水渠的位置相对应，所述反洗进水管与出水管连接。
6.根据权利要求5所述的一种污水深床脱氮处理系统，其特征在于：所述布水布气模块内设有均匀分布的缝隙，所述布气装置布置于布水布气模块一侧，与布水布气模块的内部管槽连通。
7.根据权利要求6所述的一种污水深床脱氮处理系统，其特征在于：所述脱氮过滤室、二级配水渠、稳流配水槽和稳流分配堰板的数量均为两个。
8.一种如权利要求7所述的污水深床脱氮处理系统的处理方法，其特征在于：其包括正常脱氮处理阶段和生物吸附砂反洗阶段两个步骤；
所述正常脱氮处理阶段步骤如下：废水通过污水进水管进入到一级配水渠，通过配水闸门控制水流进入二级配水渠，按比例投加碳源，水流自流进入两道稳流配水槽，在稳流分配堰板作用下，均匀进入脱氮过滤室；最上层的生物吸附砂上的微生物，在缺氧环境中会发生反硝化作用，将水中硝酸盐转化为N2和碳酸根，后在重力作用下经过吸附砂支撑层、布水布气模块，水流经过布水布气模块和过水板后汇入集水渠，通过出水管排放至反洗排放池内进行反洗；
所述生物吸附砂反洗阶段步骤如下：首先关闭配水闸门、出水调节阀，开启气体调节气动阀和曝气风机，通过进气管将高压空气通入至布气装置，同时根据气体流量计的计量，调节气体调节气动阀，以保证气量的稳定，在布水布气模块、吸附砂支撑层的作用下，气体均匀扰动生物吸附砂层，使其中的悬颗杂质与吸附砂逐渐分离、上浮，此过程持续5~10分钟；然后开启反洗水量调节气动阀和反洗泵，同时根据反洗流量计的计量，调节反洗水量调节气动阀，使反洗水匀速进入反洗进水管，反洗排放池中设置投入式液位计，在低水位时停止反洗泵保护水泵，等液位恢复后继续；水流通过集水渠和过水板，在布水布气模块、吸附砂支撑层的作用下对生物吸附砂层进行均匀冲洗，在空气反洗阶段与吸附砂分离的杂质在空气和水力作用下被彻底带出，随水流溢入稳流配水堰，此过程持续1~5分钟；最后停止曝气风机，关闭气体调节气动阀，开启反洗排放阀，反洗持续进行5~20分钟，直至反洗水将生物吸附砂中杂质冲洗干净，反洗水通过反洗排放管排出后，反洗阶段结束，之后关闭反洗泵、反洗水量调节气动阀、反洗排放阀，开启配水闸门、出水调节阀，再次进入正常脱氮处理阶段。
9.根据权利要求8所述的一种污水深床脱氮处理系统的处理方法，其特征在于：其中按比例投加碳源是根据进水总氮检测仪、DO检测仪显示数据，同时将根据目标去除TN值和出水总氮监测仪[4.8]数据显示，同步修正药剂投加量；碳源由加药泵投加，由加药流量计计量，由加药调节气动阀根据要求调节加药流量；所述生物吸附砂中的微生物以缺氧菌为主，在缺氧环境中会发生反硝化作用，其反应式如下：2NO3 -+ H++organicmatter→N2+HCO3 -。
10.根据权利要求8所述的一种污水深床脱氮处理系统的处理方法，其特征在于：所述出水管中的排放流量由出水调节阀根据脱氮室超声波液位计调节，保证池内液位的稳定。
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