CN108033557A - 一种脱氮填料及城市污水深度脱氮的方法 - Google Patents

一种脱氮填料及城市污水深度脱氮的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种脱氮填料及城市污水深度脱氮的方法，该脱氮填料以重量百分比计，由以下原料制备而成：铝粉0.5‑1.5%，氢氧化铝8‑12%，硫粉3‑8%，硫代硫酸钠15‑25%，硅酸钠1.5‑3%，氢氧化钙40‑55%，细木屑1.5‑3%，余量为水。本发明脱氮填料不溶于水，能够长时间反应，不粉化、不泥化，且成本低、原料来源丰富，制备方法简单；该城市污水深度脱氮的方法，是化学法和生物方法的结合，既有化学反应的快速、彻底，又有生物方法的低成本和环境适应性，是一种高效的深度脱氮方法。

Description

一种脱氮填料及城市污水深度脱氮的方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种脱氮填料及城市污水深度脱氮的方法。
背景技术
随着社会的发展、城市化水平提高，污染物集中排放现状突出，水体富营养化现象异常严重，造成很多湖泊失去自净的能力，给环境造成很大压力。因此，降低水体富营养化的程度也即降低水体中总氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮浓度的问题，摆在各环保单位面前。
目前，污水厂的脱氮处理几乎全部采用生物脱氮的方式，其优点是成本低、易于操控；缺点是脱氮不彻底；能达到出水总氮≤15mg/L单位的可能性不到一半。原因是随着逐年环保力度加强，污水厂进水COD呈逐年下降趋势，造成碳源不足；而生物脱氮，必是在有碳源的情况下反硝化菌才能工作，这就出现了矛盾。很多污水厂为了降低出水总氮，购进大量甲醇、乙醇、乙酸钠等碳源，进行生物脱氮，造成了极大的浪费并且效果有限。
另一种脱氮方法，就是将污水厂的脱氮单元重新单列出来，增加碳源，增加滤池，即微生物异养反硝化工艺进行脱氮。这种脱氮方式可以将总氮降到10mg/L以下，甚至降到5mg/L以下。缺点是增加碳源太多，污泥产量太大，工艺上还要定期进行滤床反冲洗。工艺控制不好，会造成出水COD升高，亚硝酸盐氮积累等后果。总而言之，成本较高，工艺复杂，不能进行精脱氮。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种脱氮率高、反应迅速、成本低的脱氮填料及采用该填料对城市污水进行深度脱氮处理的方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
设计一种脱氮填料，以重量百分比计，由以下原料制备而成：铝粉0.5-1.5%，氢氧化铝8-12%，硫粉3-8%，硫代硫酸钠15-25%，硅酸钠1.5-3%，氢氧化钙40-55%，细木屑1.5-3%，余量为水。
优选的，以重量百分比计，由以下原料制备而成：铝粉1%，氢氧化铝10%，硫粉5%，硫代硫酸钠20%，硅酸钠2%，氢氧化钙50%，细木屑2%，水10%。
优选的，所述原料中固体组分的粒度为￠5-8mm，形状为圆球状。
本发明还涉及一种城市污水深度脱氮的方法，包括下列步骤：
（1）制备脱氮填料：以重量百分比计，选取原料：铝粉0.5-1.5%，氢氧化铝8-12%，硫粉3-8%，硫代硫酸钠15-25%，硅酸钠1.5-3%，氢氧化钙40-55%，细木屑1.5-3%，余量为水；将上述原料搅拌均匀待用；
（2）将步骤（1）所得的填料分层装入脱氮反应器内；
（3）向步骤（2）所得的脱氮反应器中注入待处理的污水样本和反硝化菌，在20-25℃条件下对填料层进行培菌；
（4）将待处理的城市污水通过离心泵提升至脱氮反应器内，污水由所述脱氮反应器的下部进水口进入，与脱氮反应器内的填料和反硝化菌发生反应，完成脱氮处理，然后由上部出水口流出。
优选的，步骤（2）中所述脱氮反应器包括金属罐体，所述罐体内壁光滑，罐体高度≤6m，且1≤高径比≤2。
优选的，所述步骤（2）中，脱氮反应器内填料的层数为3-5层。
优选的，步骤（4）中所述离心泵的扬程为10m，流量为0.5-5m3/h。具体应用时可根据流量具体选择离心泵。
优选的，步骤（4）中脱氮反应器内的反应温度保持在15-40℃，污水在脱氮反应器内的停留时间为1-1.5小时。
在上述方法中，采用独特配方的填料，在脱氮反应器中布置多个填料层，并在填料层上进行反硝化菌的培养，使反硝化反应发生在填料的表面，这样的脱氮过程是化学法和生物法的结合，反应更快更彻底，且操作简单、成本低。采用上述方法进行污水脱氮处理，可使污水脱氮率达到99.5%，实现精脱氮；同时还可以使污水处理后的出水总磷浓度降低30-50%，能够在脱氮的同时降低污水的总磷浓度；同时脱氮的过程中还能起到对污水进行除浊和消毒的作用，实现了深度、精确脱氮。
本发明的有益效果在于：
本发明脱氮填料不溶于水，能够长时间反应，不粉化、不泥化，处理每吨污水的填料消耗量不超过0.2kg，且成本低、原料来源丰富，制备方法简单。
本发明城市污水深度脱氮的方法，是化学法和生物方法的结合，既有化学反应的快速、彻底，又有生物方法的低成本和环境适应性，是一种高效的深度脱氮方法。
具体实施方式
下面结合实施例来说明本发明的具体实施方式，但以下实施例只是用来详细说明本发明，并不以任何方式限制本发明的范围。在以下实施例中所涉及的设备元件如无特别说明，均为常规设备元件；所涉及的工业原料如无特别说明，均为市售常规工业原料。
实施例1：一种脱氮填料，以重量百分比计，由以下原料制备而成：铝粉1%，氢氧化铝10%，硫粉5%，硫代硫酸钠20%，硅酸钠2%，氢氧化钙50%，细木屑2%，水10%。
实施例2：一种脱氮填料，与实施例1的不同之处在于，以重量百分比计，由以下原料制备而成：铝粉1.5%，氢氧化铝11%，硫粉4%，硫代硫酸钠23%，硅酸钠2.5%，氢氧化钙48%，细木屑2%，水8%。
实施例3：一种脱氮填料，与实施例1的不同之处在于，以重量百分比计，由以下原料制备而成：铝粉1%，氢氧化铝9%，硫粉5%，硫代硫酸钠25%，硅酸钠3%，氢氧化钙45%，细木屑3%，水9%。
实施例4：一种脱氮填料，与实施例1的不同之处在于，以重量百分比计，由以下原料制备而成：铝粉0.5%，氢氧化铝12%，硫粉8%，硫代硫酸钠18%，硅酸钠2%，氢氧化钙50%，细木屑2.5%，水7%。
实施例5：一种脱氮填料，与实施例1的不同之处在于，以重量百分比计，由以下原料制备而成：铝粉3%，氢氧化铝8%，硫粉3%，硫代硫酸钠22%，硅酸钠1.5%，氢氧化钙53%，细木屑1.5%，水8%。
实施例6：一种脱氮填料，与实施例1的不同之处在于，以重量百分比计，由以下原料制备而成：铝粉1.5%，氢氧化铝10%，硫粉4%，硫代硫酸钠15%，硅酸钠3%，氢氧化钙55%，细木屑1.5%，水10%。
实施例7：一种城市污水深度脱氮的方法，包括下列步骤：
（1）制备脱氮填料：按实施例1-6所述脱氮填料的配比选择原料，将所选原料搅拌均匀待用。
（2）将步骤（1）所得的填料分层装入脱氮反应器内，填料的层数为3-5层；其中，脱氮反应器包括金属罐体，所述罐体内壁光滑，罐体高度≤6m，且1≤高径比≤2。
（3）向步骤（2）所得的脱氮反应器中注入待处理的污水样本和反硝化菌，在20-25℃条件下对填料层进行培菌；
（4）将待处理的城市污水通过离心泵提升至脱氮反应器内，其中，离心泵的扬程为10m，流量为0.5-5m3/h；污水由所述脱氮反应器的下部进水口进入，与脱氮反应器内的填料和反硝化菌发生反应，脱氮反应器内的反应温度保持在15-40℃，污水在脱氮反应器内的停留时间为1-1.5小时，完成脱氮处理，然后由上部出水口流出。
实验表明，本发明城市污水深度脱氮的方法与传统脱氮方法相比具有明显优点，对比结果如下表1所示：
另外，在生物安全性上，试验发现，本发明处理后的出水中有水蚯蚓类的虫出现，长度5cm，肉红色，游动快速。由此说明，出水生物安全性可靠。
由上述对比分析表可以看出，与传统的脱氮方法相比，在成本与工艺复杂程度上，本发明优势明显，具有脱氮率高、成本低的优点，对后续工艺和出水没有什么影响，具有很大的环境价值和投资价值，适合大范围推广。
上面结合实施例对本发明作了详细的说明，但是所属技术领域的技术人员能够理解，在不脱离本发明宗旨的前提下，还可以对上述实施例中的各个具体参数进行变更，形成多个具体的实施例，均为本发明的常见变化范围，在此不再一一详述。

Claims (8)

1.一种脱氮填料，其特征在于，以重量百分比计，由以下原料制备而成：铝粉0.5-1.5%，氢氧化铝8-12%，硫粉3-8%，硫代硫酸钠15-25%，硅酸钠1.5-3%，氢氧化钙40-55%，细木屑1.5-3%，余量为水。
2.根据权利要求1所述的脱氮填料，其特征在于，以重量百分比计，由以下原料制备而成：铝粉1%，氢氧化铝10%，硫粉5%，硫代硫酸钠20%，硅酸钠2%，氢氧化钙50%，细木屑2%，水10%。
3.根据权利要求1所述的脱氮填料，其特征在于，所述原料中固体组分的粒度为￠5-8mm，形状为圆球状。
4.一种城市污水深度脱氮的方法，其特征在于，包括下列步骤：
（1）制备脱氮填料：以重量百分比计，选取原料：铝粉0.5-1.5%，氢氧化铝8-12%，硫粉3-8%，硫代硫酸钠15-25%，硅酸钠1.5-3%，氢氧化钙40-55%，细木屑1.5-3%，余量为水；将上述原料搅拌均匀待用；
（2）将步骤（1）所得的填料分层装入脱氮反应器内；
（3）向步骤（2）所得的脱氮反应器中注入待处理的污水样本和反硝化菌，在20-25℃条件下对填料层进行培菌；
（4）将待处理的城市污水通过离心泵提升至脱氮反应器内，污水由所述脱氮反应器的下部进水口进入，与脱氮反应器内的填料和反硝化菌发生反应，完成脱氮处理，然后由上部出水口流出。
5.根据权利要求4所述的城市污水深度脱氮的方法，其特征在于，步骤（2）中所述脱氮反应器包括金属罐体，所述罐体内壁光滑，罐体高度≤6m，且1≤高径比≤2。
6.根据权利要求4所述的城市污水深度脱氮的方法，其特征在于，所述步骤（2）中，脱氮反应器内填料的层数为3-5层。
7.根据权利要求4所述的城市污水深度脱氮的方法，其特征在于，步骤（4）中所述离心泵的扬程为10m，流量为0.5-5m3/h。
8.根据权利要求4所述的城市污水深度脱氮的方法，其特征在于，步骤（4）中脱氮反应器内的反应温度保持在15-40℃，污水在脱氮反应器内的停留时间为1-1.5小时。
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