CN113501600A - 一种基于悬浮介质层的新型低碳污水深度除磷工艺系统 - Google Patents

一种基于悬浮介质层的新型低碳污水深度除磷工艺系统 Download PDF

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郑兴灿
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Abstract

本发明提供一种基于悬浮介质层的新型低碳污水深度除磷工艺系统，包括悬浮介质除磷系统和砂滤系统，所述悬浮介质除磷系统包括悬浮介质除磷系统进水管、悬浮介质除磷反应器的进水口、进水加药系统、进水加药管、悬浮介质除磷反应器、搅拌器和悬浮介质除磷反应器的出水管；所述砂滤系统包括砂滤器、砂滤器进水管、砂滤器内的滤料层、砂滤器出水管、反冲洗系统和反冲洗进水管。该系统可实现对二级出水TP和SS进一步有效去除的同时降低系统化学药剂投加量，从而提高污水处理系统出水生态的安全性，有效地促进碳减排，推动污水资源化利用。

Description

一种基于悬浮介质层的新型低碳污水深度除磷工艺系统
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，特别涉及一种基于悬浮介质层的新型低碳污水深度除磷工艺系统。
背景技术
水体富营养化导致的水环境恶化，严重影响了人民群众的生活品质，磷作为水体富营养化的主要限值因素需要得到有效控制。近年来我国北京、天津、江苏(太湖)、安徽(巢湖)、昆明(滇池)、河北(大清河)等敏感区域省市陆续颁布了新的城镇污水排放标准，对城镇污水处理厂出水中总磷实施更加严格的管控。而目前我国大量城镇污水处理厂普遍还是采用过量投加化学除磷药剂强化除磷的方式保证出水总磷的稳定达标，但是药剂投加过量导致出水生态风险增加等问题一直未能得到妥善解决。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，而提供一种基于悬浮介质层的新型低碳污水深度除磷工艺系统，该系统以生物絮体和化学絮体聚集形成具有沉淀分离和过滤效能的悬浮介质除磷系统为核心，且同时耦合砂滤系统，可实现对二级出水TP和SS进一步有效去除的同时降低系统化学药剂投加量，从而提高污水处理系统出水生态的安全性，有效地促进碳减排，推动污水资源化利用。
如上构思，本发明的技术方案是：一种基于悬浮介质层的新型低碳污水深度除磷工艺系统，包括悬浮介质除磷系统和砂滤系统，其特征在于：所述悬浮介质除磷系统包括悬浮介质除磷系统进水管、悬浮介质除磷反应器的进水口、进水加药系统、进水加药管、悬浮介质除磷反应器、搅拌器和悬浮介质除磷反应器的出水管，所述搅拌器安装于悬浮介质除磷反应器中部，所述悬浮介质除磷系统进水管通过悬浮介质除磷反应器的进水口与悬浮介质除磷反应器连通，所述进水加药系统通过进水加药管与悬浮介质除磷反应器连通，所述悬浮介质除磷反应器的出水管与砂滤系统的进水管连接；所述砂滤系统包括砂滤器、砂滤器进水管、砂滤器内的滤料层、砂滤器出水管、反冲洗系统和反冲洗进水管，所述砂滤器进水管与悬浮介质除磷系统出水管连接，所述砂滤器出水管通过反冲洗进水管与反冲洗系统连接，所述反冲洗系统与砂滤器连接。
进一步，所述悬浮介质除磷反应器采用圆柱形锥底结构。
进一步，所述悬浮介质除磷反应器5内的搅拌器采用低速轴流型搅拌器。
进一步，所述悬浮介质除磷反应器的进水口位于搅拌器下部悬浮介质除磷反应器两侧池壁上，呈切向设置，进水方向与切线夹角控制在0°～60°，两侧进水口呈对称布置。
进一步，所述悬浮介质除磷反应器的底端连接排泥管。
进一步，所述悬浮介质除磷系统表面负荷控制在0.4-1.2m3/m2.h，水力停留时间为1.5～2.5h。
进一步，所述悬浮介质除磷器内的介质密度控制在1000mg/L～5000mg/L，且通过污泥排泥泵控制。
进一步，所述砂滤系统的滤速控制在5m/h～10m/h。
本发明具有如下的优点和积极效果：
1、本发明通过悬浮介质除磷反应器的进水口的切向进水和搅拌器低速推动控制水力流态，通过悬浮介质除磷反应器出水管、排泥管、进水加药系统控制累积二级出水悬浮固体和除磷药剂生成的化学絮体的方式，形成具有絮凝沉淀、吸附网捕作用的“生物絮体+化学絮体”悬浮介质层，利用该悬浮介质层的絮凝沉淀和吸附网捕作用完成对二级出水中TP和SS的高效去除，同时耦合砂滤系统进一步保证对TP和SS的去除稳定性，并实现化学药剂投加量的降低，提高出水生态安全性，有效促进碳减排，推动污水资源化利用。
2、本发明的悬浮介质除磷反应器采用圆柱形锥底结构，可保证系统内水力流态可控同时排泥通畅。
3、本发明的悬浮介质除磷系统通过搅拌器将悬浮介质层高度控制在有效水深的30％～80％。
4、本发明的悬浮介质除磷系统可采用投加化学除磷药剂的方式，快速启动形成“生物絮体+化学絮体”介质层，待介质层稳定后，可逐步减少除磷药剂投加量。
本发明的工作原理是：经一级处理和二级处理系统处理后的污水，通过连接管线首先进入悬浮介质除磷系统的中下部，通过进水口进行切线方向的均匀布水，进水加药系统同步将除磷药剂投加至悬浮介质过滤系统内的悬浮介质除磷反应器，通过进水中生物絮体和化学絮体的累积形成具有去除TP和SS功能的悬浮介质层；污水向上流动经过悬浮介质层，利用介质层的絮凝、沉淀、吸附和网捕作用，将污水中的磷酸盐和悬浮固体截留，过量絮体通过底部排出系统外，进入后续的处理与处置，悬浮介质层系统上部沉淀分离后的上清液，流入砂滤系统，上向流通过砂滤，悬浮固体进一步被截留，出水从砂滤系统上部流出。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
附图标记说明：1、悬浮介质除磷系统；2、砂滤系统；1-1、悬浮介质除磷系统进水管；1-2、悬浮介质除磷反应器的进水口；1-3、进水加药系统；1-4、进水加药管；1-5、悬浮介质除磷反应器；1-6、搅拌器；1-7、悬浮介质除磷反应器的出水管；1-8、排泥管；2-1、砂滤系统进水管；2-2、滤料层；2-3、砂滤系统出水管；2-4、反冲洗系统；2-5、反冲洗进水管。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供一种基于悬浮介质层的新型低碳污水深度除磷工艺系统，由悬浮介质除磷系统1和砂滤系统2依次连接。
所述悬浮介质除磷系统包括悬浮介质除磷系统进水管1-1、悬浮介质除磷反应器1-5、悬浮介质除磷反应器1-5的进水口1-2、进水加药系统1-3、进水加药管1-4、搅拌器1-6和悬浮介质除磷反应器1-5的出水管1-7，所述搅拌器1-6安装于悬浮介质除磷反应器1-5中部，所述悬浮介质除磷系统进水管1-1通过悬浮介质除磷反应器1-5的进水口1-2与悬浮介质除磷反应器1-5连通，所述进水加药系统1-3通过进水加药管1-4与悬浮介质除磷反应器1-5连通，所述悬浮介质除磷反应器1-5的出水管1-7与砂滤系统的进水管2-1连接；所述悬浮介质除磷反应器1-5的进水口1-2位于搅拌器1-6下部悬浮介质除磷反应器1-5两侧池壁上，呈切向设置，进水方向与切线夹角控制在0°～60°，两侧进水口呈对称布置。所述搅拌器1-6安装于悬浮介质除磷反应器1-5中部，采用剪切力较小的低速轴流型搅拌器，通过搅拌强度的控制，将介质层高度控制在有效水深的30％～80％。所述悬浮介质除磷反应器1-5底端连接排泥管1-8，排泥管1-8通过控制排泥量，将悬浮介质除磷反应器1-5内的悬浮介质层固体浓度控制在1000mg/L～5000mg/L，排出污泥单独进行处理与处置。
所述悬浮介质除磷系统1表面负荷控制在0.4-1.2m3/m2.h，水力停留时间为1.5～2.5h。
所述砂滤系统2包括砂滤器、砂滤系统进水管2-1、砂滤器内的滤料层2-2、砂滤系统出水管2-3、反冲洗系统2-4和反冲洗进水管2-5，所述砂滤系统的进水管2-1与悬浮介质除磷系统出水管1-7连接，所述砂滤系统出水管2-3通过反冲洗进水管2-5与反冲洗系统2-4连接，所述反冲洗系统2-4与砂滤器2-6连接。该砂滤系统2的滤速控制在5～10m/h；当过滤效果变差时，启动反冲洗系统2-4，反冲洗进水管2-5分流自砂滤系统出水管2-3，从砂滤系统2底部进入，完成反冲洗。
本发明的运行过程是：二级出水和化学除磷药剂分别经悬浮介质除磷系统进水管1-1和进水加药系统1-3同步进入悬浮介质除磷反应器1-5，污水中的磷酸盐和除磷药剂发生絮凝反应转化为化学絮体且和二级出水中原有悬浮固体同时在悬浮介质除磷反应器1-5进行初步絮凝沉淀形成一定高度且具有吸附和网捕作用的悬浮介质层，待该悬浮介质层稳定后，可逐步减少除磷药剂投加量，二级出水经过悬浮介质除磷反应器1-5中已经形成的稳定悬浮介质层，完成磷和悬浮固体的去除后，经出水管1-7和砂滤系统进水管2-1进入砂滤系统2，上向流经过砂滤系统滤料层2-2，通过滤料的拦截作用，进一步去除悬浮固体，过滤后出水从出水管2-3排出。
由于上述技术特点，使本发明在有效降低出水TP和SS浓度的同时，降低化学药剂投加量，提高出水生态安全性，有效促进碳减排，推动污水资源化利用。且本发明实施方便，运行管理简单，适用于已建污水处理厂的提标改造。
尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (8)

1.一种基于悬浮介质层的新型低碳污水深度除磷工艺系统，包括悬浮介质除磷系统和砂滤系统，其特征在于：所述悬浮介质除磷系统包括悬浮介质除磷系统进水管、悬浮介质除磷反应器的进水口、进水加药系统、进水加药管、悬浮介质除磷反应器、搅拌器和悬浮介质除磷反应器的出水管，所述搅拌器安装于悬浮介质除磷反应器中部，所述悬浮介质除磷系统进水管通过悬浮介质除磷反应器的进水口与悬浮介质除磷反应器连通，所述进水加药系统通过进水加药管与悬浮介质除磷反应器连通，所述悬浮介质除磷反应器的出水管与砂滤系统的进水管连接；所述砂滤系统包括砂滤器、砂滤器进水管、砂滤器内的滤料层、砂滤器出水管、反冲洗系统和反冲洗进水管，所述砂滤器进水管与悬浮介质除磷系统出水管连接，所述砂滤器出水管通过反冲洗进水管与反冲洗系统连接，所述反冲洗系统与砂滤器连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于悬浮介质层的新型低碳污水深度除磷工艺系统，其特征在于：所述悬浮介质除磷反应器采用圆柱形锥底结构。
3.根据权利要求1所述的一种基于悬浮介质层的新型低碳污水深度除磷工艺系统，其特征在于：所述悬浮介质除磷反应器内的搅拌器采用低速轴流型搅拌器。
4.根据权利要求1所述的一种基于悬浮介质层的新型低碳污水深度除磷工艺系统，其特征在于：所述悬浮介质除磷反应器的进水口位于搅拌器下部悬浮介质除磷反应器两侧池壁上，呈切向设置，进水方向与切线夹角控制在0°～60°，两侧进水口呈对称布置。
5.根据权利要求1所述的一种基于悬浮介质层的新型低碳污水深度除磷工艺系统，其特征在于：所述悬浮介质除磷反应器的底端连接排泥管。
6.根据权利要求1所述的一种基于悬浮介质层的新型低碳污水深度除磷工艺系统，其特征在于：所述悬浮介质除磷系统表面负荷控制在0.4-1.2m3/m2.h，水力停留时间为1.5～2.5h。
7.根据权利要求1所述的一种基于悬浮介质层的新型低碳污水深度除磷工艺系统，其特征在于：所述悬浮介质除磷器内的介质密度控制在1000mg/L～5000mg/L，且通过排泥泵控制。
8.根据权利要求1所述的一种基于悬浮介质层的新型低碳污水深度除磷工艺系统，其特征在于：所述砂滤系统的滤速控制在5m/h～10m/h。
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