CN114956487B - 一种低c/n比污水的无动力生物处理方法 - Google Patents

一种低c/n比污水的无动力生物处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种低C/N比污水的无动力生物处理方法，具体包括如下步骤：①污水预处理，包括污水混凝、分离、过滤以得到低碳污水；②氨氮去除首先将低碳污水经重力自流入第一脱氨反应池、第二脱氨反应池、第三脱氨反应池内，基于在所述脱氨反应池内设置的导流间隙组以将处理水位上升至脱氨反应池的顶部排出；③验证所排出水是否符合外排要求；本发明的优点是不投加碳源，让微生物自然选择生存环境；并依据污水C/N比低的优点，利用空气的自然溶入，获得溶解氧；基于溶解氧环境适应不同的微生物的存在，从而可以实现氨氮的好氧硝化、好氧反硝化、兼氧硝化、氧反硝化等一些列反应的发生，进而实现生物脱氨氮和总氮的目的。

Description

一种低C/N比污水的无动力生物处理方法
技术领域
本发明涉及工业污水的处理方法，尤其涉及一种低C/N比污水的无动力生物处理方法。
背景技术
碳源不足时当前大多数污水厂面临的困难，为了生物脱氮和生物除磷的工艺需要，必须满足生物处理的需要，各个污水厂都备有大浪的碳源。
传统的工艺，增加碳源后，生物处理运行正常，脱氮除磷基本达到要求，最大的坏处，就是成本的增加，碳源成本电费成本污泥增量处理成本等。
低C/N比污水的低成本处理方法，在节能降耗的大背景下，显得尤为迫切。
研究在一个污水厂进行，该厂进水水质如下(周平均)单位mg/l
COD 氨氮 总磷 SS 硝酸盐氮 亚硝酸盐氮 溶解氧 总碱度
68 31 2.45 60 2.0 0.98 4.5 278
从数据看出，进水C/N≈2，比传统生物处理方法要求的C/N≥4，相差甚远，不加以人工干预进水水质指标，出水总氮一定不能满足GB18918-2002的总氮≤15mg的要求；投加碳源是唯一人工干预手段。
该污水厂的处理工艺是：
进水---曝气沉沙----与外回流污泥很合(A1)----与内回流污泥混合(A2)-----进入好氧段(O)-----沉淀池----加聚合铝----高效沉淀池-----次氯酸钠消毒-----外排；
其中，碳源的投加一般在A2段，碳源先将内回流的溶解氧消耗掉，再在反硝化菌参与下，实现碳源硝酸盐氮的反硝化反应，具体地，通常用乙酸钠作为碳源，同时产生少量碱度OH-1：
CH3COONa+NO3 -1→CO2+N2+H2O
另外，还因碳源不足，造成污泥浓度生长缓慢甚至污泥不长反而降低，需要不定期外拉污泥，以补充污泥浓度，鼓风机的启停频繁，造成极大电力浪费。既想保持污泥混合均匀不沉淀，又不能造成溶解氧过高而使污泥自身消化，这种操作很难稳定，出水水质较难控制，很难达标运行。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种低C/N比污水的无动力生物处理方法，充分借用污水C/N比低的优点，借助污水几近完全碳化的特点，空气中氧气会因COD低而大量溶入，以实现利用空气完成脱氮反应的目的；另外，本发明不需要将空气压入水中，节省了大量的电力；并且取消了碳源投加，污水处理成本降低了75％(中试数据)。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种低C/N比污水的无动力生物处理方法，具体包括如下步骤：
①污水预处理
a污水混凝：取用低C/N比污水与聚合铝混凝剂在混凝反应池内进行反应，得到悬浮液；
b分离：将步骤a所得悬浮液经重力自流入沉淀池内进行沉淀处理，得到上清液；
c过滤：将步骤b所得上清液经重力自流入砂滤池内进行深度过滤，得到低碳污水；
②氨氮去除
a将所述低碳污水经重力淋洒入第一脱氨反应池内，并且在所述第一脱氨反应池内设置有两组导流间隙，水流经淋洒进入填料，由底部经第一导流间隙升至反应池的顶部，接触空气得以充氧，再次进入填料内部，与填料、氨氮反应，再由第二导流间隙将水升到反应池上部，得到处理水A；
b将所述处理水A经重力自流淋洒于第二脱氨反应池内，并且在所述第二脱氨反应池与第一脱氨反应池结构相同，水流路径相同，从第二脱氨反应池的第二导流间隙的出水，得到处理水B；
c将所述处理水B经重力自流淋洒入第三脱氨反应池内，水流与步骤b具有相同的过程，得到处理水C；
③外排
取用处理水C验证是否满足下式：
COD＝15-30mg/L，
氨氮≤2mg/L，
总氮≤5mg/L；
若满足上式即进行外排水；若是不满足上式，调整进水泵流速，分析污水中的参数，补充微生物的营养，继续实验，观察结果。
其中，COD是水样在一定条件下，以氧化1升水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量为指标，折算成氧的毫克数，以mg/L表示；
氨氮是污水中蛋白质分解和其他无机物还原后的产物，是一项重要污染指标；
总氮是氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮以及有机氮的总值，代表着水体氮污染的重要指标。
通过上述技术方案，调整进水泵流速，分析污水中的参数的具体过程如下：
1)调整进水泵流速，如果COD＞30mg/l，就适当加大混凝剂的用量，摸清混凝剂的投加量与出水COD的关系，知道满足COD＜30mg/l；
2)分析污水中的参数，在每个脱氨反应池的出水端，取样分析，分析参数：总碱度、pH、亚硝酸盐氮；
并且，本发明水样在经过混凝后，降低了SS和有机物，也就延缓了填料的堵塞，有机物的降低，减少了碳化反应的发生，菌胶团数量降低，也就是污泥量降低，也减少了天聊的堵塞，也减少了有机物对溶解氧的争夺；有机物的多少，一般用COD来表示，COD越大，表明有机物含量越高，反之亦反之。
并且，本发明采用的无动力是针对少开或者停开鼓风机的处理方案，完全依靠重力自流入的方式，相对动力传动节省了电力输出，进而节省了电力成本；且充分借用污水C/N比低的优点，借助污水几近完全碳化的特点，利用空气中的氧气易于溶于低碳污水的特性，污水中溶解氧自然增加，实现利用空气完成氮的硝化的目的；填料的不同深度，会有不同的溶解氧环境，就会有不同的微生物的存在，从而可以实现氨氮的好氧硝化、好氧反硝化、兼氧硝化、氧反硝化等一些列反应的发生，进而实现生物脱氨氮和总氮的目的。
再者，利用C/N比的优势，通过混凝进一步降低污水中有机物，使C/N比更低，这样可以促进空气中氧气的溶入，轻微的碳化反应减弱了对溶解氧的争夺，使污水中的溶解氧尽可能多参与氨氮的硝化。低C/N比污水，还可以减少菌胶团等污泥的产生，对填料的堵塞减低很多，更利于延长填料的反冲洗周期。
最后，反冲洗的废水，直接排入进水口，水中的SS可以通过混凝反应而去除。
进一步地，在步骤①中，所述复配聚合铝混凝剂的添加量为5-10mgL-1，所述低C/N比污水的水量为8-10m3/d。
通过上述技术方案，采用上述添加量，在混凝反应池内，通过搅拌，聚合铝混凝剂和污水快速混合，水中有大量矾花出现，新生成的矾花带有正电荷，对水中的颗粒物和有机物有很强的吸附性能，能够使污水处理为水质清澈，没有肉眼可见的物质，COD在15--30mg/l之间，是满足外排水的要求。
进一步地，在步骤①中，所述低C/N比污水是经连接变频水泵的管道A输入到混凝反应池内；所述复配聚合铝混凝剂是通过连接变频计量泵的管道B输入到管道A内进行加药。
通过上述技术方案，水泵是变频离心泵，将变频器与变频离心泵串联，可通过手动调整变频器的运行赫兹数，可实现改变变频离心泵的转速，进而达到调节进水流量的目的；并且变频离心泵置于进水管网内；污水进入变频离心泵，进而提升到混凝反应池，观察流量计，流量2m3/h，固定变频器频率，控制流量；开启变频计量泵，且变频计量泵的规格是6L/h，分析COD时，在15-30mg/L之间时，固定变频计量泵的加药频率，超过30mg/L时，根据加药量的需要调整变频计量泵的加药频率。
进一步地，在步骤①中，针对步骤b所得上清液验证其所含COD是否满足下式：
COD>30mg/L
若是满足上式，适当添加聚合铝混凝剂的加药量；若是低于15mg/L，检测聚合铝混凝剂的加药量是否过大，进而降低聚合铝混凝剂的加药量；其中，水质COD的值，对于促进空气中的氧气自然溶入水体有明显负相关，相关系数用溶解氧的清水穿透速度f来表示。
通过上述技术方案，为了将污水与聚合铝混凝剂充分反应，当COD>30mg/L，通过调整变频计量泵的加药频率，进而增加加药量；当COD低于20mg/L，通过检查变频计量泵的加药频率，确定加药量是否过大，进而降低变频计量泵的加药频率，以降低加药量，进而降低聚合铝混凝剂对脱氨反应的堵塞。
优选地，在步骤①中，所述沉淀池采用的是竖流式圆柱形沉淀池。
通过上述技术方案，该竖流式圆柱形沉淀池的有效容积3M3，表面负荷为1M3/M2.h，半径值为0.8m，高为1.5m，底部是锥度为1的锥形设计；并且，其底部设计有排泥管，管径DN65，带止回阀球阀，人工排泥；中心管按照设计规范设计制作；出水设出水堰板，保证水平安装。
进一步地，在步骤①中，所述砂滤池包括对称设置的两个过滤槽，其中一个用于使用，一个用于反冲洗备用。
通过上述技术方案，砂滤池的超高为300，砂厚400；两个过滤槽交替运行。
进一步地，所述导流间隙组包括平行设置的两个导流间隙，所述导流间隙是由两隔板组成，且沿所述两隔板的底部设有开孔，且所述隔板底部的开孔总面积＝进水管面积的2倍。
通过上述技术方案，具体地，沿导流间隙左隔板下部开孔，孔径5mm，开孔数量15*4＝60个，四排开孔，每行均匀开孔，行间交替开孔，行孔间距10mm，两个导流通道中心线平行；设计成倾斜状导流通道，是根据水流阻力最小化而设计；另外，随着溶解氧消耗，导流间隙组将污水导流到脱氨反应池的上层；基于碳化反应基本完成，那么空气中的氧气会快速溶入水中，污水与空气充分接触，保证氧气有充足时间溶入；采用两个导流通道中心线平行，并且采用倾斜状导流通道，是根据水流阻力最小化而设计。
进一步地，所述第一隔板和第二隔板之间距离为5cm。
通过上述技术方案，第一隔板和第二隔板采用倾斜状错位平行设置，是根据水流阻力最小化而设计，并且控制第一隔板和第二隔板的距离为5cm，能够更好的将污水导流到反应装置的上层，空气中的氧气会快速溶入水中，污水与空气充分接触，保证氧气有充足时间溶入。
进一步地，在步骤②中，所述空气溶入第一脱氨反应池、第二脱氨反应池、第三脱氨反应池的上层清水的获氧方式为三级跌落式充氧和表面气液接触充氧。
通过上述技术方案，跌落式充氧包括两种充氧；一种是利用水体分散跌落式充氧，这样的好处是水体在跌落时，呈水滴状，表面积最大，与空气接触最充分，加上自身COD很低，更能诱导溶解氧的渗入；另一种是利用水流二次翻到水面，与空气再次接触，以便于氧气再次溶入；
通过上述技术方案，另外，本发明的硝化区不单是氨氮的氧化，同时还伴有亚硝酸盐氮的好氧反硝化；中间的兼氧区，更是硝化与反硝化同时进行；本发明采用三级跌落充氧充分发挥了微生物的多样性和环境条件的适应性，进而进行污水处理。
进一步地，在步骤②中，第一脱氨反应池、第二脱氨反应池、第三脱氨反应池依据高度差500mm、水平位置差400mm，进行空间叠放布置，并且依据污水的氨氮≈30mg/l特征，设计为每池脱氨负荷10mg/l，填料脱氨负荷4g/M3.d。
通过上述技术方案，采用空间叠放布置更便于重力自流入过程的实现，减少动力输入的可能性。
本发明的有益效果在于：①降低污水处理成本；②不投加碳源，让微生物自然选择生存环境；并利用空气的自然溶入，获得溶解氧；相对现有技术做到了少开或者不开鼓风机，还能满足微生物的需氧量，做到最低电耗的处理手段；③基于前期先去掉污水的SS，降低了污水的COD，在以后的跌落充氧、硝化反硝化等工段，不再会出现恶臭现象。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明的空气溶入示意图；
图3为本发明的三级跌落式充氧示意图。
其中，1、混凝反应池；101、搅拌器；2、沉淀池；3、砂滤池；4、第一脱氨反应池；5、第二脱氨反应池；6、第三脱氨反应池；7、变频水泵；8、变频计量泵；9、风机；10、排污总管；11-进水端；111-硝化区；112-兼氧区；113-缺氧区；12-二次接触充氧段；121-好氧区；122-兼氧区；123-缺氧区；13-导流间隙。
具体实施方式
下面将结合发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
具体使用设备和助剂如下：
Figure BDA0003727763130000071
实施例1
一种低C/N比污水的无动力生物处理方法，如图1所示，包括如下步骤：
①污水预处理
a污水混凝：取用低C/N比污水与聚合铝混凝剂在混凝反应池内进行反应，得到悬浮液；
b分离：将步骤a所得悬浮液经重力自流入沉淀池内进行沉淀处理，得到上清液；
c过滤：将步骤b所得上清液经重力自流入砂滤池3内进行深度过滤，得到净化水；
具体地，按照预计24M3/d的规模做实验，低C/N比污水经管道输入到变频水泵7中；同时启动变频计量泵8进行复配聚合铝混凝剂给药，在变频水泵的提升下使得混合物在混凝反应池1中进行反应，为了混合充分，沿混凝反应池1的上部设置有搅拌器101，搅拌速度50--60r/min,10分钟搅拌时间，基于变频器与变频离心泵串联，通过手动调整变频器的运行赫兹数，可实现改变变频离心泵的转速，进而达到调节进水流量的目的；观察流量计，流量2m3/h，固定变频器频率，控制流量；分析COD时，在15-30mg/L之间时，固定变频计量泵的加药频率，超过30mg/L时，根据加药量的需要调整变频计量泵的加药频率；其中原料聚合铝采用的是市售聚合铝2倍后稀释后再加使用，具体结果如下表所示：
实验1 实验2 实验3 实验4 实验5 实验6
聚合铝加入量ml 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
30min矾花量ml 约30 60 100 130 150 180
上清液COD mg/l 44.5 32.5 29.7 22.3 14.7 15.4
上清液溶解氧mg/l 3.2 4.1 6.5 6.6 6.8 6.8
注：COD用国标法测定，溶解氧用哈希溶解氧仪测定。
从上述实验可知，经聚合铝混凝实验后，溶解性COD降到14--16之间，这时的进水C/N≈0.5.溶解氧提升到6.8mg/L。
溶解氧的清水穿透速度f＝(6.8-3.2)/0.0113/0.5＝637mg/m2h。
注：1)6.8-3.2＝3.6，这是混凝静沉后溶解氧浓度的增加值；
2)0.0113，是1000毫升烧杯的杯口面积m2；
3)0.5是沉降30分钟的时间，单位h)
f值大小，代表混凝后污水的氧气溶入速度的大小；f的物理意义就是，在COD≈15mg的污水中，在单位时间内单位水面内，空气中氧气自然溶入的量，这个数据与水质有关，COD高，f就低，温度低，f值升高。在一段时期内，气温和水质变化不大时，f值相对固定；这为利用空气氧化污水提供了重要参考。
在上述方案的基础上，在步骤①中，聚合铝混凝剂的添加量为5-10mgL-1，低C/N比污水的水量为8-10m3/d。对于该添加量，在混凝反应池内，通过搅拌，聚合铝混凝剂和污水快速混合，水中有大量矾花出现，新生成的矾花带有正电荷，对水中的颗粒物和有机物有很强的吸附性能，能够使污水处理为水质清澈，没有肉眼可见的物质，COD在15--30mg/l之间，是满足外排水的要求。
在上述方案的基础上，如图1所示，在步骤①中，所述低C/N比污水是经连接变频水泵的管道A输入到混凝反应池内；所述聚合铝混凝剂是通过连接变频计量泵的管道B输入到管道A内进行加药；变频水泵优选为变频离心泵；
将变频器与变频离心泵串联，可通过手动调整变频器的运行赫兹数，可实现改变变频离心泵的转速，进而达到调节进水流量的目的；并且变频离心泵置于进水管网内；污水进入变频离心泵，进而提升到混凝反应池，观察流量计，流量2m3/h，固定变频器频率，控制流量；开启变频计量泵，且变频计量泵的规格是6L/h，分析COD时，在15-30mg/L之间时，固定变频计量泵的加药频率，超过30mg/L时，根据加药量的需要调整变频计量泵的加药频率。
在上述方案的基础上，在步骤①中，针对步骤b所得上清液验证其所含COD是否满足下式：
COD>30mg/L
若是满足上式，适当添加聚合铝混凝剂的加药量；若是低于15mg/L，检测聚合铝混凝剂的加药量是否过大，进而降低聚合铝混凝剂的加药量；
为了将污水与聚合铝混凝剂充分反应，当COD>30mg/L，通过调整变频计量泵的加药频率，进而增加加药量；当COD低于15mg/L，通过检查变频计量泵的加药频率，确定加药量是否过大，进而降低变频计量泵的加药频率，以降低加药量，进而降低聚合铝混凝剂对脱氨反应的堵塞。
在上述方案的基础上，在步骤①中，沉淀池采用的是竖流式圆柱形沉淀池；该竖流式圆柱形沉淀池的有效容积为3M3，表面负荷为1M3/M2.h，半径值为0.8m，高为1.5m，底部是锥度为1的锥形设计；并且，其底部设计有排泥管，管径DN65，带止回阀球阀，人工排泥；中心管按照设计规范设计制作；出水设出水堰板，保证水平安装。
在上述方案的基础上，在步骤①中，所述砂滤池包括对称设置的两个过滤槽；其中砂滤池的超高为300mm，砂厚400mm；两个过滤槽交替使用运行。
在上述方案的基础上，聚合铝混凝剂的加入量，按照出水COD定，控制出水COD≈15-30mgL-1，实际运行后，在步骤①中，聚合铝混凝剂的添加量为5-10mgL-1；进而得到下表的检测数据：
Figure BDA0003727763130000101
按照GB18918-2002要求，出水COD已经达标。
如图1和图2所示，氨氮去除过程如下：
a将步骤①所得低碳污水经重力自流入第一脱氨反应池4内，并且在第一脱氨反应池4内设置由导流间隙组以将处理水位上升至第一脱氨反应池4的顶部与空气接触充氧后，再进入填料内部反应，由第二导流间隙升至反应池上部排出，得到处理水A；
b将处理水A经重力自流入第二脱氨反应池5内，并且在第二脱氨反应池5内同样设置有导流间隙组以将处理水位上升至第二脱氨反应池5的顶部排出，得到处理水B；
c将处理水B经重力自流入第三脱氨反应池6内，并且在所述第三脱氨反应池6内同样设置有导流间隙组以将处理水位上升至第三脱氨反应池6的顶部排出，得到处理水C；
然后取用处理水C验证是否满足下式：
COD＝15-30mg/L，
氨氮≤2mg/L，
总氮≤5mg/L；
若满足上式即进行外排水。
上式中，COD是水样在一定条件下，以氧化1升水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量为指标，折算成氧的毫克数，以mg/L表示；
氨氮是污水中蛋白质分解和其他无机物还原后的产物，是一项重要污染指标；
总氮是氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮以及有机氮的总值，代表着水体氮污染的重要指标。
在上述方案的基础上，导流间隙组包括平行设置的两个导流间隙13导流间隙是由相间5cm的两隔板组成；随着溶解氧消耗，导流间隙组将污水导流到脱氨反应池的上层；基于碳化反应基本完成，那么空气中的氧气会快速溶入水中，污水与空气充分接触，保证氧气有充足时间溶入；采用两个导流间隙中心线平行，并且采用倾斜状导流间隙，并且两隔板采用倾斜状错位平行设置，是根据水流阻力最小化而设计，能够更好的将污水导流到反应装置的上层，空气中的氧气会快速溶入水中，污水与空气充分接触，保证氧气有充足时间溶入。
在上述方案的基础上，沿所述两隔板的底部设有开孔，且所述隔板底部的开孔总面积＝进水管面积的2倍；具体地，沿导流间隙左隔板下部开孔，孔径5mm，开孔数量15*4＝60个，四排开孔，每行均匀开孔，行间交替开孔，行孔间距10mm，两个导流通道中心线平行；设计成倾斜状导流通道，是根据水流阻力最小化而设计；
并且，随着溶解氧消耗，导流间隙组将污水导流到脱氨反应池的上层；基于碳化反应基本完成，那么空气中的氧气会快速溶入水中，污水与空气充分接触，保证氧气有充足时间溶入；采用两个导流通道中心线平行，并且采用倾斜状导流通道，是根据水流阻力最小化而设计。
在上述方案的基础上，在步骤②中，第一脱氨反应池、第二脱氨反应池、第三脱氨反应池依据高度差500mm、水平位置差400mm，进行空间叠放布置。
如图2所示，污水从左侧落雨状进入，每一个脱氨反应池内，首先，碳化反应已经很弱，硝化反应开始发生，随着水流向底部进入，水中溶解氧下降，就会发生硝化变慢，反硝化反应逐渐为主，再进入池底部位，主要是反硝化反应，且硝化反应的速度比反硝化反应慢1-2倍；
由于有机氮存在于COD对应的有机物中，含量不高，一般小于0.3mg，因此，氨氮，硝酸盐氮和亚硝酸盐氮，代表了进水总氮的值。
因此，如图1、图2和图3所示，基于空气溶入第一脱氨反应池4、第二脱氨反应池5、第三脱氨反应池6的上层清水的获氧方式为三级跌落式充氧；随着溶解氧消耗，导流间隙将污水导流到斗式反应器的上层，有碳化反应基本完成，那么空气中的氧气会快速溶入水中，污水与空气充分接触，保证氧气有充足时间溶入；再次溶入的氧气，在填料微生物作用下，开始好氧硝化、好氧反硝化，兼氧硝化和反硝化，和反硝化等作用，进而达到去除总氮目的。
上述反应原理如下：
硝化区反应：主要反应
Figure BDA0003727763130000121
次要反应
Figure BDA0003727763130000122
兼氧区：
Figure BDA0003727763130000123
Figure BDA0003727763130000124
两者都有
缺氧区：主要反应
Figure BDA0003727763130000125
在上述方案的基础上，硝化区不单是氨氮的氧化，同时还伴有亚硝酸盐氮的好样反硝化；硝化1克氨氮，需要7.14g碱度(碳酸钙)，反硝化1克硝酸盐氮生产3.57克碱度，从氨氮到氮气的溢出，需要的碱度＝7.14-3.57＝3.57克。
在实际实验中发现，氨氮在硝化过程中，并没有硝酸盐氮的积累，要把进水30mg/l氨氮硝化反硝化完成后，需要的碱度＝30*3.57＝107mg/＜进水碱度276mg/l,进水总碱度可以满足两个反应的碱度需要；因此，从碱度与氨氮浓度的比值上看出，中间的兼氧区，更是硝化与反硝化同时进行；采用本发明的斗式反应器，不需要进行人工功能隔断，充分发挥微生物的多样性和环境条件的适应性，进行污水处理。
在上述方案的基础上，脱氨反应池内装填有惰性填料，惰性填料为直径为6-8mm圆球状无机填料，填料的选择参数要求：
堆积度：1000±100kg/M3；
孔隙率为50±2％，
机械强度满足水长期浸泡不泥化。
脱氨反应池，长2.4m，宽1.2m，高1m，设计超高0.2m，溢流口底沿0.9m。有效容积2.3M3，池底设有排污管道，管径DN90，另设空气吹脱管，设DN20管，304不锈钢，管上开孔，呈八字状两排，孔径1.5mm，孔数x面积≥2x空气管横截面积。当运行水位处于溢流位置时，打开排污管道，利用自身水压将脱氨反应池内的机械杂质排出反应池，没次排污次数4次；当多次排污，仍不能运行在低水位时，关闭排污管道阀门，开启空压机，管道排水后，缓慢开启脱氨反应池底部的空气开关，当空气吹脱水面剧烈翻腾时，固定阀门开度，持续3--5min，关闭气体阀门，打开排污管道阀门，依靠重力将填料内部杂质，排出反应池。
跌落式充氧包括两种充氧；一种是利用水体分散跌落式充氧；另一种是利用水流二次翻到水面，与空气再次接触；其中，利用水体分散跌落式充氧时，水体在跌落时，呈水滴状，表面积最大，与空气接触最充分，加上自身COD很低，更能诱导溶解氧的渗入；利用水流二次翻到水面，与空气再次接触，便于氧气再次溶入。
优选地，如图3所示，跌落式充氧采用三级跌落式充氧；并且，本发明的硝化区不单是氨氮的氧化，同时还伴有亚硝酸盐氮的好氧反硝化；中间的兼氧区，更是硝化与反硝化同时进行；本发明采用三级跌落充氧充分发挥了微生物的多样性和环境条件的适应性。
效果实施例
对混凝剂聚合铝与污水进行配比实验，
混凝剂用量与出水COD
加药比ml/M3 0 3 5 7 10
剩余COD 48 40 38 26 16
确定加药量定位5--10ml/M3，沉淀出水COD40-20 mg/l；
另外，本发明选择以下填料进行试验，观察填料外观，生物挂膜对比：
1)火山岩挂膜实验 10天运行
粒度5--8mm孔隙率＝54％堆积度＝0.72kg/l
实验装置：φ200x700，填充高度h＝500mm 有效容积v＝16升 停留时间t＝1h 蠕动泵进水，流量q＝8l/l
结论：火山岩颗粒上，几乎没有生物膜，出水中生物量不明显。
2)珊瑚沙挂膜实验10天运行
粒度5-10mm，孔隙率＝49％ 堆积度1.1kg/l，
实验装置：φ200x700，填充高度h＝500mm 有效容积v＝15升 停留时间t＝1h 蠕动泵进水，流量q＝8l/l
结论：珊瑚沙颗粒上，有一层生物绒毛，出水稍浑浊。
2)陶粒挂膜实验
粒度4--6mm 孔隙率＝50％ 堆积度＝1.05kg/l
实验装置：φ200x700，填充高度h＝500mm 有效容积v＝16升 停留时间t＝1h 蠕动泵进水，流量q＝8l/l
结论：陶粒颗粒上，有生物绒毛和藻类，出水中生物量明显。
最终，根据在珊瑚沙和陶粒中选择了陶粒，原因是原料易得，价格低廉，
性能满足要求。
Φ5红色火山岩 Φ1.5石英砂 Φ8市售陶粒
出水清澈 出水清澈 出水较清澈
挂膜不好 挂膜不好 出水中有微生物
并且，还能够采用市售填料进行实验。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种低C/N比污水的无动力生物处理方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
①污水预处理
a污水混凝：取用低C/N比污水与聚合铝混凝剂在混凝反应池内进行反应，得到悬浮液；其中，所述聚合铝混凝剂的添加量为5-10mgL-1，所述低C/N比污水的水量为8-10m³/d；
b分离：将步骤a所得悬浮液经重力自流入沉淀池内进行沉淀处理，得到上清液；
c过滤：将步骤b所得上清液经重力自流入砂滤池内进行深度过滤，得到低碳污水；
在步骤b中，将所得上清液验证其所含COD是否满足下式：
COD>30mg/L
若是满足上式，适当添加聚合铝混凝剂的加药量；若是低于15mg/L，检测聚合铝混凝剂的加药量是否过大，进而降低聚合铝混凝剂的加药量；其中，水质COD的值，对于促进空气中的氧气自然溶入水体有明显负相关，相关系数用溶解氧的清水穿透速度f来表示；
②氨氮去除
a将所述低碳污水经重力淋洒入第一脱氨反应池内，并且在所述第一脱氨反应池内设置有两组导流间隙，水流经淋洒进入填料，由底部经第一导流间隙升至反应池的顶部，接触空气得以充氧，再次进入填料内部，与填料、氨氮反应，再由第二导流间隙将水升到反应池上部，得到处理水A；其中，所述第一导流间隙和所述第二导流间隙属于平行设置，所述导流间隙是由两隔板组成，两隔板采用倾斜状错位平行设置，且沿所述两隔板的底部设有开孔，且所述隔板底部的开孔总面积=进水管面积的2倍，所述两隔板之间距离为5cm；
b将所述处理水A经重力自流淋洒于第二脱氨反应池内，并且在所述第二脱氨反应池与第一脱氨反应池结构相同，水流路径相同，从第二脱氨反应池的第二导流间隙的出水，得到处理水B；
c将所述处理水B经重力自流淋洒入第三脱氨反应池内，水流与步骤b具有相同的过程，得到处理水C；
其中，第一脱氨反应池、第二脱氨反应池、第三脱氨反应池依据高度差500mm、水平位置差400mm，进行空间叠放布置；并且依据污水的氨氮≈30mg/L特征，按照小试的结果，填料脱氨负荷定在4g/M3.d；
所述空气溶入第一脱氨反应池、第二脱氨反应池、第三脱氨反应池的上层清水的获氧方式为三级跌落式充氧和表面气液接触充氧；
③外排
取用处理水C验证是否满足下式：
COD=15-30mg/L，
氨氮≤2mg/L，
总氮≤5mg/L；
若满足上式即进行外排水；若是不满足上式，调整进水泵流速，分析污水中的参数，补充微生物的营养，继续实验，观察结果；
其中，COD是水样在一定条件下，以氧化1升水样中还原性物质所消耗的氧化剂的量为指标，折算成氧的毫克数，以mg/L表示；
氨氮是污水中蛋白质分解和其他无机物还原后的产物，是一项重要污染指标；
总氮是氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮以及有机氮的总值，代表着水体氮污染的重要指标。
2.根据权利要求1所述的低C/N比污水的无动力生物处理方法，其特征在于，在步骤①中，所述低C/N比污水是经连接变频水泵的管道A输入到混凝反应池内；所述聚合铝混凝剂是通过连接变频计量泵的管道B输入到管道A内进行加药。
3.根据权利要求1所述的低C/N比污水的无动力生物处理方法，其特征在于，在步骤①中，所述沉淀池采用的是竖流式圆柱形沉淀池。
4.根据权利要求1所述的低C/N比污水的无动力生物处理方法，其特征在于，在步骤①中，所述砂滤池包括对称设置的两个过滤槽，其中一个用于使用，一个用于反冲洗备用。
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