CN1562802A

CN1562802A - 竖向折流组合过滤式除磷脱氮装置

Info

Publication number: CN1562802A
Application number: CNA2004100221532A
Authority: CN
Inventors: 龙腾锐; 严子春; 何强; 张涵
Original assignee: Chongqing University
Current assignee: Chongqing University
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2004-03-26
Publication date: 2005-01-12
Anticipated expiration: 2024-03-26
Also published as: CN1246233C

Abstract

竖向折流组合过滤式除磷脱碳装置，包括至少两个相互连通的单滤池、与第一个单滤池连通的进水管和与最末的单滤池连通的出水管，各单滤池之间采用隔板上下交错进行分隔，并留出污水上下折流通道；单滤池的底部为集泥斗及排泥管，中部设填料层。填料层的填料是厌氧填料、好氧填料或富铁填料，由至少两种组合搭配，分装在各过滤池中，每一滤池中装的是一种的填料，形成不同的功能区。本装置通过设计污水上下折流结构保证处理所需的流程长度，通过多种填料的组合搭配适应各种水质的要求，从而提高装置的处理效率，延长装置运行周期，降低能耗，实现高效除磷脱氮，获得稳定的污水处理效果。

Description

竖向折流组合过滤式除磷脱氮装置

技术领域：

本发明属于污水处理、环境保护技术领域，具体涉及一种竖向折流组合过滤式除磷脱氮装置。

背景技术：

通过科技查新，目前国内外尚未见有关于污水处理的竖向折流组合过滤式除磷脱氮装置的报道。现有的过滤装置多为单一的上向流和下向流的型式。在污水处理技术中，与活性污泥法相比，曝气生物滤池具有占地面积小、基建投资省、处理效率高、管理方便等特点。但传统的曝气生物滤池结构设计存在缺陷，容易发生堵塞，对进水悬浮物的要求较高，运行周期短，一般1～2d就需要进行反冲洗，而且污水进入滤池需提升较高的高度，能耗较高，这些问题导致运行费用升高，管理不便。另外，传统的曝气生物滤池在填料的分配布置上没有进行合理的选择与组合，由于污水处理中，碳化、硝化、反硝化、除磷等功能的实现对填料特性、污染物负荷、曝气等参数的要求不尽相同，传统的曝气生物滤池很难在同一池中实现高效的除磷脱氮功能，难以达到排放标准。一般只有通过进一步的化学沉淀除磷，而化学沉淀需投加金属离子沉淀剂，药剂费用较高，并可能由于残留金属离子浓度(如铁离子)较高造成出水色度增加，且这些化学除磷工艺需较多机械设备、操作管理复杂，因此设备投资及运行费用较高。

正是这些缺点直接制约了曝气生物滤池在污水处理领域中的广泛应用。

发明内容：

本发明为了克服传统曝气生物滤池存在的上述缺点，设计了一种竖向折流组合过滤式除磷脱碳装置，通过污水上下折流可保证处理所需的流程长度，通过多种填料的组合搭配适应各种水质的要求，提高装置的处理效率，延长装置运行周期，降低能耗，实现高效除磷脱氮，获得稳定的污水处理效果。

本发明的技术方案如下：

竖向折流组合过滤式除磷脱碳装置，它包括至少两个相互连通的单滤池、与第一个单滤池连通的进水管和与最末的单滤池连通的出水管。其特点是在各单滤池之间采用隔板上下交错进行分隔，并留出上下交错的污水折流通道，单滤池的底部为集泥斗及排泥管，中部设填料层。这样的结构设计可以使污水上下折流流经填料层，通过填料表面的生物膜处理，并伴随物理化学过程使污水得以净化。

本装置的填料采用均质填料或沿污水流程粒径级配由大到小的填料，可发挥整个滤池截留悬浮物的作用。

本装置可根据水质处理要求可灵活设置不同功能区，如两区划分：厌氧区、好氧区，三区划分：厌氧区、好氧区、除磷区，或者厌氧区、好氧区交替、并有除磷区的多区。所述的填料可选用厌氧填料、好氧填料或富铁填料，需要由至少两种组合搭配分装在各过滤池中，每一功能区的滤池中装的是一种的填料。例如，如果设置有两个功能区，可以依次装厌氧填料、好氧填料，如果有三功能区，可以依次装厌氧填料、好氧填料、富铁填料，如果是厌氧好氧交替，并有过滤式化学除磷的多功能区，可根据需要将上述填料装在各功能区的滤池中，这样装置就根据需要形成有不同的功能区，并在不同功能区中装填了不同类型的填料。厌氧区填装厌氧填料，污水进入厌氧区，其中的有机污染物在厌氧生物膜作用下得以水解。好氧区填装好氧填料，主要功能是使有机污染物进一步生物降解，并进行硝化和反硝化生物脱氮，除此以能是使有机污染物进一步生物降解，并进行硝化和反硝化生物脱氮，除此以外，该填料还有物理化学除氨作用。过滤除磷区填装富铁填料层0.1～1.0m，主要通过化学沉淀来除磷，由于接触氧化作用，过剩的铁离子可转化为氢氧化铁沉淀除去，同时能起到絮凝作用。当然本装置也可根据水质处理要求增加或减少功能区，以达到除磷脱氮高效净化的目的。

本装置所采用的厌氧填料为厌氧催化填料；好氧填料可使用沸石、陶粒、焦炭、活性炭、石英砂、好氧催化填料；富铁填料包括海绵铁、铁屑、钢渣，此类富铁材料与防板结材料以一定比例混合，装填在整个装置中的中后部的滤池中。

本装置在装填有好氧填料或富铁填料的滤池填料层的下部位置设置有曝气设备，以利于提供充分的氧气。本装置还在每个单过滤池下部设置有反冲洗进水管，上部设置有反冲洗出水管，可对滤池进行反冲洗。尤其是过滤除磷区填料的效率下降后，可用气水联合反冲洗法进行再生，通过剧烈的气水冲刷作用剥离多孔富铁填料表面的沉淀物。

本装置的优点如下：

①装置采用了独特的折流结构设计，在不增加装置高度的条件下，可保证滤层厚度，同时通过污水上下折流可保证处理所需的流程长度，运行稳定可靠、处理效果好。

②装置采用独特的折流结构设计，通过污水上下折流可适当降低滤池高度以减少污水提升能耗。

③装置中滤层的纳污能力强，运行周期较长：从进水单池到出水单池，采用粒径由大到小的填料或均质填料，提高了滤层的纳污能力，降低了对进水悬浮物的要求，延长了滤池运行周期，节省反冲洗用水量和能耗。

④在每一单滤池上设置反冲洗进出水管，对不易堵塞的后端单池，减少反冲洗频率，可减轻对世代周期较长的硝化菌等的冲击，从而提高氨氮和总氮的去除效果，又可节省反冲洗用水量。

⑤本装置通过不同特性的填料的组合使用，在同一装置内可形成不同功能区，不受填料类型和级配的限制不同单池内可按功能分别填装不同特性的填料，如厌氧区可采用厌氧填料、好氧区可采用适于硝化细菌和反硝化细菌生长的好氧填料，而无须采用多层滤池形式。不同填料组合使用可使不同微生物在自身最佳环境条件下生长，避免多种微生物在一池内的相互竞争、抑制，影响氮磷的去除效果。如厌氧区可采用厌氧填料、好氧区可采用适于异养菌、硝化细菌和反硝化细菌生长的好氧填料，过滤除磷区填装富铁填料，使污水中有机物、氮磷得到一体化处理。

⑥生物除磷脱氮与物理化学方法去除磷与氨氮的有机组合，使氮磷去除效率高、运行稳定可靠：由于在装置中设置了厌氧、好氧的环境，因此，该装置有一定的生物除磷作用；过滤除磷区填装富铁填料，由于缓慢生成铁离子或氢氧化铁与磷酸根结合形成沉淀，从而对磷有很好的去除效果，属化学除磷。好氧区好氧催化填料表面的生物膜有很好的生物硝化和脱氮作用及物理化学除氨作用。因此，整个装置实现了生物除磷脱氮与物理化学方法去除磷与氨氮的有机组合。

⑦设备投资及运行费用低，运行管理方便、一体化程度高：由于该装置采用过滤式除磷脱氮，与曝气生物滤池运行方式一致，实现在同一滤池内完成有机物降解、除磷脱氮，使污水得到一体化处理，运行管理方便；而过滤式除磷与投加金属离子沉淀剂相比较，不需要投药设备和计量设备，富铁填料采用气水联合反冲洗法进行再生，不需要化学药剂再生，因此设备投资及运行费用低。

本装置通过中试运行，对城市污水处理可达到GB18918-2002污水排放一级标准，同时运行周期可达7～10d，与传统的曝气生物滤池相比至少可节省反冲洗用水50％，运行稳定可靠。

附图说明：

图1是本装置的平面结构图；

图2是图1的A-A剖面图；

图3是图1的B-B剖面图；

图4是本装置实现水流折流的示意图。

实施例：

参见图1、2和图3，本装置的主体为由隔板分成的五个相对独立、相互连通的5个单滤池1，各单滤池之间采用隔板2上下交错进行分隔，留出污水上下折流通道，见图4中的箭头所示。进水管3连接第一个单滤池，最末的单滤池连通的出水管4。每个单滤池底部设置有集泥斗5和排泥管6，同时在每个单滤池底部还设置有反冲洗进水管7，(底部连通的两个单池合设一集泥斗和一反冲洗进水管)，上部有反冲洗出水管8。每个单滤池中部有填料层，第一单滤池中装有厌氧填料a，第二、三单滤池中装的是好氧填料b，第四单滤池中装富铁填料c、第五单滤池中装好氧填料b。这样装置内就形成了交替的厌氧区A、好氧区B和过滤除磷区C。厌氧区的主要对有机污染物得到厌氧水解、释放磷、同时部分有机物得以氨化；好氧区主要对有机污染物进一步氧化分解、吸收磷，并进行硝化和反硝化脱氮；除磷区通过化学反应和过滤作用除磷。为了提供好氧微生物生长的环境和促进生化反应的进行以提高除磷脱氮效果，本装置在第二、三、四、五单滤池中的好氧填料和富铁填料下方位置配备曝气设备9。

本装置的主要技术参数

停留时间：总停留时间：6～9小时，其中：厌氧区1～3小时，好氧区4～6小时，除磷区1～2小时

气水比∶总气水比6∶1到12∶1，除磷区气水比3∶1到7∶1

结构参数：

竖向折流曝气生物滤池长度L(m)；

单池长度：L₁＝L/n

其中：n-单池数

竖向折流曝气生物滤池宽度B＝(n·Q)/(L·T·V)(m)

其中：Q-处理水量 T-运行周期

v-过滤速度

竖向折流曝气生物滤池高度H＝H_a+H_b+H_c+H_d(m)

其中：单池填料层高度H_a(m) 填料层上部平均水深H_b(m)

过滤层保护高度H_c(m) 底部集泥斗高度H_d(m)

填料粒径：滤池前端采用15～20mm

滤池中部采用8～12mm

滤池后端采用5～8mm

填料类型：厌氧区采用厌氧填料，粒径：3～30mm

好氧区采用好氧填料，粒径：3～15mm

除磷区采用富铁填料，粒径：3～30mm

Claims

1、竖向折流组合过滤式除磷脱碳装置，包括至少两个相互连通的单滤池、与第一个单滤池连通的进水管和与最末的单滤池连通的出水管，其特征在于：各单滤池之间采用隔板上下交错进行分隔，并留出污水上下折流通道；单滤池的底部为集泥斗及排泥管，中部设填料层。

2、根据权利要求1所述的除磷脱碳装置，其特征在于：所述填料层的填料采用均质填料或沿污水流程填料粒径级配由大到小。

3、根据权利要求1或2所述的除磷脱碳装置，其特征在于：所述填料层的填料是厌氧填料、好氧填料或富铁填料，由至少两种组合搭配，分装在各过滤池中，每一滤池中装的是一种的填料，形成不同的功能区。

4、根据权利要求3所述的除磷脱碳装置，其特征在于：富铁填料包括海绵铁、铁屑、钢渣，装填在整个装置中后部的单滤池中。

5、根据权利要求3所述的除磷脱碳装置，其特征在于：在装填有好氧填料或富铁填料的滤池填料层的下部位置设置有曝气设备。

6、根据权利要求1所述的除磷脱碳装置，其特征在于：单滤池或下部连通的两个单滤池下部设置有反冲洗进水管，上部设置有反冲洗出水管。