CN201713417U - 一种高效脱氮除磷的曝气生物滤池装置 - Google Patents

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李继
王宏杰
刘杰
廖凤京
王维康
刘莉莎
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Abstract

本实用新型涉及污水处理中的一种高效脱氮除磷的曝气生物装置。本实用新型提供了一种高效脱氮除磷的曝气生物滤池装置,包括依进水顺序连接排列的进水泵、将来自所述进水泵的水进行同步反硝化除磷的同步反硝化除磷池、将来自所述同步反硝化除磷池的水进行沉淀的沉淀池、曝气生物滤池进水泵和曝气生物滤池,所述同步反硝化除磷池为活性污泥法同步反硝化除磷池。本实用新型的有益效果是解决了常规曝气生物滤池预处理复杂、反冲洗频繁和对原水碳源利用不充分的问题,能减少二氧化碳的排放量,通过优化工艺流程,提高了构筑物的利用率,减少占地面积和成本,有利于曝气生物滤池工艺的广泛应用。

Description

一种高效脱氮除磷的曝气生物滤池装置
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及污水处理,尤其涉及污水处理中的一种高效脱氮除磷的曝气生物
直O
【背景技术】
[0002] 曝气生物滤池(Biological Aerated Filter,BAF),是20世纪80年代末90年代 初在普通生物滤池的基础上,并借鉴给水滤池工艺而开发的污水处理新工艺。曝气生物滤 池最大的特点是集生物氧化和截留悬浮固体于一体,节省了后续的二次沉淀池,在保证处 理效果的前提下,使处理工艺简化。
[0003] 但是,曝气生物滤池工艺对进水的水质要求很高,尤其是水质中的悬浮物 (Suspended Substance, SS),一旦进水的悬浮物含量过高,曝气生物滤池的滤头及滤层容 易堵塞,因此需要复杂的前处理工艺对原水进行预处理,以减少进水的悬浮物含量,比如 说,目前常用的预处理方法为进行混凝沉淀、气浮或其它组合工艺,这将大大增加曝气生 物滤池的工艺流程和运行管理难度,并且,预处理过程中会导致原水中大量的化学需氧量 (Chemical Oxygen Demand, COD)被去除,这对于出水总氮含量(TN)要达到国家一级A标 准的曝气生物滤池工艺来说,有机物的过多去除将导致后续反硝化碳源的不足,尤其是南 方地区,原水碳源比较低,若预处理过程中对碳源进行了去除,在后续的反硝化脱氮过程中 往往需要投加碳源来补充有机物,对原水中的碳源利用率低,不仅增加了运行成本,同时导 致二氧化碳排放量大大增加。
[0004] 虽然预处理可以降低进入曝气生物滤池内SS和COD含量,但预处理出水中的SS 和碳氮比仍相对较高,而曝气生物滤池有很好的截留SS和去除COD的作用,导致曝气生物 滤池内的SS和生物量迅速增加,使滤池阻力不断上升,需频繁进行反冲洗来保持曝气生物 滤池的稳定运行。
[0005] 传统的曝气生物滤池不具有除磷效果,需要配合采用前置或后置化学除磷措施, 投放大量药剂进行化学除磷,才能满足出水达到国家一级A排放标准,增设的化学除磷措 施将导致工艺步骤增加,也需要另外再增加构筑物,增加了成本。
【实用新型内容】
[0006] 为了解决现有技术中需要进行复杂的预处理,需要投加大量碳源,对原水碳源利 用率低,不仅增加了运行成本,同时导致二氧化碳的排放量大大增加,需频繁进行反冲洗来 保持曝气生物滤池的稳定运行,需要增设构筑物,增加了工艺步骤,也增加了成本的问题, 本实用新型提供了一种高效脱氮除磷的曝气生物装置。
[0007] 本实用新型提供了一种高效脱氮除磷的曝气生物滤池装置,包括依进水顺序连接 排列的进水泵、将来自所述进水泵的水进行同步反硝化除磷的同步反硝化除磷池、将来自 所述同步反硝化除磷池的水进行沉淀的沉淀池、曝气生物滤池进水泵和曝气生物滤池,所 述同步反硝化除磷池为活性污泥法同步反硝化除磷池,所述高效脱氮除磷的曝气生物滤池装置还包括聚合氯化铝加药管路、污泥回流管路和曝气生物滤池出水回流管路,所述聚合 氯化铝加药管路的输出端与所述同步反硝化除磷池连接,所述污泥回流管路的输入端与所 述沉淀池连接,所述污泥回流管路的输出端与所述同步反硝化除磷池连接,所述曝气生物 滤池出水回流管路的输入端与所述曝气生物滤池连接,所述曝气生物滤池出水回流管路的 输出端与所述同步反硝化除磷池连接。
[0008] 作为本实用新型的进一步改进,所述聚合氯化铝加药管路包括依进药顺序连接排 列的聚合氯化铝加药泵和第一液体流量计。
[0009] 作为本实用新型的进一步改进,所述同步反硝化除磷池底部设有搅拌器,所述搅 拌器连接有电机。
[0010] 作为本实用新型的进一步改进,所述污泥回流管路上设有污泥回流泵。
[0011] 作为本实用新型的进一步改进,所述沉淀池连接有污泥排放管路。
[0012] 作为本实用新型的进一步改进,所述曝气生物滤池出水回流管路包括依进水顺序 连接排列的出水回流泵和第二液体流量计。
[0013] 作为本实用新型的进一步改进,所述曝气生物滤池连接有反冲洗管路,所述反冲 洗管路包括依进水顺序连接排列的反冲洗进水泵和第三液体流量计。
[0014] 作为本实用新型的进一步改进,所述曝气生物滤池底部设有曝气头,所述曝气头 连接有曝气管路,所述曝气管路包括依进气顺序连接排列的空气泵和气体流量计。
[0015] 作为本实用新型的进一步改进,所述沉淀池顶部设有储存完成沉淀的上清液的储 存池。
[0016] 作为本实用新型的进一步改进,所述沉淀池设有导流通道,所述导流通道的输入 端位于所述沉淀池的顶部,所述导流通道的输出端位于所述沉淀池的中下部,所述同步反 硝化除磷池的输出端设置在所述导流通道的输入端内。
[0017] 本实用新型的有益效果是:通过前置采用活污泥法的同步反硝化除磷池,不仅能 有效的使原水中的COD和氮得到分离,同时可以降低传统曝气生物滤池工艺对预处理的要 求,不需要进行复杂的预处理,简化了曝气生物滤池的工艺流程和降低了运行管理难度,而 曝气生物滤池的出水和沉淀池的污泥回流至同步反硝化除磷池,能充分利用原水中的COD 进行反硝化,由于反硝化池是利用了原水中的COD进行反硝化,减少为使出水总氮含量达 标而投加大量碳源,降低了运行成本,减少了二氧化碳的排放,提高对原水碳源的利用率; 聚合氯化铝(Polyaluminium Chloride,简称PAC)通过聚合氯化铝加药管路投加到同步反 硝化除磷池,在同步反硝化除磷池进行反硝化时,同步进行除磷处理,将化学混凝除磷与反 硝化置于同一构筑物内,除磷过程与反硝化程可以共用同步反硝化除磷池,还可以同用沉 淀池,减少了工艺步骤,也减少了相应的构筑物,降低了成本,并且,聚合氯化铝的投加可以 有效提高同步反硝化除磷池内污泥的沉淀性,有利于泥水混合液在后续沉淀池内的泥水分 离;原水经过同步反硝化除磷池,通过沉淀池后,SS大大降低,而SS的降低将有助于减少因 截留SS而增加的曝气生物滤池的滤柱阻力,延长曝气生物滤池的反冲洗周期,同时,由于 水质中的COD在同步反硝化除磷池进行了充分的利用和吸附,进入曝气生物滤池的COD含 量大大下降,而氨氮含量无明显减少,污水碳源比大大降低,而碳源比的降低有两个方面的 优点:一是进入曝气生物滤池滤柱的有机物含量减少,使产率系数较高的异养菌增殖量较 少,有利于减少由于微生物增殖而导致滤柱阻力过快的增长,从而延长曝气生物滤池的反冲洗周期;另一个优点是污水碳氮比降低,有利于曝气生物滤池的硝化菌增殖,可以有效提 高滤柱的硝化效果。
【附图说明】
[0018] 图1是本实用新型一种高效脱氮除磷的曝气生物滤池装置的工艺流程示意图。 【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图说明及具体实施方式对本实用新型进一步说明。
[0020] 如图1所示一种高效脱氮除磷的曝气生物滤池装置,包括依进水顺序连接排列的 进水泵1、将来自所述进水泵1的原水进行同步反硝化除磷的同步反硝化除磷池2、将来自 所述同步反硝化除磷池2的泥水混合液进行沉淀的沉淀池6、将来自所述沉淀池6的上清液 进行加压提升的曝气生物滤池进水泵8和将来自所述曝气生物滤池进水泵8的污水进行曝 气生物过滤的曝气生物滤池9。其中,所述进水泵1为变频泵,可以通过所述进水泵1来控 制原水的进水量,也可以增设调节泵来控制原水的进水量。
[0021] 所述曝气生物滤池9的气水比优选为3 : 1〜6 : 1,所述曝气生物滤池9的滤料 可以优选为轻质滤料,所述曝气生滤滤池9可以优选采用上流式的曝气生物滤池,即待处 理的污水在所述曝气生物滤池进水泵8的作用下,进入曝气生物滤池9的底部,污水自曝气 生物滤池9底部流到顶部。所述曝气生物滤池进水泵8的输入端与所述沉淀池6的上部连 接,抽取所述沉淀池6完成沉淀的上清液,所述曝气生物滤池进水泵8的输出端与所述曝气 生物滤池9的底部连接,所述曝气生物滤池9采用上流式,具有反冲洗能耗少和滤头容易清 洗的优点。其中,所述曝气生物滤池进水泵8可以为变频泵,可通过所述曝气生物滤池进水 泵8来控制进水量,也可以增设调节泵来控制进水量。
[0022] 所述同步反硝化除磷池2为活性污泥法同步反硝化除磷池,即所述同步反硝化除 磷池2在反硝化处理方面采用的是活性污泥法反硝化处理。
[0023] 所述高效脱氮除磷的曝气生物滤池装置还包括聚合氯化铝加药管路、污泥回流管 路和曝气生物滤池出水回流管路。
[0024] 所述聚合氯化铝加药管路的输出端与所述同步反硝化除磷池2连接,所述聚合氯 化铝加药管路包括依进药顺序连接排列的聚合氯化铝加药泵4和第一液体流量计5,所述 同步反硝化除磷池2底部设有搅拌器3,所述搅拌器3连接有电机,可通过所述聚合氯化铝 加药管路往所述同步反硝化除磷池2投加聚合氯化铝,可通过搅拌器3将所述同步反硝化 除磷池2内的泥水进行充分混合,以保证反硝化效果,其中,所述聚合氯化铝的投加量优选 为50mg/L〜100mg/L,所述聚合氯化铝加药泵4为变频泵,可通过所述聚合氯化铝加药泵4 来控制所述聚合氯化铝的投加量,也可以增设调节泵来控制所述聚合氯化铝的投加量。
[0025] 所述污泥回流管路的输入端与所述沉淀池6连接,所述污泥回流管路的输出端与 所述同步反硝化除磷池2连接,所述污泥回流管路上设有污泥回流泵7,所述沉淀池6连接 有污泥排放管路,所述沉淀池6内的污泥一部分可以通过所述污泥排放管路进行排放,所 述沉淀池6的另一部分污泥可以通过所述污泥回流管路回流进入所述同步反硝化除磷池 2,其中,所述沉淀池6的回流比优选为30%〜60%,所述污泥回流泵7可以为变频泵,可通 过所述污泥回流泵7来控制污泥的回流量,也可以增设调节泵来控制污泥的回流量。[0026] 所述沉淀池6顶部设有储存完成沉淀的上清液的储存池,所述沉淀池6设有导流 通道,所述导流通道的输入端位于所述沉淀池6的顶部,所述导流通道的输出端位于所述 沉淀池6的中下部,所述同步反硝化除磷池2的输出端设置在所述导流通道的输入端内,来 自所述同步反硝化除磷池2的泥水混合液通过所述导流通道进入所述沉淀池6的中下部进 行沉淀。
[0027] 所述曝气生物滤池出水回流管路的输入端与所述曝气生物滤池9连接,所述曝气 生物滤池出水回流管路的输出端与所述同步反硝化除磷池2连接,所述曝气生物滤池出水 回流管路包括依进水顺序连接排列的出水回流泵14和第二液体流量计15,所述曝气生物 滤池9的出水一部分直接排放,另一部分可通过所述曝气生物滤池出水回流管路回流进入 所述同步反硝化除磷池2,其中,所述曝气生物滤池9的回流比优选为100%〜300%,所述 出水回流泵14可以为变频泵,可通过所述出水回流泵14来控制出水回流量,也可以增设调 节泵来控制出水回流量。
[0028] 所述曝气生物滤池9连接有反冲洗管路,所述反冲洗管路包括依进水顺序连接排 列的反冲洗进水泵12和第三液体流量计13,所述曝气生物滤池9底部设有曝气头,所述曝 气头连接有曝气管路,所述曝气管路包括依进气顺序连接排列的空气泵10和气体流量计 11。其中,所述反冲洗进水泵12可以为变频泵,可通过所述反冲洗进水泵12来控制反冲洗 进水量,也可以增设调节泵,来控制反冲洗进水量,同理,所述空气泵10也可以为变频泵, 通过所述空气泵10来控制进气量,也可以增设调节泵来控制进气量。
[0029] 本实用新型还提供了一种高效脱氮除磷的曝气生物滤池工艺,包括以下步骤:
[0030] A、聚合氯化铝通过聚合氯化铝加药管路投入到同步反硝化除磷池2,所述聚合氯 化铝的投加量为50mg/L〜100mg/L,原水在进水泵1的作用下进入所述同步反硝化除磷池 2并停留1〜2小时,进行活性污泥法反硝化处理并同步进行除磷处理;
[0031] B、所述同步反硝化除磷池2的出水进入沉淀池6并停留1〜2小时;
[0032] C、所述沉淀池6的出水在曝气生物滤池进水泵8的作用下进入曝气生物滤池9并 停留1〜2小时,所述曝气生物滤池9的气水比为3 : 1〜6 : 1;
[0033] 所述高效脱氮除磷的曝气生物滤池工艺还包括回流步骤,所述沉淀池6的污泥经 污泥回流管路回流进入所述同步反硝化除磷池2,所述沉淀池6的回流比为30%〜60%,所 述曝气生物滤池9的出水经曝气生物滤池出水回流管路回流进入所述同步反硝化除磷池 2,所述曝气生物滤池9的回流比为100%〜300%。
[0034] 在步骤A前,可以进行一些简单的预处理,比如进行粗、细格栅过滤和沉淀处理。
[0035] 所述聚合氯化铝加药管路包括依进药顺序连接排列的聚合氯化铝加药泵4和第 一液体流量计5,所述聚合氯化铝在所述聚合氯化铝加药泵4的作用下,流经所述第一液体 流量计5进入所述同步反硝化除磷池2,所述同步反硝化除磷池2底部设有搅拌器3,所述 搅拌器3连接有电机。
[0036] 所述污泥回流管路上设有污泥回流泵7,所述沉淀池6的污泥在所述污泥回流泵7 的作用下进入所述同步反硝化除磷池2,所述沉淀池6连接有污泥排放管路,所述沉淀池6 的污泥通过所述污泥排放管路进行排放。
[0037] 所述曝气生物滤池出水回流管路包括依进水顺序连接排列的出水回流泵14和第 二液体流量计15,所述曝气生物滤池9的出水在所述出水回流泵14的作用下,流经所述第二液体流量计15进入所述同步反硝化除磷池2。
[0038] 所述曝气生物滤池9连接有反冲洗管路,所述反冲洗管路包括依进水顺序连接排 列的反冲洗进水泵12和第三液体流量计13,所述曝气生物滤池9底部设有曝气头,所述曝 气头连接有曝气管路,所述曝气管路包括依进气顺序连接排列的空气泵10和气体流量计 11。
[0039] 本实用新型提供的一种高效脱氮除磷的曝气生物滤池装置的原理是:通过回流步 骤,将所述沉淀池6内的浓缩污泥回流至所述同步反硝化除磷池2,将所述曝气生物滤池9 的出水回流至所述同步反硝化除磷池2,通过所述聚合氯化铝加药管路将所述聚合氯化铝 投加到所述同步反硝化除磷池2,再通过所述进水泵1将经过初步预处理的原水输入到所 述同步反硝化除磷池2,在所述搅拌器3的搅拌作用下,污泥、曝气生物滤泥的出水、聚合氯 化铝和原水充分混合,可以充分利用原水中COD进行反硝化处理,使原水中的COD和氮得 到分离,有利于后续硝化柱的硝化处理,充分利用了原水中的碳源进行反硝化,不需要另外 再投加碳源,还可以同步进行除磷处理,无需单独的混凝沉淀工艺进行除磷,除磷工艺和反 硝化工艺可以共用一个构筑物,还可以共用沉淀池,减少了工艺步骤,也减少了相应的构筑 物,降低了成本,并且,聚合氯化铝的投加可以有效提高同步反硝化除磷池2内污泥的沉淀 性,有利于泥水混合液在后续沉淀池6内的泥水分离,而且,所述同步反硝化池2可替换滤 柱的作用,简化并降低了曝气生物滤池9对预处理的要求,混合后的泥水混合液在所述同 步反硝化除磷池2内停留1〜2小时,进行活性污泥法反硝化处理并进行除磷处理后,该泥 水混合液进入所述沉淀池6进行泥水分离,完成沉淀的碳氮比和SS均较低的上清液在所述 曝气生物滤池进水泵8的作用上,进入所述曝气生物滤池9的底部,进行污染物的降解,原 水在经过同步反硝化除磷池2,通过沉淀池6后,SS大大降低,而SS的降低将有助于减少因 截留SS而增加的曝气生物滤池9的滤柱阻力,延长曝气生物滤池9的反冲洗周期,同时,由 于水质中的COD在同步反硝化除磷池2进行了充分的利用和吸附,进入曝气生物滤池9的 COD含量大大下降,而氨氮含量无明显减少,污水碳源比大大降低,而碳源比的降低有两个 方面的优点:一是进入曝气生物滤池9滤柱的有机物含量减少,使产率系数较高的异养菌 增殖量较少,有利于减少由于微生物增殖而导致滤柱阻力过快的增长,从而延长曝气生物 滤池9的反冲洗周期;另一个优点是污水碳氮比降低,有利于曝气生物滤池9的硝化菌增 殖,可以有效提高滤柱的硝化效果。
[0040] 本实用新型所提供的一种高效脱氮除磷的曝气生物滤池工艺,解决了常规曝气生 物滤池预处理复杂、反冲洗频繁和对原水碳源利用不充分的问题,能减少二氧化碳的排放 量,是符合低碳要求的污水处理工艺,通过优化工艺流程,提高了构筑物的利用率,减少占 地面积和成本,有利于曝气生物滤池工艺的广泛应用。
[0041] 以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明,不能 认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术 人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干简单推演或替换,都应当视 为属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

  1. 一种高效脱氮除磷的曝气生物滤池装置,其特征在于:包括依进水顺序连接排列的进水泵(1)、将来自所述进水泵(1)的水进行同步反硝化除磷的同步反硝化除磷池(2)、将来自所述同步反硝化除磷池(2)的水进行沉淀的沉淀池(6)、曝气生物滤池进水泵(8)和曝气生物滤池(9),所述同步反硝化除磷池(2)为活性污泥法同步反硝化除磷池,所述高效脱氮除磷的曝气生物滤池装置还包括聚合氯化铝加药管路、污泥回流管路和曝气生物滤池出水回流管路,所述聚合氯化铝加药管路的输出端与所述同步反硝化除磷池(2)连接,所述污泥回流管路的输入端与所述沉淀池(6)连接,所述污泥回流管路的输出端与所述同步反硝化除磷池(2)连接,所述曝气生物滤池出水回流管路的输入端与所述曝气生物滤池(9)连接,所述曝气生物滤池出水回流管路的输出端与所述同步反硝化除磷池(2)连接。
  2. 2.根据权利要求1所述的高效脱氮除磷的曝气生物滤池装置,其特征在于:所述聚 合氯化铝加药管路包括依进药顺序连接排列的聚合氯化铝加药泵(4)和第一液体流量计 (5)。
  3. 3.根据权利要求1所述的高效脱氮除磷的曝气生物滤池装置,其特征在于:所述同步 反硝化除磷池(2)底部设有搅拌器(3),所述搅拌器(3)连接有电机。
  4. 4.根据权利要求1所述的高效脱氮除磷的曝气生物滤池装置,其特征在于:所述污泥 回流管路上设有污泥回流泵(7)。
  5. 5.根据权利要求1所述的高效脱氮除磷的曝气生物滤池装置,其特征在于:所述沉淀 池连接有污泥排放管路。
  6. 6.根据权利要求1所述的高效脱氮除磷的曝气生物滤池装置,其特征在于:所述曝气 生物滤池出水回流管路包括依进水顺序连接排列的出水回流泵(14)和第二液体流量计 (15)。
  7. 7.根据权利要求1所述的高效脱氮除磷的曝气生物滤池装置,其特征在于:所述曝气 生物滤池(9)连接有反冲洗管路,所述反冲洗管路包括依进水顺序连接排列的反冲洗进水 泵(12)和第三液体流量计(13)。
  8. 8.根据权利要求1所述的高效脱氮除磷的曝气生物滤池装置,其特征在于:所述曝气 生物滤池(9)底部设有曝气头,所述曝气头连接有曝气管路,所述曝气管路包括依进气顺 序连接排列的空气泵(10)和气体流量计(11)。
  9. 9.根据权利要求1所述的高效脱氮除磷的曝气生物滤池装置,其特征在于:所述沉淀 池(6)顶部设有储存完成沉淀的上清液的储存池。
  10. 10.根据权利要求1所述的高效脱氮除磷的曝气生物滤池装置,其特征在于:所述沉淀 池(6)设有导流通道,所述导流通道的输入端位于所述沉淀池(6)的顶部,所述导流通道的 输出端位于所述沉淀池(6)的中下部,所述同步反硝化除磷池(2)的输出端设置在所述导 流通道的输入端内。
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