CN219279631U - 一种流化床和反硝化深床滤池组合的反硝化脱氮系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于污水处理技术领域，本实用新型公开的一种流化床和反硝化深床滤池组合的反硝化脱氮系统，包括反硝化深床滤池、碳源投加装置、在线仪表和控制系统，反硝化深床滤池的左右两端分别设置有配水渠和出水渠，配水渠和出水渠之间沿二者长度方向依次设置有多个格滤池，各格滤池均通过孔道分别与配水渠和出水渠连通，反硝化深床滤池的左侧设置有流化床生物反应器，本实用新型通过将反硝化深床滤池结合流化床生物反应器组合使用，通过扩展系统对高浓度硝基氮废水的反硝化脱氮处理，提高碳源利用率，在反硝化脱氮同时，保证颗粒悬浮物的高效处理，提高出水水质稳定达标率，实现无堵塞型连续流反硝化脱氮的功能。

Description

一种流化床和反硝化深床滤池组合的反硝化脱氮系统

技术领域

本实用新型涉污水处理技术领域，具体而言，涉及一种流化床和反硝化深床滤池组合的反硝化脱氮系统。

背景技术

反硝化深床滤池广泛应用于市政污水处理厂，用于反硝化脱氮。反硝化滤池前端设置混合池，混合池内投加碳源，碳源与进水充分混合，进入滤池内，附着生长在滤料表面和滤料颗粒间隙内的微生物利用碳源和进水中的硝基氮作为营养，微生物生长并将硝基氮转化为氮气，实现反硝化脱氮。

反硝化深床滤池采用石英砂作为填料，石英砂滤料空隙率约为40％。过滤截留的颗粒悬浮物和生长的微生物堆积在石英砂滤料的间隙中，当过滤截留的颗粒悬浮物和生长的微生物形成的固体体积大于石英砂滤料空隙体积的10％时，石英砂滤料层的过水能力急剧变差，影响反硝化深床滤池的过滤能力。

反硝化深床滤池进水中硝基氮浓度过高时，需要投加足量的碳源，高浓度的硝基氮和碳源使得微生物疯长，快速形成大量微生物固体物质，填充在石英砂滤料的间隙中，使得石英砂滤料的过水能力快速降低，产水量降低，易造成漫池风险。反硝化深床滤池并不适宜用于处理进水硝基氮浓度较高的污水，不适宜用于脱除30mg/L以上硝基氮的技术应用。

反硝化深床滤池进水被均匀分配，通过石英砂滤料层时被石英砂滤料充分切割，携带硝基氮和碳源的水流与石英砂滤料间隙内的微生物充分接触，反硝化脱氮效率高，碳源被充分利用，节省碳源投加量，出水稳定可控。

反硝化脱氮工艺根据微生物的状态可分为活性污泥法、微生物膜法和泥膜法。微生物膜法如反硝化深床滤池，当微生物浓度过高时容易堵塞，不适宜用于处理高浓度硝基氮的污水。活性污泥法不存在堵塞问题，但需要很长的停留时间才能有效反硝化脱氮，处理高浓度硝基氮的污水，构筑物庞大，存在流体死区，反硝化效率低，碳源浪费严重。泥膜法是介于活性污泥法和微生物膜法之间的过渡工艺，不存在堵塞问题，微生物浓度高，水力停留时间短，可用于处理高浓度硝基氮的污水，由于反硝化脱氮发生在缺氧环境下，反应器内缺少曝气设施，流体特性平缓，投加的碳源在水体中分散效果较差；活性污泥堆积在反应器底部，污泥界面较低，与水体接触较少，生化效果差；水体能够有效通过微生物挂膜区域，但是平缓的水流使得水体与微生物膜低效率接触，大大影响反硝化脱氮效果，同样会造成碳源浪费，运行成本高，应提高流体的流动性，强烈的流体湍流能够提高碳源分散效果，升高污泥界面，提高流体与微生物膜的接触效率，提升泥膜法反硝化脱氮的效果，流化床是较好的泥膜法生物反应器。

流化床生物反应器应用于反硝化脱氮，流体流动性好，能够解决碳源扩散问题、污泥界面低和流体与微生物膜接触效率的问题，以及处理高浓度硝基氮堵塞的问题。但是碳源的投加利用、出水水质存在较大波动性，无法同时保障颗粒悬浮物的处理效果。

因此，综上所述，主要问题在于：

(1)反硝化深床滤池单一系统无法应用于高浓度硝基氮污水的反硝化脱氮；

(2)泥膜法生物反应器碳源利用率低，出水水质波动性大，稳定达标率低；

(3)泥膜法生物反应器出水颗粒悬浮物浓度无法达标。

实用新型内容

解决上述存在的技术问题，本实用新型提供了一种流化床和反硝化深床滤池组合的反硝化脱氮系统，具有对高浓度硝基氮废水的反硝化脱氮处理，提高碳源利用率，在反硝化脱氮同时，保证颗粒悬浮物的高效处理，提高出水水质稳定达标率等优点，有效解决现有技术中反硝化深床滤池单一系统无法应用于高浓度硝基氮污水的反硝化脱氮；泥膜法生物反应器碳源利用率低，出水水质波动性大，稳定达标率低；泥膜法生物反应器出水颗粒悬浮物浓度无法达标等技术问题。

本实用新型的目的在于解决上述技术存在的问题，提供了一种流化床和反硝化深床滤池组合的反硝化脱氮系统，包括反硝化深床滤池、碳源投加装置、在线仪表和控制系统，所述反硝化深床滤池的左右两端分别设置有配水渠和出水渠，所述配水渠和所述出水渠之间沿二者长度方向依次设置有多个格滤池，各所述格滤池均通过孔道分别与所述配水渠和所述出水渠连通，所述反硝化深床滤池的左侧设置有流化床生物反应器，所述流化床生物反应器通过其侧壁底部开设的出水洞与所述配水渠连通，所述流化床生物反应器内部中央通过支架固定安装有导流筒，所述导流筒内部的中央固定安装有射流搅拌器，所述流化床生物反应器的一侧设置有混合池，所述混合池的底部通过管道与布水装置的输入端连通，所述布水装置固定安装于所述流化床生物反应器的底部中央，且出水端位于所述导流筒内且靠近底部处，所述流化床生物反应器内填充有悬浮填料，所述悬浮填料通过所述射流搅拌器驱动随水流由所述导流筒内底部上升经其外部下降后从其底部回流。

在本实用新型的一种实施例中，所述导流筒呈圆柱形结构，且底面与所述流化床生物反应器内部底面呈间隙设置，且其底部呈喇叭形开口结构。

在本实用新型的一种实施例中，所述流化床生物反应器的内壁且对应所述出水洞处固定安装有填料格栅，所述填料格栅的孔径小于所述悬浮填料粒径，所述流化床生物反应器内壁底部且处于所述填料格栅一侧处固定安装有低速潜水搅拌器。

在本实用新型的一种实施例中，所述在线仪表包括进水流量计、硝基氮仪和溶解氧仪，所述进水流量计固定安装于所述混合池的进水端处，所述混合池内设置有所述硝基氮仪和所述溶解氧仪，所述配水渠和所述出水渠内也都设置有硝基氮仪，所述碳源投加装置的输出端通过管路伸入所述混合池内部，所述混合池内部的顶部中央固定安装有立式搅拌器。

在本实用新型的一种实施例中，所述控制系统包括PLC控制器，所述进水流量计、所述硝基氮仪、所述溶解氧仪、所述碳源投加装置、所述射流搅拌器、所述布水装置、所述低速潜水搅拌器和所述立式搅拌器均通过导线与所述PLC控制器电性连接。

相较于现有技术，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过将反硝化深床滤池结合流化床生物反应器组合使用，通过扩展系统对高浓度硝基氮废水的反硝化脱氮处理，提高碳源利用率，在反硝化脱氮同时，保证颗粒悬浮物的高效处理，提高出水水质稳定达标率，实现无堵塞型连续流反硝化脱氮的功能。

2、本实用新型通过设置导流筒并在其内部设置射流搅拌器，通过射流搅拌器的搅拌在流化床生物反应器内部形成由下至上、由内向外的环形湍流，从而使碳源溶液与水流强力混合，使碳源充分分散于水流中进行高效反硝化脱氮处理。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本实用新型的整体俯视结构示意图；

图2是本实用新型的正视剖面结构示意图；

图3是本实用新型的控制系统结构示意图。

附图标记说明：1、流化床生物反应器；2、反硝化深床滤池；3、导流筒；4、布水装置；5、悬浮填料；6、填料格栅；7、射流搅拌器；8、低速潜水搅拌器；9、混合池；10、立式搅拌器；11、配水渠；12、进水流量计；13、硝基氮仪；14、溶解氧仪；15、碳源投加装置；16、出水渠；17、控制系统。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

实施例

参照附图1-3所示，本实用新型提供一种流化床和反硝化深床滤池组合的反硝化脱氮系统，包括反硝化深床滤池2、碳源投加装置15、在线仪表和控制系统17，反硝化深床滤池2的左右两端分别设置有配水渠11和出水渠16，配水渠11和出水渠16之间沿二者长度方向依次设置有多个格滤池，各格滤池均通过孔道分别与配水渠11和出水渠16连通，反硝化深床滤池2的左侧设置有流化床生物反应器1，流化床生物反应器1通过其侧壁底部开设的出水洞与配水渠11连通，流化床生物反应器1内部中央通过支架固定安装有导流筒3，导流筒3内部的中央固定安装有射流搅拌器7，流化床生物反应器1的一侧设置有混合池9，混合池9的底部通过管道与布水装置4的输入端连通，布水装置4固定安装于流化床生物反应器1的底部中央，且出水端位于导流筒3内且靠近底部处，流化床生物反应器1内填充有悬浮填料5，悬浮填料5通过射流搅拌器7驱动随水流由导流筒3内底部上升经其外部下降后从其底部回流。

在本实用新型的一种实施例中，进一步的，导流筒3呈圆柱形结构，且底面与流化床生物反应器1内部底面呈间隙设置，且其底部呈喇叭形开口结构。

在本实用新型的一种实施例中，进一步的，流化床生物反应器1的内壁且对应出水洞处固定安装有填料格栅6，填料格栅6的孔径小于悬浮填料5粒径，流化床生物反应器1内壁底部且处于填料格栅6一侧处固定安装有低速潜水搅拌器8。

具体的，如图1-2所示，本系统通过将流化床生物反应器1和反硝化深床滤池2组合应用于高浓度硝基氮废水的反硝化脱氮处理中，通过将现有的反硝化深床滤池2的配水渠11通过出水洞与流化床生物反应器1连通，并向流化床生物反应器1一侧设置的混合池9内通过碳源投加装置15投加补充碳源来实现其功能，其中，通过在流化床生物反应器1内中部通过支架固定安装一个导流筒3，并通过导流筒3中部设置的射流搅拌器7驱动水流在导流筒3内由下向上运动，并从其顶部排出后经导流筒3外侧下降，由于射流搅拌器7的驱动配合导流筒3与流化床生物反应器1内壁底部的间隙设置，在导流筒3底部形成吸力，从而使得水流形成环流，同时该环流可带动悬浮于水中的悬浮填料5均匀的游动分布于流化床生物反应器1内部，充分的与污水进行反应，从而高效的对污水进行反硝化脱氮处理；

并且，为防止设备长时间运行后，悬浮填料5沉积于流化床生物反应器1，或者堆积、拥堵于填料格栅6处造成堵塞，通过在流化床生物反应器1内壁底部并靠近填料格栅6处设置一台低速潜水搅拌器8，通过低速潜水搅拌器8搅动底部水流，从而带动沉积的悬浮填料5运动，防止堵塞；

流化床生物反应器1出水通过反硝化深床滤池2前端配水渠11分配至每格滤池内进一步的进行反硝化脱氮处理，通过扩展系统对高浓度硝基氮废水的反硝化脱氮处理，提高碳源利用率，在反硝化脱氮同时，保证颗粒悬浮物的高效处理，提高出水水质稳定达标率，实现无堵塞型连续流反硝化脱氮的功能。

在本实用新型的一种实施例中，进一步的，在线仪表包括进水流量计12、硝基氮仪13和溶解氧仪14，进水流量计12固定安装于混合池9的进水端处，混合池9内设置有硝基氮仪13和溶解氧仪14，配水渠11和出水渠16内也都设置有硝基氮仪13，碳源投加装置15的输出端通过管路伸入混合池9内部，混合池9内部的顶部中央固定安装有立式搅拌器10。

在本实用新型的一种实施例中，进一步的，控制系统17包括PLC控制器，进水流量计12、硝基氮仪13、溶解氧仪14、碳源投加装置15、射流搅拌器7、布水装置4、低速潜水搅拌器8和立式搅拌器10均通过导线与PLC控制器电性连接。

具体的，如图3所示，本系统全程由控制系统17控制，其中控制系统17的核心控制元件采用PLC控制器来实现，通过将各设备元器件以及在线仪表与PLC控制器连接并设置完毕后，PLC控制器通过进水流量计12采集流量信号和水质信号，通过计算碳源投加量，并输出4-20mA信号至碳源投加装置15的计量泵进行碳源投加；

同时，PLC控制器通过硝基氮仪13、溶解氧仪14采集数据，并根据流化床生物反应器1的进水流量、进水硝基氮浓度、进水溶解氧浓度和反硝化深床滤池2出水硝基氮目标设定浓度计算碳源投加量，通过预设PLC控制器的反硝化深床滤池2进水和出水的硝基氮设定浓度，通过反硝化深床滤池2的配水渠11和出水渠16安装硝基氮在线检测仪进行浓度检测并与设定浓度进行比较，从而合理的调整碳源投加量；

流化床生物反应器1和反硝化深床滤池2的容积按照反硝化脱氮的最大去除量进行设计，并放足余量，从而使得本系统在运行过程中始终保持高效的处理高浓度硝基氮的污水的功能。

需要说明的是，进水流量计12、硝基氮仪13、溶解氧仪14、碳源投加装置15、射流搅拌器7、布水装置4、低速潜水搅拌器8和立式搅拌器10的型号规格需根据该装置的实际规格等进行选型确定，具体选型计算方法采用本领域现有技术，故不再详细赘述。

进水流量计12、硝基氮仪13、溶解氧仪14、碳源投加装置15、射流搅拌器7、布水装置4、低速潜水搅拌器8和立式搅拌器10的供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明。

以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种流化床和反硝化深床滤池组合的反硝化脱氮系统，包括反硝化深床滤池(2)、碳源投加装置(15)、在线仪表和控制系统(17)，所述反硝化深床滤池(2)的左右两端分别设置有配水渠(11)和出水渠(16)，所述配水渠(11)和所述出水渠(16)之间沿二者长度方向依次设置有多个格滤池，各所述格滤池均通过孔道分别与所述配水渠(11)和所述出水渠(16)连通，其特征在于，所述反硝化深床滤池(2)的左侧设置有流化床生物反应器(1)，所述流化床生物反应器(1)通过其侧壁底部开设的出水洞与所述配水渠(11)连通，所述流化床生物反应器(1)内部中央通过支架固定安装有导流筒(3)，所述导流筒(3)内部的中央固定安装有射流搅拌器(7)，所述流化床生物反应器(1)的一侧设置有混合池(9)，所述混合池(9)的底部通过管道与布水装置(4)的输入端连通，所述布水装置(4)固定安装于所述流化床生物反应器(1)的底部中央，且出水端位于所述导流筒(3)内且靠近底部处，所述流化床生物反应器(1)内填充有悬浮填料(5)，所述悬浮填料(5)通过所述射流搅拌器(7)驱动随水流由所述导流筒(3)内底部上升经其外部下降后从其底部回流。

2.根据权利要求1所述的一种流化床和反硝化深床滤池组合的反硝化脱氮系统，其特征在于：所述导流筒(3)呈圆柱形结构，且底面与所述流化床生物反应器(1)内部底面呈间隙设置，且其底部呈喇叭形开口结构。

3.根据权利要求2所述的一种流化床和反硝化深床滤池组合的反硝化脱氮系统，其特征在于：所述流化床生物反应器(1)的内壁且对应所述出水洞处固定安装有填料格栅(6)，所述填料格栅(6)的孔径小于所述悬浮填料(5)粒径，所述流化床生物反应器(1)内壁底部且处于所述填料格栅(6)一侧处固定安装有低速潜水搅拌器(8)。

4.根据权利要求3所述的一种流化床和反硝化深床滤池组合的反硝化脱氮系统，其特征在于：所述在线仪表包括进水流量计(12)、硝基氮仪(13)和溶解氧仪(14)，所述进水流量计(12)固定安装于所述混合池(9)的进水端处，所述混合池(9)内设置有所述硝基氮仪(13)和所述溶解氧仪(14)，所述配水渠(11)和所述出水渠(16)内也都设置有硝基氮仪(13)，所述碳源投加装置(15)的输出端通过管路伸入所述混合池(9)内部，所述混合池(9)内部的顶部中央固定安装有立式搅拌器(10)。

5.根据权利要求4所述的一种流化床和反硝化深床滤池组合的反硝化脱氮系统，其特征在于：所述控制系统(17)包括PLC控制器，所述进水流量计(12)、所述硝基氮仪(13)、所述溶解氧仪(14)、所述碳源投加装置(15)、所述射流搅拌器(7)、所述布水装置(4)、所述低速潜水搅拌器(8)和所述立式搅拌器(10)均通过导线与所述PLC控制器电性连接。

Images