CN210103710U - 一种低碳氮比化工污水的滤池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种处理低碳氮比化工污水的滤池，其中滤池由预处理单元(1)、调节池(2)、水泵、三级硝化‑反硝化耦合生物膜***(3)、碳源池(14)、碳源泵(15)、加药管(16)、第二电动阀(17)、总排水口(13)、低压风机(21)、主风管(20)、加热装置(19)、第三电动阀(18)构成；通过采用三级硝化‑反硝化耦合生物膜滤池工艺，克服传统工艺碳源、碱度投加量大，深水曝气供氧能耗高传导效率低的缺点，实现高效率、低成本处理低碳氮比化工污水。
Description
技术领域
本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种低碳氮比化工污水的滤池。
背景技术
低碳氮比化工污水由于其COD较低或者基本无COD，无法满足传统活性污泥法、MBR法工艺中的微生物生长的需求，进而无法形成菌胶团结构，从而导致菌种的流失。目前为解决这一问题，传统工艺选择在将该类型进水按照碳氮比 5:1外加碳源，从而保证微生活的活性、菌胶团结构的稳定性以及反硝化所需碳源。在外加碳源后的污水进入好氧硝化段之后，水体中的氧不仅仅是提供给菌胶团里的硝化菌用于去除氨氮还提供给菌胶团里的其他好氧菌去除COD，导致碳源和溶解氧的无效消耗。显然，这势必通过增加碳源成本和供氧成本，从而增加了污水处理的成本。
传统工艺的供氧模式为深水曝气供氧，空气中的氧通过溶解在水体中之后被菌胶团利用，而水体中的氨氮也是溶解在水体以NH4 +的形式被菌胶团中的硝化菌吸收转化。这种模式下氧的传导效率和氨氮的转化效率都是偏低的。
此外由于硝化是消耗碱度的过程，而反硝化是产生碱度的过程。在传统工艺中由于好氧硝化段与兼氧反硝化段分离，为了维持好氧硝化段菌种的最适PH以及添加硝化反应所需的无机碳源，一般传统工艺会采用在好氧硝化段投加Na2CO3或者NaHCO3的方式来维持水体PH与无机碳源的供应，这势必增加碱度，从而增加了污水处理成本。
实用新型内容
为了解决上述问题，本实用新型提供低碳氮比化工污水的滤池及其污水处理方法，通过采用三级硝化-反硝化耦合生物膜滤池工艺，克服传统工艺碳源、碱度投加量大，深水曝气供氧能耗高传导效率低的缺点，实现高效率、低成本处理低碳氮比化工污水。
本实用新型的目的通过以下技术方案予以实现：
本实用新型提供的一种低碳氮比化工污水的滤池，该滤池包括：预处理单元、调节池、水泵、三级硝化-反硝化耦合生物膜***、碳源池、碳源泵、加药管、第二电动阀、总排水口、低压风机、主风管、加热装置、第三电动阀构成；所述的加药管尾端分为三根加药支管，分别对应的三根风管支管连通；主风管一端上设置有低压风机，主风管在每个硝化-反硝化耦合生物膜***出各分出一根风管支管；所述的三级硝化-反硝化耦合生物膜***从上而下由三个硝化-反硝化耦合生物膜***串联而成，每个硝化-反硝化耦合生物膜***之间利用土工膜分隔，每个硝化-反硝化耦合生物膜***均由好氧硝化层和兼氧反硝化层组成；所述的三级硝化-反硝化耦合生物膜***包括风管支管；上一级兼氧反硝化出水管与下一级布水管连接，上一级兼氧反硝化的出水口为下一级好氧硝化层进水口，通过第一电动阀控制排水时间和兼氧反硝化层水位污水首先经过表层散水管进行表层均化布水；低压风机通过风管对好氧硝化层进行通风供氧；各层通风间隔和通风次序由第三电动阀控制；各层加药间隔和加药时间次序由第二电动阀控制。
优选地，所述的碳源泵设置在碳源池底部，与加药管首端连接，为加药管提供碳源。
优选地，每根所述的加药支管上设置有第二电动阀。
优选地，所述的主风管在靠近低压风机端设置有加热装置，在低温条件下开启加热装置。
此外，本实用新型还提供一种低碳氮比化工污水的方法，包括以下处理步骤：
第一步、采用90％中粗砂、3％沸石、6％谷壳、1％活性污泥混合成而成的好氧硝化生物膜滤料进行硝化段处理。
第二步、94％5mm-10mm的碎石与6％谷壳混合而成的兼氧反硝化生物膜滤料进行反硝化处理。
第三步、每级硝化-反硝话耦合***，由50cm的好氧硝化生物膜滤料和50cm 的兼氧反硝化耦合而成。
第四步、好氧硝化层为吸附、落干层，兼氧层为长期储水层，好氧硝化层与兼氧反硝化层之间通过风管(与碳源管共用)区分，风管(碳源管)以上为好氧硝化层，风管一下为兼氧反硝化层储水层。***通过风管(碳源管)通风为上层落干后的滤料层营造好氧、低COD硝化环境，通过风管(碳源管)投加碳源的储水层营造兼氧、高COD反硝化环境。
第五步、好氧硝化层采用与传统深水曝气模式不同的低压通风曝气模式，污水在通过各级布水管下渗的过程中，带正电荷的NH4 +离子被吸附富集在带负电荷的滤料和生物膜中，待污水落干进而兼氧反硝化储水层之后，对滤料和生物膜进行低压通风为硝化反应供氧。
第六步、工艺由三级硝化-反硝化耦合生物膜***串联组成，三级之间用土工膜分隔，一级兼氧反硝化出水管与二级布水管连接，一级兼氧反硝化出水为二级好氧硝化层进水；二级兼氧反硝化出水管与三级布水管连接二级兼氧反硝化出水为三级好氧硝化层进水；三级好氧硝化层出水为最终总出水。
第一步中的好氧硝化生物膜滤料由中砂、沸石、谷壳、活性污泥均匀混合，其中中砂作为吸附滤料的同时作为硝化生物膜的主要载体；沸石则作为提高混合滤料对NH4 +的辅助材料，进一步提高混合滤料对NH4 +的吸附能力；谷壳具有较大的比表面积同时还具备缓释碳源的特性，提高混合滤料比表面积的同时，还将作为缓释有机碳源为生物膜提供部分碳源与微量元素。
***好氧硝化段采用先吸附再转化的间歇式处理模式，***分为8个进水周期和16个通风周期，首先混合污水通过滤料表层的布水管由表层均匀的进入***，污水在好氧滤料之间下渗的过程中带正电荷的NH4 +离子被表层带负电荷的滤料和生长在滤料之间的生物膜所吸附，待污水在好氧硝化滤料落干进入兼氧反硝化滤料之后通过介于好氧硝化滤料与氧反硝化滤料的通风管对硝化段进行低压通风供氧为硝化反应提供氧气。布水3小时一周期，时间一般控制在30分钟以内，进水表面负荷控制在1m3/m2*d左右；通风1.5小时一周期，通风时间一布水时间为界，布水前1小时通一次风，布水后通一次风，周期控制在20分钟左右，水汽比为1:2。
所述第二步中的兼氧反硝化生物膜滤料由94％5mm-10mm的碎石与6％谷壳组成，其中5mm-10mm的碎石作为好氧硝化短承托层，同时作为反硝化生物膜的主要载体；壳具有较大的比表面积同时还具备缓释碳源的特性，提高混合滤料比表面积的同时，还将作为缓释有机碳源为生物膜提供部分碳源与微量元素。
***兼氧反硝化段为储水层，经过好氧硝化层的污水下渗至兼氧反硝化层，同时通过加药管(与风管共用)投加满足反硝化所需的碳源，碳氮比3.5:1，经过好氧硝化层的污水与碳源混合进行混合在反硝化层停留2小时以上的时间进行充分的反硝化反应之后，通过***底部的集水管收集后经与其连接的排水管排出，兼氧反硝化层的储水水位和停留时间由排水管高度和排水电动阀调节控制。
所述第六步中的工艺由三级硝化-反硝化耦合生物膜***串联组成，主要是利用硝化反应消耗碱度，而反硝化补充碱度的特性，在下一级进水通过上一级反硝化层补充部分碱度，减少了碱度的投加量，同时还可以通过各级碳源管外加部分碱度以满足下一级硝化碱度需求，进一步增加***可控性。
本实用新型有以下效益：
1.本实用新型好氧硝化段采用相应配比的中砂、沸石、谷壳、活性污泥混合滤料作为填料，这种以大比表面积滤料为结构载体的生物膜相比菌胶团结构更加稳定，不需额外的碳源维持其形态，从而减少了碳源的消耗量。同时污水在下渗以及低压通风供氧的过程中是以流体的形式流经滤料和生物膜表面，相比传统工艺的深水曝气供氧对菌胶团的搅动影响，更具稳定性。
2.好氧硝化段滤料除了作为微生物的载体之外，其本身还具有较强的氨氮吸附能力。污水在好氧硝化段滤料下渗的过程中，首先被拦截、吸附在滤料和生物膜中，待污水在好氧硝化段滤料落干后，再通过风管通风进行供氧，由生物膜里的硝化菌进行硝化反应，从而构成一个完整的吸附-反应体系。由于滤料对氨氮具有较强的吸附能力使得游离在水体中的NH4 +得以富集，相比传统工艺其处理方式更具精细化和高效化。
3.在传统工艺中供氧模式为深水曝气模式，空气的氧先溶解在水体中再被菌胶团吸收利用。而本实用新型采用能耗更低的通风供氧模式，待污水流经好氧硝化段落干之后，由于滤料的吸附、拦截作用氨氮被富集在滤料和生物膜中，然后再通过风管直接对附着在好氧硝化层滤料中的生物膜进行低压通风供氧。这种供氧模式相比传统深水曝气模式在氧的传导效率上更具优势的同时降低了80％左右能耗。此外在冬季时温度较低时，本工艺通过通风的空气进行加热使得进风温度不低于20℃，以维持微生物的活性。
4.***每级的硝化和反硝化***耦合而成，硝化层讲氨氮转化为硝态氮进入反硝化，反硝化产生的二氧化碳则又作为无机碳源供给硝化层。这种耦合***将好氧硝化层和兼氧反硝化层在纵向组合在一起，节约占地面积的同时，减少了无机碳源的投加量。
5.工艺由三级硝化-反硝化耦合生物膜***串联组成，三级之间用土工膜分隔，一级兼氧反硝化出水管与二级布水管连接，一级兼氧反硝化出水为二级好氧硝化层进水；二级兼氧反硝化出水管与三级布水管连接二级兼氧反硝化出水为三级好氧硝化层进水；三级好氧硝化层出水为最终总出水。本工艺利用硝化消耗 7.14g碱度(以GaCO3计)，而反硝化产生3.57g碱度(以GaCO3计)这一特性，上一级经过硝化作用导致碱度下降的污水在进入下一级之前经过本级反硝化层的反硝化反应补充碱度，从而减少50％以上碱度的投加，进而减少运行成本。
附图说明
图1为本实用新型的三级硝化-反硝化耦合生物膜***的污水处理流程图。
图2为实用新型的三级硝化-反硝化耦合生物膜***的一个具体实施方式的横截面示意图。
图中：1.预处理单元，2.调节池，3.三级硝化-反硝化耦合生物膜***，4. 好氧硝化层，5.兼氧反硝化层，6.表层散水管，7.风管支管，8.兼氧反硝化出水管，9.土工膜，10.排气口，11.第一电动阀，12.布水管，13.总排水口， 14.碳源池，15.碳源泵，16.加药管，17.第二电动阀，18.第三电动阀，19.加热装置，20.主风管，21.低压风机。
具体实施方式
下面结合实施案例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方法不限于此。
如图1所示，污水首先经过预处理单元(1)进行格栅、沉淀等处理，然后进入调节池(2)，再通过水泵定时定量、间歇性地进入三级硝化-反硝化耦合生物膜***(3)，依次经过各级硝化-反硝化耦合生物膜***后，最终出水通过总排放口排出。
如图2所示，三级硝化-反硝化耦合生物膜***(3)从上而下由三个硝化- 反硝化耦合生物膜***串联而成，每个三级硝化-反硝化耦合生物膜***(3)从上而下由三个硝化-反硝化耦合生物膜***串联而成，每个硝化-反硝化耦合生物膜***之间利用土工膜(9)分隔，每个硝化-反硝化耦合生物膜***均由好氧硝化层(4)和兼氧反硝化层(5)组成；所述的三级硝化-反硝化耦合生物膜*** (3)包括风管支管(7)；上一级兼氧反硝化出水管(8)与下一级布水管(12) 连接，上一级兼氧反硝化(5)的出水口为下一级好氧硝化层(4)进水口，通过第一电动阀(11)控制排水时间和兼氧反硝化层(5)水位污水首先经过表层散水管(6)进行表层均化布水，污水在好氧硝化层(4)下渗过程中，NH4+首先被表层带负电荷的好氧硝化滤料和好氧硝化生物膜吸附，待污水落干进入兼氧反硝化层(5)之后，利用低压风机(21)通过风管(20)对好氧硝化层(4)进行通风供氧，在低温条件下开启加热装置(19)保证微生物活性；各层通风间隔和通风次序由第三电动阀(18)控制；第二层和第三层所通的风经过第二层和第三层的表层布水管收集后经排气口(10)排出。通过污水进入兼氧反硝化层(5) 后，通过碳源泵(15)将碳源池(14)中的碳源泵入风管支管(7)与污水进行混合，并在兼氧反硝化层(5)至少停留2小时，进行反硝化反应；各层加药间隔和加药时间次序由第二电动阀(17)控制。最终经过各级硝化-反硝化耦合生物膜***的处理后的污水通过总排水口(13)排出。
江西挺进环保科技有限公司采用本实用新型处理赣州市龙南县黄沙乡湾仔组足洞矿区稀土尾水，经过数月监测，其主要污染物为 NH4 +＝60—80mg/l,TN＝100—120mg/l，CODCr＝10mg/l—20mg/l；经过本实用新型***处理后NH4 +＝2—6mg/l，TN＝10—20mg/l，CODCr＝20mg/l—40mg/l，反硝化碳源投加碳氮比为3.5:1。具体数据如下表：
另外，江西挺进环保科技有限公司采用本实用新型在定南北岭矿区马山迳流域稀土尾水处理站(4000m3/d)的监测数据，处理效果如下：
上述为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种低碳氮比化工污水的滤池，其特征在于，该滤池包括：预处理单元(1)、调节池(2)、水泵、三级硝化-反硝化耦合生物膜***(3)、碳源池(14)、碳源泵(15)、加药管(16)、第二电动阀(17)、总排水口(13)、低压风机(21)、主风管(20)、加热装置(19)、第三电动阀(18)构成；所述的加药管(16)尾端分为三根加药支管，分别对应的三根风管支管(7)连通；主风管(20)一端上设置有低压风机(21)，主风管(20)在每个硝化-反硝化耦合生物膜***出各分出一根风管支管(7)；所述的三级硝化-反硝化耦合生物膜***(3)从上而下由三个硝化-反硝化耦合生物膜***串联而成，每个硝化-反硝化耦合生物膜***之间利用土工膜(9)分隔，每个硝化-反硝化耦合生物膜***均由好氧硝化层(4)和兼氧反硝化层(5)组成；所述的三级硝化-反硝化耦合生物膜***(3)包括风管支管(7)；上一级兼氧反硝化出水管(8)与下一级布水管(12)连接，上一级兼氧反硝化层(5)的出水口为下一级好氧硝化层(4)进水口，通过第一电动阀(11)控制排水时间和兼氧反硝化层(5)水位污水首先经过表层散水管(6)进行表层均化布水；低压风机(21)通过风管(20)对好氧硝化层(4)进行通风供氧；各层通风间隔和通风次序由第三电动阀(18)控制；各层加药间隔和加药时间次序由第二电动阀(17)控制。
2.根据权利要求1所述的一种低碳氮比化工污水的滤池，其特征在于：所述的碳源泵(15)设置在碳源池(14)底部，与加药管(16)首端连接，为加药管(16)提供碳源。
3.根据权利要求1所述的一种低碳氮比化工污水的滤池，其特征在于：每根所述的加药支管上设置有第二电动阀(17)。
4.根据权利要求1所述的一种低碳氮比化工污水的滤池，其特征在于：所述的主风管在靠近低压风机(21)端设置有加热装置(19)，在低温条件下开启加热装置(19)。
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| CN201920890333.4U CN210103710U (zh) | 2019-06-13 | 2019-06-13 | 一种低碳氮比化工污水的滤池 |
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Cited By (1)
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| CN110104909A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-08-09 | 江西挺进环保科技有限公司 | 一种低碳氮比化工污水的滤池及其污水处理方法 |
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2019
- 2019-06-13 CN CN201920890333.4U patent/CN210103710U/zh active Active
Cited By (2)
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| CN110104909A (zh) * | 2019-06-13 | 2019-08-09 | 江西挺进环保科技有限公司 | 一种低碳氮比化工污水的滤池及其污水处理方法 |
| CN110104909B (zh) * | 2019-06-13 | 2024-02-02 | 江西挺进环保科技股份有限公司 | 一种低碳氮比化工污水的滤池及其污水处理方法 |
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