CN211004783U - 一种硝化曝气生物滤池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种硝化曝气生物滤池，包括池体和设置于池体底部的进水管和曝气管，还包括依次自池体底部向上设置的承托层、脱碳层、筛网和脱氮层；所述承托层为鹅卵石承托层，所述脱碳层为石灰石材质且挂有碳氧化菌菌膜，所述脱氮层为沸石材质且挂有硝化菌菌膜。该硝化曝气生物滤池能快速、持续、稳定地去除黑臭水中的氨氮类物质。
Description
技术领域
本实用新型涉及污水处理设备技术领域，具体涉及硝化曝气生物滤池。
背景技术
根据调查统计，“十一五”期间氨氮已成为影响地表水水质的首要指标，在“十二五”期间氨氮已纳入全国主要水污染排放的约束性控制指标。
城镇污水曝气生物滤池简称BAF，是一种集污水生物氧化处理与深层过滤于一体的水处理装置，主要应用于低浓度的污水深度处理和微污染水源水的预处理，如城市生活污水和低浓度工业污水的深度处理，给水的源水预处理等。作为一种有效的污水处理工艺，曝气生物滤池以其出水效果好、运行稳定、管理方便、占地小等特点受到重视。但是在工程应用中曝气生物滤池基本上都是采用单一的填料，导致曝气生物滤池的功能相对比较单一，不能高效地对多种目标污染物进行脱除。应用最广泛的普通陶粒或火山岩填料的曝气生物滤池有良好的脱除COD的能力，但是其脱氨氮能力有限，一般情况下污水在经过曝气生物滤池处理后氨氮仍有可能超标。
发生反硝化反应时，每氧化1mg氨氮转化为硝酸根需消耗7.1mg碱度，所以，脱氮反应时为了取得好的效果必须不断补充碱度。由硝化方程式可知，随着NH+ 3-N被转化成NO3-N，会产生部分矿化酸度H+，这部分酸度将消耗部分碱度，每克NH+ 3-N转化成NO3-N约消耗7.14g碱度(以CaCO3计)。因而，当污水中的碱度不足而TKN负荷又较高时，便会耗尽污水中的碱度，使混合液中的pH值降低至7.0以下，使硝化速率降低或受到抑制。
然而生活污水及黑臭水体中的碱度通常在100mg/L左右，氨氮通常在30mg/L左右，水体中没有足够的碱度支撑去除足够量的氨氮，无法达标。
实用新型内容
为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种具有连续去氨氮能力的硝化曝气生物滤池。该硝化曝气生物滤池能提供足够的碱度，以保证硝化去除氨氮过程的持续性、稳定性。
本实用新型的目的采用如下技术方案实现：
一种硝化曝气生物滤池，包括池体和设置于池体底部的进水管和曝气管，还包括依次自池体底部向上设置的承托层、脱碳层、筛网和脱氮层；承托层为鹅卵石承托层，脱碳层为石灰石材质且挂有碳氧化菌菌膜，脱氮层为沸石材质且挂有硝化菌菌膜。
进一步地，承托层内鹅卵石的粒径为15-20mm，填充高度为0.15-0.25m。承托层作为进水和曝气的流经通道、有效减少由于脱碳层石灰石砂或石灰岩对进水管或曝气管的腐蚀或堵塞等不利影响。
进一步地，脱碳层内石灰石的粒径为4-8mm，填充高度为1.5-4.5m，孔隙率大于50％，比表面积大于50m2/g。优选地，孔隙率为55-65％，比表面积为80-120m2/g。石灰石为石灰石砂或石灰岩，微溶于水中形成CO3 2-和HCO3 -为后续硝化菌的生长提供无机碳源，吸附酸性有机气体或液体，石灰石内挂膜有碳氧化菌，该菌是异养菌，可以利用水中有机物作为碳源迅速生长繁殖，繁殖代谢速度快。碳氧化菌的反洗周期较适宜的为2-5天。
进一步地，脱氮层内沸石的粒径为3-8mm，孔隙率大于50％，比表面积大于100m2/g，SiO2/Al2O3比小于4.5，阳离子交换量大于150mmol/g。优选地，孔隙率为60-65％，比表面积为100-180m2/g，SiO2/Al2O3比为3.0-45，阳离子交换量180-280mmol/g。沸石为天然沸石或活化沸石。沸石内挂膜硝化菌，该菌是化能自养菌，不能利用水中有机物作为碳源，只能利用水中的CO3 2-和HCO3 -作为碳源，繁殖速度相对较慢，反洗周期较适宜的为20-25天。
进一步地，筛网的孔径为1-3mm。筛网可有效减少作为脱氮层的沸石因气流和液流的影响而与脱碳层混合。筛网的安装位置在脱碳层上方的0.4-0.6m处。即脱碳层与脱氮层之间具有0.4-0.6m的高度间隔。
进一步地，池体设置有与脱碳层相连通的补料口，以补充石灰石。
进一步地，池体在脱碳层靠近筛网的位置设有反洗水出口。该反洗水口作为控制单独反洗脱碳层或同时反洗脱碳层和脱氮层。
进一步地，脱碳层的反洗周期为2-5天，水反洗强度为5-8L/m2·s、气反洗强度为16-20L/m2·s。
进一步地，脱氮层的反洗周期为20-25天，水反洗强度为5-8L/m2·s、气反洗强度为10-15L/m2·s。
进一步地，水力停留时间为50-60min，溶解氧含量为3-6mg/L。在该条件下，本申请的硝化曝气生物滤池对氨氮的去除率可高达85％以上。
相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：
本实用新型提供的硝化曝气生物滤池，通过自下至上依次设置的承托层、脱碳层、筛网和脱氮层，使黑臭水顺畅地从进水口与曝气形成上升液流，经过石灰石层的碱化、吸附酸性有机物质并通过碳氧化菌的微生物处理，再通过沸石对氨氮类物质的吸附通过硝化菌进行处理，以快速、持续、稳定地去除黑臭水中的氨氮类物质；
本实用新型提供的硝化曝气生物滤池可以进一步地对脱碳层进行补料或对脱碳层进行反洗以及不同周期地对脱氮层进行反洗，以保持该硝化曝气生物滤池的稳定清除效率。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图中，各附图标记：1、进水管；2、曝气管；3、承托层；4、脱碳层；5、筛网；6、脱氮层；7、补料口；8、反洗水出口。
具体实施方式
下面，结合附图和具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
以下是本实用新型具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外均可以通过购买方式获得。
如图1所示，本实用新型提供一种硝化曝气生物滤池，包括池体和设置于池体底部的进水管1和曝气管2，还包括依次自池体底部向上设置的承托层3、脱碳层4、筛网5和脱氮层6；承托层为鹅卵石承托层，脱碳层为石灰石材质且挂有碳氧化菌菌膜，脱氮层为沸石材质且挂有硝化菌菌膜。池体设置有与所述脱碳层相连通的补料口7；池体在脱碳层靠近筛网的位置设有反洗水出口8。当出水的碱度低于预定值后，从补料口补加石灰石。当进水反洗时，打开反洗水出口时，单独反洗脱碳层，关闭反洗水出口时同时反洗脱碳层和脱氮层。
实施例1：
一种硝化曝气生物滤池，包括池体和设置于池体底部的进水管和曝气管，还包括依次自池体底部向上设置的承托层、脱碳层、筛网和脱氮层；池体设置有与所述脱碳层相连通的补料口；池体在脱碳层靠近筛网的位置设有反洗水出口；
承托层是由粒径为15-20mm的鹅卵石填充的0.2m高的承托层；
脱碳层是由石灰石填充的高度为2.5m的脱碳层，石灰石的粒径为4-6mm，孔隙率为60％，比表面积为100m2/g；脱碳层挂有碳氧化菌菌膜；脱碳层反洗周期为2天，水反洗强度：8L/m2·s，气反洗强度：20L/m2·s；
筛网的孔径为2mm，固定在池体内脱碳层上方的0.5m处；
脱氮层是由天然沸石填充的高度为2.5m的脱氮层，粒径为3-5mm，孔隙率为60％，比表面积为100m2/g；SiO2/Al2O3比为4.5，阳离子交换量为180mmol/g；脱氮层挂有硝化菌菌膜，脱氮层反洗周期为20天，水反洗强度：5L/m2·s，气反洗强度：10L/m2·s；
控制该硝化曝气生物滤池的水力停留时间为50min，溶解氧在3-5mg/L，监测进水、出水COD、氨氮、碱度指标。
实施例2：
一种硝化曝气生物滤池，包括池体和设置于池体底部的进水管和曝气管，还包括依次自池体底部向上设置的承托层、脱碳层、筛网和脱氮层；池体设置有与所述脱碳层相连通的补料口；池体在脱碳层靠近筛网的位置设有反洗水出口；
承托层是由粒径为15-20mm的鹅卵石填充的0.2m高的承托层；
脱碳层是由石灰石填充的高度为1.5m的脱碳层，石灰石的粒径为6-8mm，孔隙率为55％，比表面积为80m2/g；脱碳层挂有碳氧化菌菌膜；脱碳层反洗周期为3天，水反洗强度：6L/m2·s，气反洗强度：18L/m2·s；
筛网的孔径为2mm，固定在池体内脱碳层上方的0.5m处；
脱氮层是由天然沸石填充的高度为3.5m的脱氮层，粒径为4-6mm，孔隙率为65％，比表面积为150m2/g；SiO2/Al2O3比为3.5，阳离子交换量为250mmol/g；脱氮层挂有硝化菌菌膜，脱氮层反洗周期为24天，水反洗强度：6L/m2·s，气反洗强度：12L/m2·s；
控制该硝化曝气生物滤池的水力停留时间为60min，溶解氧在3-5mg/L，监测进水、出水COD、氨氮、碱度指标。
实施例3：
一种硝化曝气生物滤池，包括池体和设置于池体底部的进水管和曝气管，还包括依次自池体底部向上设置的承托层、脱碳层、筛网和脱氮层；池体设置有与所述脱碳层相连通的补料口；池体在脱碳层靠近筛网的位置设有反洗水出口；
承托层是由粒径为15-20mm的鹅卵石填充的0.2m高的承托层；
脱碳层是由石灰石填充的高度为1.0m的脱碳层，石灰石的粒径为4-6mm，孔隙率为65％，比表面积为120m2/g；脱碳层挂有碳氧化菌菌膜；脱碳层反洗周期为5天，水反洗强度：5L/m2·s，气反洗强度：16L/m2·s；
筛网的孔径为2mm，固定在池体内脱碳层上方的0.5m处；
脱氮层是由天然沸石填充的高度为4.5m的脱氮层，粒径为6-8mm，孔隙率为65％，比表面积为180m2/g；SiO2/Al2O3比为3.0，阳离子交换量为280mmol/g；脱氮层挂有硝化菌菌膜，脱氮层反洗周期为25天，水反洗强度：8L/m2·s，气反洗强度：15L/m2·s；
控制该硝化曝气生物滤池的水力停留时间为50min，溶解氧在4-6mg/L，监测进水、出水COD、氨氮、碱度指标。
对比例1：
一种硝化曝气生物滤池，包括池体和设置于池体底部的进水管和曝气管，还包括依次自池体底部向上填充的承托层、填料层；承托层是由粒径为15-20mm的鹅卵石填充的0.2m高的承托层；填料层是由陶粒填充的高度为5.0m的填料层，填料层挂有碳氧化菌菌膜，反洗周期为5天，水反洗强度：8L/m2·s，气反洗强度：16L/m2·s。
控制该硝化曝气生物滤池的水力停留时间为40min，溶解氧在3-5mg/L，监测进水、出水COD、氨氮、碱度指标。
性能检测
实施例1-3以及对比例1的硝化曝气生物滤池的污水处理监控情况如下表所示：
表1污水处理监控结果表
由上表可知，本申请提供的硝化曝气生物滤池，氨氮处理负荷可高达0.62-0.95kgNH+ 4-N/(m3·d)，去除率可高达85-95％，COD去除率高达62-76％，具有较好的综合处理效率。而对比例1中，出水的碱度较低，填料中的碱度难以维持氨化处理过程中的要求，氨氮处理负荷为实施例的一半甚至是1/3，氨氮去除率也较低。
上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。
Claims (7)
1.一种硝化曝气生物滤池，包括池体和设置于池体底部的进水管和曝气管，其特征在于，还包括依次自池体底部向上设置的承托层、脱碳层、筛网和脱氮层；所述承托层为鹅卵石承托层，所述脱碳层为石灰石材质且挂有碳氧化菌菌膜，所述脱氮层为沸石材质且挂有硝化菌菌膜。
2.如权利要求1所述的硝化曝气生物滤池，其特征在于，所述承托层内鹅卵石的粒径为15-20mm，填充高度为0.15-0.25m。
3.如权利要求1所述的硝化曝气生物滤池，其特征在于，所述脱碳层内石灰石的粒径为4-8mm，填充高度为1.5-4.5m，孔隙率大于50％，比表面积大于50m2/g。
4.如权利要求1所述的硝化曝气生物滤池，其特征在于，所述脱氮层内沸石的粒径为3-8mm，孔隙率大于50％，比表面积大于100m2/g，SiO2/Al2O3比小于4.5，阳离子交换量大于150mmol/g。
5.如权利要求1所述的硝化曝气生物滤池，其特征在于，所述筛网的孔径为1-3mm。
6.如权利要求1所述的硝化曝气生物滤池，其特征在于，池体设置有与所述脱碳层相连通的补料口。
7.如权利要求1所述的硝化曝气生物滤池，其特征在于，池体在脱碳层靠近筛网的位置设有反洗水出口。
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Cited By (2)
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| CN110526416A (zh) * | 2019-07-25 | 2019-12-03 | 广东卓信环境科技股份有限公司 | 一种硝化曝气生物滤池 |
| CN115010287A (zh) * | 2021-12-08 | 2022-09-06 | 江苏省农业科学院 | 固定床上流式尾水处理装备及水产养殖尾水的处理方法 |
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