一種用于處理低碳氮比污水的方法及反硝化滲濾系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種用于處理低碳氮比污水的方法及反硝化滲濾系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括調(diào)節(jié)池、提升泵、反硝化池和集水池；所述提升泵設(shè)置在所述調(diào)節(jié)池與反硝化池之間，所述提升泵上設(shè)置有進(jìn)水端與出水端，所述提升泵的進(jìn)水端通過(guò)管道與所述調(diào)節(jié)池連接，所述提升泵的出水端與所述反硝化池連接；所述反硝化池與集水池通過(guò)管道連接；所述反硝化池內(nèi)由上至下依次設(shè)置有淹水層、緩釋碳源層、填料層、防滲膜和承托層。本發(fā)明適用于城市二級(jí)污水處理廠(chǎng)出水等低碳氮比污水，系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)單、操作管理方便且無(wú)二次污染。且投加來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉、碳源釋放慢且易控制，通過(guò)強(qiáng)化反硝化階段的處理提高了對(duì)硝氮和總氮的去除，提高整個(gè)工藝的處理能力。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種用于處理低碳氮比污水的方法及反硝化滲濾系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)境工程水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種用于處理低碳氮比污水的方法及反硝化滲濾系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】[0002]城市二級(jí)污水廠(chǎng)的出水TN濃度要求低于《城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002) 一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，即出水TN濃度小于15mg/L。隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，氮和有機(jī)物的不斷泄入，致使湖泊、水庫(kù)水體日趨惡化，水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題相當(dāng)突出。氮污染控制越來(lái)越受到重視，成為當(dāng)前及今后一個(gè)時(shí)期水污染控制工作的重要任務(wù)。城市二級(jí)污水廠(chǎng)出水特點(diǎn)是污水中的氮大部分以NO3--N形式存在，小部分以NH3-N形式存在。此類(lèi)污水中有機(jī)碳含量較低，不易被反硝化細(xì)菌利用，難以滿(mǎn)足反硝化過(guò)程中對(duì)碳源的需求量，導(dǎo)致脫氮效率較低。
[0003]在生物反硝化滲濾系統(tǒng)中，反硝化細(xì)菌可以利用碳源作為電子供體、N03__N作為電子受體將硝酸鹽還原成隊(duì)，達(dá)到脫氮的目的。諸多學(xué)者通過(guò)添加甲醇、葡萄糖等液態(tài)碳源進(jìn)行反硝化的研究探索，但投加這些碳源易造成碳源投加不足或過(guò)量，不僅增加反硝化成本、系統(tǒng)運(yùn)行復(fù)雜且二次污染問(wèn)題比較突出。因而，近年來(lái)許多研究者通過(guò)多種途徑尋找無(wú)毒、廉價(jià)的固態(tài)碳源來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)液態(tài)碳源。固體碳源大致可分為兩類(lèi):一類(lèi)為天然材料，例如稻殼、玉米芯和陳化米等富含纖維素的物質(zhì)；另一類(lèi)是由人工合成的聚合物，如PBS(聚丁二酸丁二醇酯)、PHB(聚-P -羥丁酸)等。固體緩釋碳源具有緩效釋放碳源的特點(diǎn)，保證反硝化反應(yīng)的可持續(xù)進(jìn)行，其研究逐漸受到人們青睞。
[0004]“十二五”期間對(duì)污染物總量控制的越來(lái)越嚴(yán)格，以往城市污水廠(chǎng)出水TN濃度僅需達(dá)到15mg/L，難以滿(mǎn)足新形勢(shì)下對(duì)污染物的控制要求。為了防止水體富營(yíng)養(yǎng)化的加劇，出水TN濃度需維持在較低的范圍以?xún)?nèi)(5mg/L以下)，故迫切需要易操作、效果好、低成本的處理工藝。因此，現(xiàn)有低碳氮比污水的處理技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種用于處理低碳氮比污水的方法及反硝化滲濾系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)對(duì)低碳氮比污水脫氮效率較低的問(wèn)題。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種用于處理低碳氮比污水的反硝化滲濾系統(tǒng)，其中，所述反硝化滲濾系統(tǒng)為24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行，整個(gè)系統(tǒng)包括調(diào)節(jié)池、提升泵、反硝化池和集水池；
所述提升泵設(shè)置在所述調(diào)節(jié)池與反硝化池之間，所述提升泵上設(shè)置有進(jìn)水端與出水端，所述提升泵的進(jìn)水端通過(guò)管道與所述調(diào)節(jié)池連接，所述提升泵的出水端與所述反硝化池連接；所述反硝化池與集水池通過(guò)管道連接；
所述反硝化池內(nèi)由上至下依次設(shè)置有淹水層、緩釋碳源層、填料層、防滲膜和承托層。
[0007]所述的用于處理低碳氮比污水的反硝化滲濾系統(tǒng)，其中，所述反硝化池的緩釋碳源層表層設(shè)置有布水裝置，所述反硝化池的池底設(shè)置有集水裝置；所述布水裝置通過(guò)管道與所述提升泵的出水端連接；所述集水裝置與所述集水池通過(guò)管道相連。
[0008]所述的用于處理低碳氮比污水的反硝化滲濾系統(tǒng)，其中，所述淹水層的高度為
0.3-0.4m ;所述緩釋碳源層的高度為2-5mm ;所述填料層的高度為0.8-1.4m ;所述承托層的高度為0.3-0.5mo
[0009]所述的用于處理低碳氮比污水的反硝化滲濾系統(tǒng)，其中，所述填料層中填充有粗河砂，所述粗河砂的粒徑為2-4_ ;所述承托層中填充有礫石，礫石的粒徑為20-50_ ;所述緩釋碳源層中填充有稻殼、玉米芯和陳化米中的一種或多種。
[0010]所述的用于處理低碳氮比污水的反硝化滲濾系統(tǒng)，其中，所述反硝化池中的布水裝置由布水主管和平行等距分布于緩釋碳源層表層的數(shù)個(gè)布水支管組成，每個(gè)布水支管斜上60°均勻設(shè)置有數(shù)個(gè)布水孔；所述集水裝置由集水主管和平行等距分布于承托層底部的數(shù)個(gè)集水管組成，每個(gè)集水支管管下部均勻設(shè)置數(shù)個(gè)集水孔。
[0011]所述的用于處理低碳氮比污水的反硝化滲濾系統(tǒng)，其中，所述防滲膜為HDPE防滲膜，HDPE防滲膜的厚度為0.5-2.5mm。
[0012]所述的用于處理低碳氮比污水的反硝化滲濾系統(tǒng)，其中，所述集水池設(shè)置有進(jìn)水口和出水口，所述進(jìn)水口與所述反硝化池的集水裝置通過(guò)管道相連；所述集水池的出水口通過(guò)管道與污水的排放口連接。
[0013]一種采用如上所述的反硝化滲濾系統(tǒng)處理低碳氮比污水的方法，其中，包括如下步驟:
污水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池`中均勻水質(zhì)水量；
調(diào)節(jié)池中的污水通過(guò)提升泵泵入反硝化池，進(jìn)入反硝化池中的污水通過(guò)布水裝置均勻流入反硝化池的淹水層中，然后通過(guò)滲濾依次通過(guò)反硝化池的緩釋碳源層、填料層和承托層；
污水通過(guò)承托層底部的集水裝置收集，并流入到集水池內(nèi)，最后通過(guò)出水口排放。
[0014]所述的處理低碳氮比污水的方法，其中，污水在所述反硝化池中水力停留時(shí)間為2—4h0
[0015]所述的處理低碳氮比污水的方法，其中，所述緩釋碳源層中緩釋碳源的投加周期為20-40天；所述填料層中的填料表面附著生物膜，用于利用緩釋碳源層釋放出來(lái)的碳源，進(jìn)行反硝化脫氮。
[0016]有益效果:本發(fā)明中的反硝化滲濾系統(tǒng)以低碳氮比污水為對(duì)象，以微生物作為主體，控制反硝化滲濾系統(tǒng)中DO濃度小于0.5mg/L，創(chuàng)造利于反硝化反應(yīng)的缺氧環(huán)境；通過(guò)投加反硝化反應(yīng)所需的緩釋碳源，微生物可在填料上生長(zhǎng)繁殖，在較短的停留時(shí)間內(nèi)有效地去除污水中的氮等污染物；本發(fā)明適用于城市二級(jí)污水處理廠(chǎng)出水等低碳氮比污水處理，系統(tǒng)設(shè)備簡(jiǎn)單、操作管理方便且無(wú)二次污染。本發(fā)明提供的處理低碳氮比污水的反硝化滲濾系統(tǒng)及方法，不僅技術(shù)成本低、總氮去除效果好，而且顯著強(qiáng)化有機(jī)物、出水指標(biāo)穩(wěn)定。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明用于處理低碳氮比污水的反硝化滲濾系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2為反硝化滲濾系統(tǒng)的布水裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。【具體實(shí)施方式】
[0019]本發(fā)明提供一種用于處理低碳氮比污水的方法及反硝化滲濾系統(tǒng)，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0020]本發(fā)明為了解決低碳氮比污水處理的問(wèn)題，提供了一種以調(diào)節(jié)池、反硝化池和集水池為主體工藝單元處理低碳氮比污水的技術(shù)。所述低碳比污水中的氮大部分以no3_-n形式存在，小部分以NH3-N形式存在，所述低碳比污水中硝酸根濃度低，硝酸根濃度不超過(guò)30mg/L,有機(jī)物含量低，所述有機(jī)物濃度不超過(guò)150mg/L，不易被反硝化細(xì)菌利用，難以滿(mǎn)足反硝化過(guò)程中對(duì)碳源的需求量，導(dǎo)致脫氮效率較低。 [0021]本發(fā)明所提供的用于處理低碳氮比污水的反硝化滲濾系統(tǒng)，如圖1所示，包括調(diào)節(jié)池100、提升泵200、反硝化池300和集水池400 ；
所述提升泵200設(shè)置在所述調(diào)節(jié)池100與反硝化池300之間，所述提升泵200上設(shè)置有進(jìn)水端與出水端，所述提升泵200的進(jìn)水端通過(guò)管道與所述調(diào)節(jié)池100連接，所述提升泵200的出水端與所述反硝化池300連接，這樣，所述調(diào)節(jié)池100內(nèi)的污水就可以通過(guò)提升泵200泵入反硝化池300中；所述反硝化池300與集水池400通過(guò)管道連接。
[0022]所述反硝化池300內(nèi)由上至下依次設(shè)置有淹水層310、緩釋碳源層330、填料層340、防滲膜370和承托層350 ;所述反硝化池300的緩釋碳源層330表層設(shè)置有布水裝置320，所述反硝化池300底設(shè)置有集水裝置360 (設(shè)置在承托層350的底部)。所述布水裝置320通過(guò)管道與所述提升泵200的出水端連接，這樣，調(diào)節(jié)池100內(nèi)的污水通過(guò)所述布水裝置320進(jìn)入所述反硝化池300內(nèi)部。
[0023]所述集水池400設(shè)置有進(jìn)水口和出水口，所述進(jìn)水口與所述反硝化池300的集水裝置360通過(guò)管道相連。優(yōu)選的，所述進(jìn)水口設(shè)置在集水池400的底部，所述出水口設(shè)置在集水池400的上端，所述集水池400的出水口通過(guò)管道與污水的排放口連接。
[0024]其中，所述反硝化池300中淹水層310的高度為0.3-0.4m,緩釋碳源層330的高度為2-5mm，填料層340的高度為0.8-1.4m，承托層350的高度為0.3-0.5m。所述填料層340中填充有粗河砂，粗河砂粒徑為2-4mm，；承托層350填充礫石，礫石粒徑為20-50mm。所述緩釋碳源層330中填充有稻殼、玉米芯和陳化米中的一種或多種固體緩釋碳源，上述固體緩釋碳源具有來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉、碳源釋放慢且易控制等特點(diǎn)，緩釋碳源使進(jìn)水中的溶解氧的濃度由5.0mg/L降低至0.4mg/L左右。固體緩釋碳源的投加周期為20-40天。所述防滲膜370為HDPE防滲膜，HDPE防滲膜的厚度為0.5-2.5mm，鋪設(shè)于承托層350上。
[0025]所述反硝化池300中的布水裝置320由布水主管311和平行等距分布于緩釋碳源層330表層的數(shù)個(gè)布水支管312組成，每個(gè)布水支管312設(shè)置有多個(gè)用于布水的布水孔313。優(yōu)選地，所述每個(gè)布水支管312斜上60°均勻設(shè)置數(shù)個(gè)布水孔313。
[0026]所述反硝化池300中的集水裝置360由集水主管和平行等距分布于承托層350底部的數(shù)個(gè)集水支管組成，每個(gè)集水支管下部均勻分布數(shù)個(gè)集水孔；所述集水主管通過(guò)管道與集水池400進(jìn)水口相連；出水口同排水口通過(guò)管道相連。
[0027]本發(fā)明中還提供一種采用上述反硝化滲濾系統(tǒng)進(jìn)行處理低碳氮比污水的方法，包括如下步驟:1.污水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池中均勻水質(zhì)水量；
2.調(diào)節(jié)池中的污水通過(guò)提升泵泵入反硝化池:提升泵與反硝化池中的布水裝置的布水主管相連，污水通過(guò)布水支管均勻布水；進(jìn)入反硝化池中的污水通過(guò)布水裝置均勻流入反硝化池的淹水層中，然后通過(guò)滲濾依次通過(guò)反硝化池的緩釋碳源層、填料層和承托層:反硝化池中水力停留時(shí)間為2-4h ；
3.污水通過(guò)承托層底部的集水主管收集，并流入到集水池內(nèi)，最后通過(guò)出水口排放。
[0028]其中，在反硝化裝置中，淹水層隔絕空氣，使淹水層下面部分處于缺氧環(huán)境；緩釋碳源層中填料能夠釋放碳源，填料投加周期為20-40天；填料層中填料表面附著生物膜，在缺氧環(huán)境下，利用緩釋碳源層釋放出來(lái)的碳源，進(jìn)行反硝化脫氮。
[0029]本發(fā)明的裝置按水處理流向的順序由調(diào)節(jié)池、反硝化池和調(diào)節(jié)池組成。調(diào)節(jié)池用來(lái)均化進(jìn)水的水質(zhì)水量，保證進(jìn)水連續(xù)穩(wěn)定。反硝化池中投加天然固體緩釋碳源，提高進(jìn)水中有機(jī)物的濃度，提供微生物反硝化所需的碳源，是降解污水脫氮的主要環(huán)節(jié)。反硝化停留時(shí)間為2-4h，集水池主要是匯集出水，集中排放。
[0030]在反硝化池中緩釋碳源的選擇以及投加量、投加周期是影響低碳氮比污水凈化效果的關(guān)鍵因素。反硝化作用是指在無(wú)氧或低氧的條件下，反硝化細(xì)菌將硝酸鹽氮(NO3--N)和亞硝酸鹽氮(N02_-N)還原成氣態(tài)氮(N2或隊(duì)0)的程,大部分反硝化細(xì)菌是異養(yǎng)菌,它們以有機(jī)物為碳源和能源，進(jìn)行無(wú)氧呼吸，因而低碳氮比污水中碳源的量是影響反硝化脫氮作用的決定因素。本發(fā)明中優(yōu)選稻殼、玉米芯和陳化米中的一種或多種天然固體緩釋碳源，所述緩釋碳源釋碳速率穩(wěn)定，原料廣泛，廉價(jià)易得。緩釋碳源的投加量需要根據(jù)污水中硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮以及DO的濃度來(lái)決定，具體計(jì)算公式如下:
【權(quán)利要求】
1.一種用于處理低碳氮比污水的反硝化滲濾系統(tǒng)，其特征在于，所述反硝化滲濾系統(tǒng)為24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行，整個(gè)系統(tǒng)包括調(diào)節(jié)池、提升泵、反硝化池和集水池； 所述提升泵設(shè)置在所述調(diào)節(jié)池與反硝化池之間，所述提升泵上設(shè)置有進(jìn)水端與出水端，所述提升泵的進(jìn)水端通過(guò)管道與所述調(diào)節(jié)池連接，所述提升泵的出水端與所述反硝化池連接；所述反硝化池與集水池通過(guò)管道連接； 所述反硝化池內(nèi)由上至下依次設(shè)置有淹水層、緩釋碳源層、填料層、防滲膜和承托層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理低碳氮比污水的反硝化滲濾系統(tǒng)，其特征在于，所述反硝化池的緩釋碳源層表層設(shè)置有布水裝置，所述反硝化池的池底設(shè)置有集水裝置；所述布水裝置通過(guò)管道與所述提升泵的出水端連接；所述集水裝置與所述集水池通過(guò)管道相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理低碳氮比污水的反硝化滲濾系統(tǒng)，其特征在于，所述淹水層的高度為0.3-0.4m ;所述緩釋碳源層的高度為2-5mm ;所述填料層的高度為0.8-1.4m ;所述承托層的高度為0.3-0.5m。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于處理低碳氮比污水的反硝化滲濾系統(tǒng)，其特征在于，所述填料層中填充有粗河砂，所述粗河砂的粒徑為2-4_，；所述承托層中填充有礫石，礫石的粒徑為20-50mm ;所述緩釋碳源層中填充有稻殼、玉米芯和陳化米中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于處理低碳氮比污水的反硝化滲濾系統(tǒng)，其特征在于，所述反硝化池中的布水裝置由布水主管和平行等距分布于緩釋碳源層表層的數(shù)個(gè)布水支管組成，每個(gè)布水支管均勻設(shè)置有數(shù)個(gè)布水孔；所述集水裝置由集水主管和平行等距分布于承托層底部的數(shù)個(gè)集水管組成，每個(gè)集水支管管下部均勻設(shè)置數(shù)個(gè)集水孔。
6.根據(jù)權(quán) 利要求1所述的用于處理低碳氮比污水的反硝化滲濾系統(tǒng)，其特征在于，所述防滲膜為HDPE防滲膜，HDPE防滲膜的厚度為0.5-2.5mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于處理低碳氮比污水的反硝化滲濾系統(tǒng)，其特征在于，所述集水池設(shè)置有進(jìn)水口和出水口，所述進(jìn)水口與所述反硝化池的集水裝置通過(guò)管道相連；所述集水池的出水口通過(guò)管道與污水的排放口連接。
8.一種采用如權(quán)利要求2所述的反硝化滲濾系統(tǒng)處理低碳氮比污水的方法，其特征在于，包括如下步驟: 污水進(jìn)入調(diào)節(jié)池，在調(diào)節(jié)池中均勻水質(zhì)水量； 調(diào)節(jié)池中的污水通過(guò)提升泵泵入反硝化池，進(jìn)入反硝化池中的污水通過(guò)布水裝置均勻流入反硝化池的淹水層中，然后通過(guò)滲濾依次通過(guò)反硝化池的緩釋碳源層、填料層和承托層； 污水通過(guò)承托層底部的集水裝置收集，并流入到集水池內(nèi)，最后通過(guò)出水口排放。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的處理低碳氮比污水的方法，其特征在于，污水在所述反硝化池中水力停留時(shí)間為2-4h。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的處理低碳氮比污水的方法，其特征在于，所述緩釋碳源層中緩釋碳源的投加周期為20-40天；所述填料層中的填料表面附著生物膜，用于利用緩釋碳源層釋放出來(lái)的碳源，進(jìn)行反硝化脫氮。
【文檔編號(hào)】C02F3/28GK103601291SQ201310605599
【公開(kāi)日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】李旭寧, 劉歡, 黃鑫, 吳屬連, 王波, 梅峰 申請(qǐng)人:深圳市深港產(chǎn)學(xué)研環(huán)保工程技術(shù)股份有限公司