專(zhuān)利名稱(chēng)：一種城市廢水的微絮凝－深床直接過(guò)濾同步脫氮除磷新工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明專(zhuān)利涉及一種城市廢水的微絮凝—深床直接過(guò)濾同步脫氮除磷新工藝，該工藝適用于對(duì)城市污水進(jìn)行深度處理，能有效去除二級(jí)生物處理出水中的氮、磷、COD、SS等。也可用于其它含氮磷廢水，適宜水質(zhì)條件是SS＜50mg/l。本工藝具有流程短，占地面積小，運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，可用于對(duì)現(xiàn)有污水處理廠(chǎng)的改造以使其達(dá)到日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)可與CEPT、瀑氣生物濾池等處理單元聯(lián)合使用。
隨著社會(huì)的發(fā)展，我國(guó)對(duì)氮、磷的排放控制也日益嚴(yán)格。我國(guó)現(xiàn)有的污水處理廠(chǎng)大多采用傳統(tǒng)的生物二級(jí)處理，主要以COD為去除對(duì)象，對(duì)氮、磷的去除率很低，處理后出水中磷的含量在2-10mg/l左右，總氮?jiǎng)t達(dá)20-50mg/l，已不能滿(mǎn)足控制排放標(biāo)準(zhǔn)(TP＜1mg/l、TN＜15mg/l)，也是造成受納水體的富營(yíng)養(yǎng)化的主要原因之一。為了達(dá)到有效去除N、P的目的，國(guó)內(nèi)外研究主要集中在兩方面一是采用新工藝，如SBR等，二是對(duì)現(xiàn)有二級(jí)處理工藝加以改造或增加后續(xù)深度處理工藝。過(guò)濾是常用的后續(xù)處理單元，以去除SS為主，對(duì)N、P的去除率不高，通常作為深度處理的預(yù)處理過(guò)程。
混凝除磷是一種高效，簡(jiǎn)便的方法，但如果采用傳統(tǒng)的混凝、沉淀、過(guò)濾工藝，則存在造價(jià)高、占地面積大等問(wèn)題，這樣將大大增加污水處理費(fèi)用，同時(shí)在空間上也受到限制。瑞典Stockholm污水處理廠(chǎng)采用微絮凝—直接過(guò)濾除磷工藝，能有效去除二沉池出水中的磷(過(guò)濾后出水TP＜0.3mg/l)，此工藝能有效節(jié)約占地面積(較傳統(tǒng)混凝、沉淀、過(guò)濾工藝節(jié)省80％)，而且運(yùn)行費(fèi)用低。對(duì)于氮的去除，美國(guó)Kanapaha等污水處理廠(chǎng)采用TETRA深床脫氮工藝對(duì)二沉池出水進(jìn)行處理，經(jīng)過(guò)10-30min的處理時(shí)間水中NO3--N可達(dá)95％的去除率。但這些工藝都不能達(dá)到同時(shí)脫氮除磷的效果。
微絮凝—深床過(guò)濾同步脫氮除磷工藝將深床生物脫氮與混凝除磷相結(jié)合，使脫氮和除磷在同一處理單元(濾池)中完成，將其用于含氮磷廢水的處理，可有效節(jié)省占地面積和運(yùn)行費(fèi)用，是一種緊湊、經(jīng)濟(jì)、高效的后續(xù)處理工藝。該工藝在國(guó)外處于研究階段，國(guó)內(nèi)未見(jiàn)相關(guān)報(bào)告。
本發(fā)明工藝流程是含氮磷廢水與絮凝劑(如氯化鐵，聚合氯化鐵，聚合氯化鋁等)和外加碳源(甲醇，乙酸等)通過(guò)在線(xiàn)管式混合器短暫混合1-3分鐘后，直接進(jìn)入濾池進(jìn)行進(jìn)化處理。
1它通過(guò)絮凝劑的加入，使Fe3+，Al3+與PO43-結(jié)合形成沉淀，并在濾床中截留，從而有效去除水中的磷。同時(shí)由于絮凝劑能絮凝沉淀廢水中的懸浮顆粒物及膠體態(tài)物質(zhì)，可進(jìn)一步去除水中其它形式的磷。
2采用管式在線(xiàn)混合器，管式混合的水力條件控制為1-3分鐘，保證投藥后的原水進(jìn)入濾池前只產(chǎn)生微礬花，礬花增長(zhǎng)和沉積過(guò)程在濾層中完成。因此濾池的截污分布均勻，有效深度大，同時(shí)省去傳統(tǒng)工藝中的混合池和反應(yīng)池，節(jié)省基建投資。采用管式在線(xiàn)混合器還可有效降低混合過(guò)程中廢水的充氧量，降低反硝化過(guò)程因好氧而消耗的碳源。減少運(yùn)行成本。
3在廢水進(jìn)入管式混合器之前，投加有機(jī)碳源，提供微生物生長(zhǎng)和代謝所需碳源，在濾料表面形成微生物膜，當(dāng)廢水通過(guò)濾床時(shí)，微生物將廢水中的NO3--N轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，達(dá)到脫氮效果。
4本工藝濾床采用均質(zhì)大粒經(jīng)濾料，濾料平均粒經(jīng)為2.0-4.0毫米，不均勻系數(shù)為1.1-1.4。這樣可以借助水力在濾料空隙間形成微渦漩，促進(jìn)礬花的形成，并截留在濾料表面。而且較大的粒經(jīng)有利于微生物的生長(zhǎng)，不易造成濾床堵塞。濾床填充高度在2-4米之間，以保證在濾床內(nèi)形成足夠的厭氧區(qū)段，促進(jìn)微生物的降解能力。
本發(fā)明工藝技術(shù)試驗(yàn)流程系統(tǒng)如附圖
所示，裝置具體尺寸參數(shù)如下濾柱高500厘米，內(nèi)徑20厘米，承托層20厚度厘米，無(wú)煙煤粒徑范圍2.0-3.5毫米，濾層填充高度為2-4米。設(shè)計(jì)濾速為10-20米/小時(shí)。
工藝流程二沉池出水經(jīng)計(jì)量泵注入管道混合器前分別定量加入絮凝劑和有機(jī)碳源，在管道混合器中停留1-3分鐘進(jìn)入濾床，控制濾速在10-20米/小時(shí)之間。水頭損失穿透標(biāo)準(zhǔn)200厘米。反沖洗采用無(wú)膨脹反沖洗與氣水聯(lián)合反沖相結(jié)合的沖洗方式，經(jīng)過(guò)1-2次無(wú)膨脹反沖洗后進(jìn)行氣水聯(lián)合反沖。
下面通過(guò)實(shí)用實(shí)例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明工藝凈水處理之優(yōu)點(diǎn)。
應(yīng)用實(shí)例1原水含NO3--N為9.1-11.3mg/l，PO43--P濃度為4.9-5.5mg/l，水溫8.7-10.3℃。采用無(wú)煙煤濾料，濾料粒經(jīng)2.8-3.2毫米，不均勻系數(shù)1.2，填充高度為3米，管式混合，停留時(shí)間2分鐘，濾速采用10米/小時(shí)。絮凝劑采用FeCI3，投加量為Fe3+/PO43-摩爾比為1.5∶1。外加碳源采用甲醇，投加量為CH3OH/NO3--N質(zhì)量比為3∶1。處理效果見(jiàn)表1。
應(yīng)用實(shí)例2原水含NO3--N為20.3-27.1mg/l，PO43--P濃度為7.3-9.0mg/l，水溫22.1-24.7℃。濾床參數(shù)及藥劑投加比例同應(yīng)用實(shí)例1。濾速采用15米/小時(shí)。處理效果見(jiàn)表1。
應(yīng)用實(shí)例3原水含NO3--N為15.7-21.8mg/l，PO43--P濃度為5.6-6.8mg/l，水溫12.4-13.8℃。，濾速采用15米/小時(shí)。絮凝劑采用聚合氯化鋁，投加量為AI3+/PO43-摩爾比為2.0∶1。外加碳源采用甲醇，投加量為CH3OH/NO3--N質(zhì)量比為3∶1。處理效果見(jiàn)表1。
表1不同水質(zhì)及運(yùn)行條件下處理效果對(duì)比
權(quán)利要求
1本發(fā)明涉及一種城市廢水的微絮凝—深床直接過(guò)濾同步脫氮除磷新工藝，該工藝適用于對(duì)城市污水的深度處理，也可用于其它含氮磷廢水，適宜水質(zhì)條件是SS＜50mg/l。同時(shí)可與化學(xué)強(qiáng)化絮凝工藝、瀑氣生物濾池等處理單元聯(lián)合使用。
2根據(jù)權(quán)利1的要求，其特征是生物反硝化脫氮與混凝除磷在同一濾池中進(jìn)行。根據(jù)廢水水質(zhì)，可加入或不加入碳源。
3根據(jù)權(quán)利2的要求，其特征是過(guò)濾濾床填充高度超過(guò)普通濾床一至二倍，濾床高度為3-5米，濾料填充高度為2-4米。
4根據(jù)權(quán)利3的要求，其特征是濾床填充濾料為大粒經(jīng)的勻質(zhì)無(wú)煙煤、陶?；蚴⑸啊V料粒經(jīng)范圍為2.0-4.0毫米，不均勻系數(shù)一般要求1.2-1.4。
5根據(jù)權(quán)利1-4的要求，其特征在于該工藝過(guò)濾濾速為10-20米/小時(shí)。
6根據(jù)權(quán)利1-5的要求，其特征是絮凝劑采用鐵鹽，鋁鹽以及無(wú)機(jī)高分子絮凝劑(包括聚合鋁，聚合鐵等)。外加碳源可采用甲醇、乙醇或乙酸等生物易利用有機(jī)物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種城市廢水的微絮凝－深床直接過(guò)濾同步脫氮除磷新工藝，該工藝適用于對(duì)城市污水進(jìn)行深度處理，能有效去除二級(jí)生物處理出水中的氮、磷、COD、SS等。也可用于其它含氮磷廢水，適宜水質(zhì)條件是SS<50mg/l。本工藝具有流程短，占地面積小，運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，可用于對(duì)現(xiàn)有污水處理廠(chǎng)的改造以使其達(dá)到日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)也可與CEPT、瀑氣生物濾池等處理單元聯(lián)合使用。
文檔編號(hào)C02F9/02GK1456520SQ0211763
公開(kāi)日2003年11月19日 申請(qǐng)日期2002年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2002年5月10日
發(fā)明者欒兆坤, 李桂平, 胡德智, 王曙光, 陳福泰 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心