專利名稱：雙層復(fù)合生物脫氮裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是環(huán)境工程和市政工程中的污水處理工程技術(shù)，適用于城市污水、生活污 水和高污染水體的脫氮處理，屬于環(huán)境保護(hù)的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
由于我國現(xiàn)有污水處理技術(shù)難以有效除磷脫氮，點源污染排放的氮磷污染沒有從 根本上控制住，湖(庫)富營養(yǎng)化問題日趨嚴(yán)重，7大水系也存在氮類污染物超標(biāo)的問題。水 體中氮磷污染主要來源于生活污水和農(nóng)業(yè)面源污染，其中生活污水則是許多水體的主要污 染源。我國《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918 — 2002)對排放污水中氮磷指標(biāo) 做了嚴(yán)格限定，并于2003年7月正式實施。但是由于我國的城市污水處理中多數(shù)存在C/ N較低的問題，目前應(yīng)用的城市污水處理工藝均難以有效解決低C/N條件下的脫氮問題，目 前多數(shù)城市污水處理廠存在總氮難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的問題。另外隨著城市規(guī)模的擴張和人口數(shù)量的增加，污水排放量日益擴大，造成部分城 市水體污染日趨嚴(yán)重。該類污染水體含有機物、氮磷等營養(yǎng)鹽濃度較高，C/N—般低于生活 污水和城市污水。與微污染水體相比，由于污染物濃度較高，COD在幾十到一百mg/L左右， 一般的生態(tài)修復(fù)技術(shù)難以取得明顯效果。而該類水體COD等污染物的濃度又難以滿足活性 污泥法等工藝污泥生長的要求。因此，開發(fā)適應(yīng)污水低C/N值、運行穩(wěn)定、具有節(jié)能效應(yīng)的一體化處理工藝，提高 脫氮效率，對促進(jìn)污水處理和城市高污染水體的治理，提高水環(huán)境質(zhì)量具有重大意義。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明的目的是提供一種既滿足污水達(dá)標(biāo)處理，又能滿足城市高污染 水體治理的雙層復(fù)合生物脫氮裝置及方法。技術(shù)方案本發(fā)明的雙層復(fù)合生物脫氮裝置，其特征在于該裝置包括提升泵、 進(jìn)水管、平衡水箱、配水箱、配水管、上層填料區(qū)、上層孔板、通風(fēng)區(qū)、下層填料區(qū)、下層
孔板、污泥區(qū)、出水管、排泥管、通風(fēng)孔；其中該裝置自上至下順序設(shè)置為平衡水箱、配水 箱、配水管、上層填料區(qū)、上層孔板、通風(fēng)區(qū)、下層填料區(qū)、下層孔板、污泥區(qū)，進(jìn)水管的下端 連接提升泵，進(jìn)水管的上端連接平衡水箱，出水管設(shè)置在下層填料區(qū)處，排泥管設(shè)置在污泥 區(qū)處，通風(fēng)孔設(shè)置在通風(fēng)區(qū)處。在上層填料區(qū)和下層填料區(qū)內(nèi)置有具有較高空隙率和比表 面積的填料，填料上附著生物膜。本發(fā)明的雙層復(fù)合生物脫氮裝置的復(fù)合生物脫氮方法在于，提升泵將污水提升由 進(jìn)水管進(jìn)入平衡水箱后跌落進(jìn)入配水箱，然后污水通過配水管濺射滴落進(jìn)入上層填料區(qū)， 再通過上層孔板和通風(fēng)區(qū)后滴落進(jìn)入下層填料區(qū)，污水通過下層孔板由出水管排出；上層 填料區(qū)和下層填料區(qū)產(chǎn)生污泥跌落進(jìn)入污泥區(qū)，由排泥管排出；空氣由通風(fēng)孔通過上層孔板后進(jìn)入上層填料區(qū)。通風(fēng)孔供給上層填料區(qū)所需氧氣，上層填料區(qū)附著生物膜通過生物代謝作用降解 有機物并對污水中的氨氮進(jìn)行氧化形成硝酸鹽氮；下層填料區(qū)由出水管從該區(qū)上部出水， 保證該區(qū)處于淹沒缺氧狀態(tài)，下層填料區(qū)附著生物膜可以利用污水中的有機物和脫落生物 膜內(nèi)源代謝產(chǎn)物對上層填料區(qū)中形成的硝酸鹽氮進(jìn)行反硝化。通過上層填料區(qū)和下層填料 區(qū)的上下分層設(shè)置，不僅能較好的去除污水中的有機物、懸浮物，還能有效地實現(xiàn)硝化和反 硝化交替，保證良好的脫氮效果。本發(fā)明是在生物過濾系統(tǒng)中通過自然充氧生物過濾與淹沒式生物過濾兩種方式 的有效組合，在上層生物過濾單元中實現(xiàn)硝化過程，在下層生物過濾單元中利用污水中的 有機物和脫落生物膜內(nèi)源代謝產(chǎn)物對上層生物過濾單元生成的硝酸鹽氮進(jìn)行反硝化。在解 決傳統(tǒng)的生物過濾系統(tǒng)不能有效的脫氮問題的同時，對低C/N的污水處理，特別是污水處 理廠出水、城市高污染水體的深度脫氮處理提供了有效的方法和技術(shù)。有益效果本發(fā)明具有下述特點
(1) 該方法能在一體化的處理系統(tǒng)中實現(xiàn)好氧生物過濾與缺氧生物過濾的結(jié)合，實 現(xiàn)硝化與反硝化的交替。(2) 該方法中好氧生物過濾與缺氧生物過濾分上下兩層布置，不需要硝化液回 流就可以實現(xiàn)有效脫氮。(3) 上層填料脫落的生物膜重力落入下層填料，在豐富下層填料生物膜生物相 的同時，對生物膜污泥進(jìn)行有效的減量化處理。(4) 該方法中反硝化過程利用污水原有有機物及生物膜內(nèi)源代謝產(chǎn)物作為碳 源，尤其適合低C/N的污水處理。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。其中有提升泵1，進(jìn)水管2，平衡水箱3，配水箱4，配水管5，上層填料區(qū)6，上層孔 板7，通風(fēng)區(qū)8，下層填料區(qū)9，下層孔板10，污泥區(qū)11，出水管12，排泥管13，通風(fēng)孔14。
具體實施例方式本發(fā)明的雙層復(fù)合生物脫氮裝置包括提升泵1、進(jìn)水管2、平衡水箱3、配水箱 4、配水管5、上層填料區(qū)6、上層孔板7、通風(fēng)區(qū)8、下層填料區(qū)9、下層孔板10、污泥區(qū)11、出 水管12、排泥管13、通風(fēng)孔14 ；其中該裝置自上至下順序設(shè)置為平衡水箱3、配水箱4、配 水管5、上層填料區(qū)6、上層孔板7、通風(fēng)區(qū)8、下層填料區(qū)9、下層孔板10、污泥區(qū)11，進(jìn)水管 2的下端連接提升泵1，進(jìn)水管2的上端連接平衡水箱3，出水管12設(shè)置在下層填料區(qū)9處， 排泥管13設(shè)置在污泥區(qū)11處，通風(fēng)孔14設(shè)置在通風(fēng)區(qū)8處。在上層填料區(qū)6和下層填料 區(qū)9內(nèi)置有具有較高空隙率和比表面積的填料，填料上附著生物膜。雙層復(fù)合生物脫氮裝置的復(fù)合生物脫氮方法為，提升泵1將污水提升由進(jìn)水管2進(jìn)入平衡水箱3后跌落進(jìn)入配水箱4，平衡水箱3內(nèi)水位保持恒定，保證污水均勻進(jìn)入配水 箱4內(nèi)，配水箱4內(nèi)設(shè)有虹吸裝置，每隔10-20分鐘通過配水管5上面均勻分布的孔口配水 一次，污水滴落進(jìn)入上層填料區(qū)6，再通過上層孔板7和通風(fēng)區(qū)8后滴落進(jìn)入下層填料區(qū)9， 污水通過下層孔板10由出水管12排出；上層填料區(qū)6和下層填料區(qū)9產(chǎn)生污泥跌落進(jìn)入 污泥區(qū)11，由排泥管13排出；空氣由通風(fēng)孔14通過上層孔板7后進(jìn)入上層填料區(qū)6，通風(fēng) 孔14沿通風(fēng)區(qū)8周邊均勻布置，通風(fēng)孔14的開孔面積為上層填料區(qū)6表面積的2%-10%，可 以根據(jù)處理水質(zhì)要求及實際通風(fēng)效果進(jìn)行靈活調(diào)整。 通風(fēng)孔14通過自然通風(fēng)作用給上層填料區(qū)6供氧，上層填料區(qū)6附著生物膜通過 生物代謝作用降解有機物并對污水中的氨氮進(jìn)行氧化形成硝酸鹽氮；下層填料區(qū)9由出水 管12從該區(qū)上部出水，保證該區(qū)處于淹沒缺氧狀態(tài)，下層填料區(qū)9附著生物膜可以利用污 水中的有機物和脫落生物膜內(nèi)源代謝產(chǎn)物對上層填料區(qū)6中形成的硝酸鹽氮進(jìn)行反硝化。 通過上層填料區(qū)6和下層填料區(qū)9的上下分層設(shè)置，不僅能較好的去除污水中的有機物、懸 浮物，還能有效地實現(xiàn)硝化和反硝化交替，保證良好的脫氮效果。
權(quán)利要求
1.一種雙層復(fù)合生物脫氮裝置，其特征在于該裝置包括提升泵(1)、進(jìn)水管(2)、平衡 水箱(3)、配水箱(4)、配水管(5)、上層填料區(qū)(6)、上層孔板(7)、通風(fēng)區(qū)(8)、下層填料區(qū) (9)、下層孔板(10)、污泥區(qū)(11)、出水管(12)、排泥管(13)、通風(fēng)孔(14);其中該裝置自上 至下順序設(shè)置為平衡水箱(3)、配水箱(4)、配水管(5)、上層填料區(qū)(6)、上層孔板(7)、通 風(fēng)區(qū)(8)、下層填料區(qū)(9)、下層孔板(10)、污泥區(qū)(11)，進(jìn)水管(2)的下端連接提升泵(1)， 進(jìn)水管(2)的上端連接平衡水箱(3)，出水管(12)設(shè)置在下層填料區(qū)(9)處，排泥管(13)設(shè) 置在污泥區(qū)(11)處，通風(fēng)孔(14)設(shè)置在通風(fēng)區(qū)(8)處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層復(fù)合生物脫氮裝置，其特征在于在上層填料區(qū)(6)和下 層填料區(qū)(9)內(nèi)置有具有較高空隙率和比表面積的填料，填料上附著生物膜。
3.—種如權(quán)利要求1所述的雙層復(fù)合生物脫氮裝置的復(fù)合生物脫氮方法，其特征在于 提升泵(1)將污水提升由進(jìn)水管(2)進(jìn)入平衡水箱(3)后跌落進(jìn)入配水箱(4)，然后污水通 過配水管(5 )濺射滴落進(jìn)入上層填料區(qū)(6 )，再通過上層孔板(7 )和通風(fēng)區(qū)(8 )后滴落進(jìn)入 下層填料區(qū)(9)，污水通過下層孔板(10)由出水管(12)排出；上層填料區(qū)(6)和下層填料 區(qū)(9)產(chǎn)生污泥跌落進(jìn)入污泥區(qū)(11)，由排泥管(13)排出；空氣由通風(fēng)孔(14)通過上層孔 板(7)后進(jìn)入上層填料區(qū)(6)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙層復(fù)合生物脫氮裝置的復(fù)合生物脫氮方法，其特征在于通 風(fēng)孔(14)供給上層填料區(qū)(6)所需氧氣，上層填料區(qū)(6)附著生物膜通過生物代謝作用降 解有機物并對污水中的氨氮進(jìn)行氧化形成硝酸鹽氮；下層填料區(qū)(9)由出水管(12)從該 區(qū)上部出水，保證該區(qū)處于淹沒缺氧狀態(tài)，下層填料區(qū)(9)附著生物膜可以利用污水中的有 機物和脫落生物膜內(nèi)源代謝產(chǎn)物對上層填料區(qū)(6)中形成的硝酸鹽氮進(jìn)行反硝化；通過上 層填料區(qū)(6)和下層填料區(qū)(9)的上下分層設(shè)置，不僅能較好的去除污水中的有機物、懸浮 物，還能有效地實現(xiàn)硝化和反硝化交替，保證良好的脫氮效果。
全文摘要
雙層復(fù)合生物脫氮裝置及方法是環(huán)境工程中的污水處理技術(shù)，該裝置自上至下順序設(shè)置為平衡水箱(3)、配水箱(4)、配水管(5)、上層填料區(qū)(6)、上層孔板(7)、通風(fēng)區(qū)(8)、下層填料區(qū)(9)、下層孔板(10)、污泥區(qū)(11)，進(jìn)水管的下端連接提升泵，進(jìn)水管的上端連接平衡水箱，出水管設(shè)置在下層填料區(qū)處，排泥管設(shè)置在污泥區(qū)處，通風(fēng)孔設(shè)置在通風(fēng)區(qū)處。提升泵將污水提升由進(jìn)水管進(jìn)入平衡水箱后跌落進(jìn)入配水箱，然后污水通過配水管濺射進(jìn)入上層填料區(qū)，再通過上層孔板和通風(fēng)區(qū)后滴落進(jìn)入下層填料區(qū)，污水通過下層孔板由出水管排出；上層填料區(qū)和下層填料區(qū)產(chǎn)生污泥跌落進(jìn)入污泥區(qū)，空氣由通風(fēng)孔通過上層孔板后進(jìn)入上層填料區(qū)。
文檔編號C02F3/30GK102070281SQ20101056693
公開日2011年5月25日 申請日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者曹世瑋, 林少華, 熊順華, 王鄭, 管凜, 荊肇乾, 薛紅琴, 黃新 申請人:南京林業(yè)大學(xué)