專(zhuān)利名稱(chēng)：處理低碳氮比污水的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污水處理的裝置及方法，尤其是處理低碳氮比污水的裝置及方法。
背景技術(shù)：
國(guó)內(nèi)外針對(duì)污水脫氮除磷的工藝形式很多，主要有A/A/0、UCT、VIP、Bardenpho, SBR和氧化溝等，而其最基本的原理是經(jīng)典的脫氮除磷理論。根據(jù)此理論，氮、磷的去除在很大程度上取決于原污水中可利用的碳源含量。然而目前在國(guó)內(nèi)南方地區(qū)以及工業(yè)廢水所占比例較大的城市污水，其碳氮比通常較低(一般小于5，甚至?xí)陀?)，難以滿(mǎn)足脫氮除磷過(guò)程對(duì)碳源的需求。生產(chǎn)中常采用投加額外碳源的方式來(lái)改善氮磷的去除效果，但這一方面增加了碳源投加的費(fèi)用，另外投加的碳源轉(zhuǎn)化為剩余污泥增加了污泥處理的負(fù)擔(dān)。此外，通過(guò)此方式可在一定程度上改善氮磷的去除效果，但其出水水質(zhì)難以保證，尤其是在冬季水溫相對(duì)較低時(shí)由于生物活性相對(duì)較低，導(dǎo)致氮的去除效果仍會(huì)受到一定的限制。因此，常在二級(jí)生物處理后增設(shè)混凝、沉淀和過(guò)濾工藝來(lái)保障出水水質(zhì)，無(wú)疑經(jīng)濟(jì)指標(biāo)高，而且工藝對(duì)總氮的去除效果不理想，難以滿(mǎn)足脫氮的整體要求。

發(fā)明內(nèi)容
所要解決的技術(shù)問(wèn)題為了克服現(xiàn)有技術(shù)成本高、總氮去除效果不理想的缺陷，本發(fā)明提供了處理低碳氮比污水的裝置及方法。技術(shù)方案為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了處理低碳氮比污水的裝置，其特征在于由生化處理單元、磁性陰離子交換樹(shù)脂處理單元、接觸過(guò)濾單元、消毒單元通過(guò)管道依次串聯(lián)，所述生化處理單元由厭氧池、缺氧池、好氧池、二沉池通過(guò)管道串聯(lián)，好氧池末端設(shè)置回流至缺氧池的內(nèi)回流管道、二沉池設(shè)置回流至厭氧池的外回流管道，二沉池的出口為生化處理單元的出口，所述磁性陰離子交換樹(shù)脂處理單元中包括磁性陰離子交換樹(shù)脂。作為本發(fā)明處理低碳氮比污水的裝置的一種改進(jìn)，還包括一個(gè)提升泵，所述提升泵與二沉池出口相連。作為本發(fā)明處理低碳氮比污水的裝置的另一種改進(jìn)，還包括一個(gè)混凝劑投加裝置，所述混凝劑投加裝置與接觸過(guò)濾裝置進(jìn)水口連接。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明還提供了處理低碳氮比污水的方法，包括以下步驟(I)生化處理低碳氮比污水流入生化處理單元，經(jīng)厭氧池、缺氧池、好氧池、二沉池處理后進(jìn)入中間管道；部分污水經(jīng)內(nèi)回流由好氧池到缺氧池、經(jīng)外回流由二沉池到厭氧池；(2)離子交換中間管道的水加壓后進(jìn)入磁性陰離子交換樹(shù)脂處理單元，通過(guò)磁性陰離子交換樹(shù)脂處理單元的出水流進(jìn)接觸過(guò)濾單元的進(jìn)水口；
(3)接觸過(guò)濾在接觸過(guò)濾單元的進(jìn)水口投加混凝劑，混合后進(jìn)入接觸過(guò)濾單元進(jìn)行接觸絮凝、過(guò)濾；(4)消毒排放接觸過(guò)濾單元的出水經(jīng)消毒處理后排放。作為本發(fā)明處理低碳氮比污水的方法的一種改進(jìn)，所述低碳氮比污水的碳氮比在 4以下。作為本發(fā)明處理低碳氮比污水的方法的另一種改進(jìn)，所述好氧池充分曝氣，好氧池中溶解氧含量維持在3mg/L以上。作為本發(fā)明處理低碳氮比污水的方法的另一種改進(jìn)，內(nèi)回流比控制在100% 180 %，外回流比控制在15 % 60 %，且厭氧池、缺氧池、好氧池的水力停留時(shí)間分別設(shè)為
O.5 lh、l. O 3. 5、6 10h。作為本發(fā)明處理低碳氮比污水的方法的另一種改進(jìn)，所述磁性陰離子交換樹(shù)脂處理單元采用上向流連續(xù)運(yùn)行方式，處理水倍數(shù)為800倍以?xún)?nèi)，處理水在磁性陰離子交換樹(shù)脂處理單元停留時(shí)間在3min以下。作為本發(fā)明處理低碳氮比污水的方法的另一種改進(jìn)，所述混凝劑為硫酸鋁或氯化鐵，混凝劑使用量在50mg/L以?xún)?nèi)。作為本發(fā)明處理低碳氮比污水的方法的另一種改進(jìn)，所述接觸過(guò)濾單元采用上向流過(guò)濾方式，濾料為石英砂濾料，粒徑為級(jí)配濾料，有效粒徑(dlO)為I. 8mm，不均勻系數(shù) (K80)為I. 3，濾料厚度在I. 6m以上，接觸過(guò)濾單元的濾速為10_20m/h。有益效果本發(fā)明公開(kāi)了一種處理低碳氮比污水的方法，針對(duì)低碳氮比污水中碳源相對(duì)不足、難以滿(mǎn)足較完全的脫氮除磷需求，改進(jìn)生化處理單元的主要運(yùn)行參數(shù)，利用磁性陰離子交換樹(shù)脂的基本效能，并優(yōu)化后續(xù)深度處理單元的運(yùn)行參數(shù)，形成針對(duì)低碳氮比污水的處理方法，該方法克服了現(xiàn)有技術(shù)成本高、總氮去除效果不理想的缺陷。本發(fā)明根據(jù)原污水中碳源的含量改進(jìn)生化處理單元的主要運(yùn)行參數(shù)，其中好氧池通過(guò)增加曝氣量、適當(dāng)延長(zhǎng)停留時(shí)間，以達(dá)到可生物降解有機(jī)物的完全降解。通過(guò)生化處理單元的處理可將水中的氮、磷部分去除，將可生物降解有機(jī)物盡可能去除，并將氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮，生化處理單元無(wú)需投加額外碳源，有效降低了現(xiàn)有技術(shù)處理低碳氮比污水的成本。磁性陰離子交換樹(shù)脂處理單元針對(duì)生化單元出水，利用磁性陰離子交換樹(shù)脂去除生化單元出水中殘余的硝態(tài)氮、殘余有機(jī)物，磁性陰離子交換樹(shù)脂處理單元與生化處理單元結(jié)合，有效解決了總氮去除效果不理想的缺陷。此外，磁性陰離子交換樹(shù)脂處理效率高、 可重復(fù)使用，因此降低了現(xiàn)有技術(shù)處理低碳氮比污水的成本。此外，接觸過(guò)濾單元利用混凝、接觸過(guò)濾工藝去除磷酸鹽、有機(jī)物以及懸浮物、膠體等顆粒物；消毒單元對(duì)接觸過(guò)濾單元的出水消毒處理后排放。本發(fā)明提供的處理低碳氮比污水的方法及應(yīng)用該方法的裝置，解決了現(xiàn)有需額外投加碳源，技術(shù)成本高、總氮去除效果不理想的缺陷。本方法采用生物和物化處理方法相結(jié)合的方法，具有較好的互補(bǔ)性和操作靈活性，可根據(jù)水質(zhì)情況調(diào)節(jié)運(yùn)行參數(shù)，確保全面達(dá)到水質(zhì)要求。通過(guò)本方法的實(shí)施，不僅可保證氮磷的去除效果，還有顯著強(qiáng)化有機(jī)物、懸浮物去除效果，實(shí)現(xiàn)處理出水穩(wěn)定，全面達(dá)到水質(zhì)要求。


圖I為處理低碳氮比廢污水的裝置示意圖；1為生化處理單元、2為厭氧池、3為缺氧池、4為好氧池、5為二沉池、6為提升泵、7為磁性陰離子交換樹(shù)脂處理單元、8為混凝劑投加裝置、9為接觸過(guò)濾單元、10為消毒單元；圖2為處理低碳氮比污水的流程。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I處理低碳氮比污水的裝置，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖I所示，由生化處理單元I、提升泵
6、磁性陰離子交換樹(shù)脂處理單元7、接觸過(guò)濾單元9、消毒單元10通過(guò)管道依次串聯(lián)，所述生化處理單元由厭氧池2、缺氧池3、好氧池4、二沉池5通過(guò)管道串聯(lián)，好氧池末端設(shè)置回流至缺氧池的內(nèi)回流管道、二沉池設(shè)置回流至厭氧池的外回流管道，二沉池的出口為生化處理單元的出口，所述磁性陰離子交換樹(shù)脂處理單元7中包括磁性陰離子交換樹(shù)脂。還包括一個(gè)混凝劑投加裝置8，接觸過(guò)濾裝置進(jìn)水口連接。實(shí)施例2三批次低碳氮比污水的處理(I)生化處理低碳氮比污水流入生化處理單元，經(jīng)厭氧池、缺氧池、好氧池、二沉池處理后進(jìn)入中間管道；由于碳源含量相對(duì)較低，生化處理單元的運(yùn)行參數(shù)采用較低的內(nèi)、 外回流比，分別為100% 180%、15% 60%，且厭氧池、缺氧池、好氧池的水力停留時(shí)間分別設(shè)為0. 5 IhU. 0 3. 5、6IOh ；(2)離子交換中間管道的水通過(guò)提升泵加壓后進(jìn)入磁性陰離子交換樹(shù)脂處理單元，該單元采用上向流連續(xù)運(yùn)行方式，使處理水在該單元內(nèi)保持流化狀態(tài)，處理水的膨脹率控制在150%左右；通過(guò)磁性陰離子交換樹(shù)脂處理單元的出水通過(guò)重力流進(jìn)接觸過(guò)濾單元的進(jìn)水口 ；在該單元出水端設(shè)置樹(shù)脂截留裝置，將樹(shù)脂完全截留于該單元內(nèi)；為達(dá)到一定的硝態(tài)氮去除效果，其通水倍數(shù)控制在800倍以?xún)?nèi)，水力停留時(shí)間設(shè)定在3min以下。(3)接觸過(guò)濾接觸過(guò)濾裝置進(jìn)水口設(shè)混凝劑投加裝置，通過(guò)混凝劑投加裝置投加混凝劑，混合后進(jìn)入石英砂濾層進(jìn)行接觸絮凝、過(guò)濾所述接觸過(guò)濾單元采用上向流過(guò)濾方式，濾料為石英砂級(jí)配濾料，有效粒徑(dlO)為1.8mm,不均勻系數(shù)(K80)為I. 3,濾料厚度在I. 6m以上?；炷齽┻x用無(wú)機(jī)混凝劑，如硫酸鋁或氯化鐵，投加量控制在30 50mg/L， 接觸過(guò)濾的濾速選用10 20m/h。(4)消毒排放接觸過(guò)濾單元的出水經(jīng)消毒處理后排放。表I為該三批次低碳氮比污水的處理過(guò)程運(yùn)行參數(shù)。表I三批次低碳氮比污水的處理過(guò)程運(yùn)行參數(shù)
權(quán)利要求
1.處理低碳氮比污水的裝置，其特征在于由生化處理單元、磁性陰離子交換樹(shù)脂處理單元、接觸過(guò)濾單元、消毒單元通過(guò)管道依次串聯(lián)，所述生化處理單元由厭氧池、缺氧池、 好氧池、二沉池通過(guò)管道串聯(lián)，好氧池末端設(shè)置回流至缺氧池的內(nèi)回流管道、二沉池設(shè)置回流至厭氧池的外回流管道，二沉池的出口為生化處理單元的出口，所述磁性陰離子交換樹(shù)脂處理單元中包括磁性陰離子交換樹(shù)脂。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的處理低碳氮比污水的裝置，其特征在于還包括一個(gè)提升泵， 所述提升泵與二沉池出口相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2任一項(xiàng)所述的處理低碳氮比污水的裝置，其特征在于還包括一個(gè)混凝劑投加裝置，所述混凝劑投加裝置與接觸過(guò)濾單元進(jìn)水口連接。
4.處理低碳氮比污水的方法，其特征在于包括以下步驟(1)生化處理低碳氮比污水流入生化處理單元，經(jīng)厭氧池、缺氧池、好氧池、二沉池處理后進(jìn)入中間管道；部分污水經(jīng)內(nèi)回流由好氧池到缺氧池、經(jīng)外回流由二沉池到厭氧池；(2)離子交換中間管道的水加壓后進(jìn)入磁性陰離子交換樹(shù)脂處理單元，通過(guò)磁性陰離子交換樹(shù)脂處理單元的出水流進(jìn)接觸過(guò)濾單元的進(jìn)水口；(3)接觸過(guò)濾在接觸過(guò)濾單元的進(jìn)水口投加混凝劑，混合后進(jìn)入接觸過(guò)濾單元進(jìn)行接觸絮凝、過(guò)濾；(4)消毒排放接觸過(guò)濾單元的出水經(jīng)消毒處理后排放。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的處理低碳氮比污水的方法，其特征在于所述低碳氮比污水的碳氮比在4以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的處理低碳氮比污水的方法，其特征在于好氧池充分曝氣，好氧池中溶解氧含量維持在3mg/L以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的處理低碳氮比污水的方法，其特征在于內(nèi)回流比控制在 100% 180%，外回流比控制在15% 60%，且厭氧池、缺氧池、好氧池的水力停留時(shí)間分別設(shè)為O. 5 IhU. O 3. 5、6 10h。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的處理低碳氮比污水的方法，其特征在于所述磁性陰離子交換樹(shù)脂處理單元采用上向流連續(xù)運(yùn)行方式，處理水倍數(shù)為800倍以?xún)?nèi)，處理水在磁性陰離子交換樹(shù)脂處理單元停留時(shí)間在3min以下。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的處理低碳氮比污水的方法，其特征在于混凝劑為硫酸鋁或氯化鐵，混凝劑使用量在50mg/L以?xún)?nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的處理低碳氮比污水的方法，其特征在于接觸過(guò)濾單元為上向流過(guò)濾方式，濾料為石英砂濾料，粒徑為級(jí)配濾料，有效粒徑dio為I. 8mm，不均勻系數(shù) K80為I. 3，濾料厚度在I. 6m以上，接觸過(guò)濾單元的濾速為10_20m/h。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了處理低碳氮比污水的裝置及方法。該裝置由生化處理單元、磁性陰離子交換樹(shù)脂處理單元、接觸過(guò)濾單元、消毒單元通過(guò)管道依次串聯(lián)。本發(fā)明還公開(kāi)了利用該裝置處理低碳氮比污水的方法，通過(guò)生化處理、離子交換、接觸過(guò)濾、消毒排放等步驟高效處理低碳氮比污水。本發(fā)明提供的處理低碳氮比污水的裝置及方法，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、懸浮物去除效果，全面達(dá)到水質(zhì)要求。
文檔編號(hào)C02F9/14GK102603120SQ20121006644
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月14日
發(fā)明者劉成, 劉煜, 張謙, 陳衛(wèi) 申請(qǐng)人:河海大學(xué)