一種污水脫氮處理裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種污水脫氮處理裝置，包含濾柱；所述濾柱內(nèi)填充有人工合成可生物降解聚合物填充層；所述濾柱的底部設(shè)置有進(jìn)水管；所述濾柱的上部設(shè)置有溢流管；所述溢流管與濾柱的連通處設(shè)置有浮渣濾網(wǎng)；所述人工合成可生物降解聚合物填充層的體積占濾柱4的總體積1/3至1/2；所述人工合成可生物降解聚合物填充層可生物降解。
【專利說(shuō)明】一種污水脫氮處理裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種用于污水深度處理的裝置的改進(jìn)，特別是一種基于人工合成 可生物降解聚合物，專門針對(duì)農(nóng)村分散式生活污水深度脫氮處理的污水脫氮處理裝置，屬 于污水處理【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，用于解決農(nóng)村面源污染問(wèn)題的分散式污水處 理系統(tǒng)的總氮負(fù)荷越來(lái)越大。然而，盡管我國(guó)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中總氮濃度的上限(一級(jí)A標(biāo) 準(zhǔn)為15mg/L)遠(yuǎn)高于美國(guó)和歐盟規(guī)定的最大允許值(分別為3mg/L和8mg/L)，但是分散式污 水處理系統(tǒng)的出水總氮仍然較高，大量的氮素營(yíng)養(yǎng)鹽被排放入環(huán)境水體中，造成了水體不 同程度的富營(yíng)養(yǎng)化；另一方面，很多地區(qū)用作飲用水原水的地下水都出現(xiàn)了硝酸鹽含量超 標(biāo)的現(xiàn)象。上述現(xiàn)象正隨著農(nóng)用氮肥使用量的增加、城鄉(xiāng)污水和生活垃圾排放量的加大而 不斷加劇。
[0003] 在集中式污水處理設(shè)施中，為了提高總氮去除率，通常采用投加如甲醇、乙醇、乙 酸、葡萄糖等的可溶性碳源，以增強(qiáng)異養(yǎng)反硝化過(guò)程。但投加外加液體碳源存在諸多問(wèn)題， 如投加易過(guò)量，尤其是進(jìn)水氮負(fù)荷有波動(dòng)的情況下，投加量更不易控制；另外，這種投加液 體碳源的方式增大了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和維護(hù)方面的負(fù)擔(dān)。在分散式污水處理設(shè)施中，總氮 的去除主要依賴生物脫氮，利用諸如A 20、A0等工藝的缺氧環(huán)節(jié)，將硝酸鹽反硝化成氮?dú)饷?除。然而，農(nóng)村分散式點(diǎn)源污水的處理有其特殊性，即水質(zhì)水量波動(dòng)較大，且運(yùn)行管理不宜 太繁瑣，在這種情況下，傳統(tǒng)的生物脫氮工藝并不適用?，F(xiàn)有的研究表明，采用固相碳源的 固相反硝化技術(shù)，可以有效去除飲用水原水或地下潛流污水中的總氮。但是，其裝置及方法 存在較多隱患。例如自上而下的水流方式，易形成短流和接觸盲區(qū)；活性炭、沸石等材料的 加入，會(huì)導(dǎo)致裝置十分容易堵塞、需要頻繁更換；飲用水原水污染程度較低，沒(méi)有對(duì)固體碳 源處理較高總氮濃度污水的特性進(jìn)行論證等。又例如在"一種去除地下潛流污染的生態(tài)阻 隔柱及方法（CN 103224286 A)"專利申請(qǐng)中，在固態(tài)碳源制成的外框中填充活性碳等聚合 物，并埋入地下，用以降解地下潛流污水中的總氮，但是該技術(shù)會(huì)利用固相碳源將土壤浸出 液中的總氮一并消耗，而這些總氮很可能是植物所需的氮素營(yíng)養(yǎng)鹽，因此造成了固相碳源 的不必要的消耗和浪費(fèi)；同時(shí)，埋入地下后，潛流污水中的較高懸浮物含量極易導(dǎo)致活性炭 的堵塞，上述這些缺陷在該專利中并沒(méi)有提出好的解決辦法。為此，我們研發(fā)了一種基于人 工合成可生物降解聚合物，專門針對(duì)農(nóng)村分散式生活污水深度脫氮處理的污水脫氮處理裝 置。 實(shí)用新型內(nèi)容
[0004] 針對(duì)上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是：提出了一種基于人工合成可生 物降解聚合物，專門針對(duì)農(nóng)村分散式生活污水深度脫氮處理的污水脫氮處理裝置。
[0005] 本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種污水脫氮處理裝置，包含濾柱； 所述濾柱內(nèi)填充有人工合成可生物降解聚合物填充層；所述濾柱的底部設(shè)置有進(jìn)水管；所 述濾柱的上部設(shè)置有溢流管；所述溢流管與濾柱的連通處設(shè)置有浮渣濾網(wǎng)；工作時(shí)，污水 從進(jìn)水管的進(jìn)水口流入進(jìn)水管并從濾柱的底部進(jìn)入濾柱內(nèi)，通過(guò)濾柱內(nèi)的人工合成可生物 降解聚合物填充層過(guò)濾后通過(guò)位于裝置頂部的浮渣濾網(wǎng)進(jìn)入溢流管并從溢流管的出水口 出水；所述人工合成可生物降解聚合物填充層的體積占濾柱的總體積1/3至1/2。
[0006] 優(yōu)選的，所述浮渣濾網(wǎng)的濾網(wǎng)孔徑為0. 5-lmm。
[0007] 優(yōu)選的，所述人工合成可生物降解聚合物填充層由人工合成可生物降解聚合物制 成，所述人工合成可生物降解聚合物為聚乙烯醇PVA或聚丁二酸丁二醇酯PBS或聚己內(nèi)酯 PCL或聚羥基脂肪酸酯PHA之一。
[0008] 優(yōu)選的，所述人工合成可生物降解聚合物為聚己內(nèi)酯PCL，所述聚己內(nèi)酯PCL顆粒 的平均粒徑3-3. 5mm，比表面積為0. 87m2/L，真實(shí)密度和填充密度分別為1. 12和0. 74kg/L。
[0009] 優(yōu)選的，所述人工合成可生物降解聚合物為聚丁二酸丁二醇酯PBS，所述聚丁二酸 丁二醇酯PBS顆粒的平均粒徑2. 5-3. 5mm，比表面積1. 8 m2/L，填充密度1. 26kg/L。
[0010] 由于上述技術(shù)方案的運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)：
[0011] 1、無(wú)動(dòng)力升流式的進(jìn)水方式：因?yàn)樵撨M(jìn)水方式是底部進(jìn)水，由于重力的作用，在整 個(gè)運(yùn)行過(guò)程中，進(jìn)水在濾柱中可以達(dá)到完全均布的狀態(tài)；因此，不需要其他裝置中所用到的 布水板等設(shè)計(jì)，不易形成短流，不會(huì)形成污水和固相碳源的接觸盲區(qū)；
[0012] 2、現(xiàn)有的對(duì)固相碳源的應(yīng)用，僅有用于處理飲用水原水、養(yǎng)殖水或地下潛流污水 的，且都需要輔助添加活性炭、沸石等材料進(jìn)行物理吸附；然而飲用水原水污染程度低；養(yǎng) 殖水的成分穩(wěn)定，硝酸鹽呈線性累積；地下潛流污水所需達(dá)到的硝酸鹽去除率不高；因此， 對(duì)于水質(zhì)水量波動(dòng)較大的農(nóng)村分散式點(diǎn)源污水，現(xiàn)有技術(shù)并不適用；而本實(shí)用新型提供的 人工合成可生物降解聚合物脫氮過(guò)濾柱，作為好氧生物處理的后置深度處理工藝，特別考 慮到農(nóng)村生活污水的特性進(jìn)行有針對(duì)性的處理，對(duì)有效降低農(nóng)村生活污水中氮素營(yíng)養(yǎng)鹽意 義重大；
[0013] 3、現(xiàn)有技術(shù)中填充的沸石、活性炭等，使用周期短，引起堵塞較快，需要頻繁地更 換；而直接采用人工合成可生物降解碳源作為填充材料；由于固相碳源持續(xù)消耗，消耗同 時(shí)，生物膜生長(zhǎng)，生物相與固相碳源形成一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡，在保證物理過(guò)濾和吸附作用的同 時(shí)，有效降低了堵塞的發(fā)生率；
[0014] 4、將人工合成可生物降解固相碳源與過(guò)濾柱相結(jié)合；一方面為異養(yǎng)反硝化菌提供 碳源，避免了液體碳源的諸多弊端；另一方面，為異養(yǎng)反硝化菌提供一個(gè)附著生長(zhǎng)的環(huán)境， 使其具有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力，較大提高總氮脫除的穩(wěn)定性；
[0015] 5、現(xiàn)有技術(shù)的裝置，通常對(duì)采用完全填充的形式，也即采用固態(tài)碳源全部填滿整 個(gè)裝置，現(xiàn)有技術(shù)中固態(tài)碳源中通常需要輔助添加活性炭或沸石等材料；這種裝置對(duì)聚合 物的利用率較低，且容易發(fā)生堵塞，更重要的是，會(huì)導(dǎo)致出水中的浮渣難以排除，進(jìn)而極大 低影響出水水質(zhì)；本實(shí)用新型提供的裝置及方法，經(jīng)試驗(yàn)論證，將填充體積優(yōu)化為1/3至 1/2,不僅可以提高聚合物的利用率；過(guò)濾掉出水中的浮渣，避免堵塞的發(fā)生；更可以為系 統(tǒng)出水提供進(jìn)一步沉淀的空間，極大地提高了出水水質(zhì)；農(nóng)村分散式生活污水好氧生物處 理環(huán)節(jié)的出水，其中氨氮去除，總氮基本無(wú)去除，再經(jīng)本實(shí)用新型提供裝置的深度處理后， 總氮去除率分別可達(dá)84. 3% (PBS)和95. 6% (PCL)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明：
[0017] 附圖1為本實(shí)用新型的污水脫氮處理裝置的示意圖；
[0018] 其中：1、出水口；2、溢流管；3、浮渣濾網(wǎng)；4、濾柱；5、人工合成可生物降解聚合物 填充層；6、進(jìn)水管；7、進(jìn)水口。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型。
[0020] 如附圖1所示為本實(shí)用新型所述的污水脫氮處理裝置，包含濾柱4 ;所述濾柱4內(nèi) 填充有人工合成可生物降解聚合物填充層5 ;所述濾柱4的底部設(shè)置有進(jìn)水管6 ;所述濾柱 4的上部設(shè)置有溢流管2 ;所述溢流管2與濾柱4的連通處設(shè)置有浮渣濾網(wǎng)3 ;工作時(shí)，污水 從進(jìn)水管6的進(jìn)水口 7流入進(jìn)水管6并從濾柱4的底部進(jìn)入濾柱4內(nèi)，通過(guò)濾柱4內(nèi)的人工 合成可生物降解聚合物填充層5過(guò)濾后通過(guò)位于裝置頂部的浮渣濾網(wǎng)3進(jìn)入溢流管2并從 溢流管2的出水口 1出水；所述人工合成可生物降解聚合物填充層5的體積占濾柱4的總 體積1/3至1/2 ;所述浮渣濾網(wǎng)3的濾網(wǎng)孔徑為0. 5-1_ ;所述人工合成可生物降解聚合物 填充層5由人工合成可生物降解聚合物制成，所述人工合成可生物降解聚合物為聚乙烯醇 PVA或聚丁二酸丁二醇酯PBS或聚己內(nèi)酯PCL或聚羥基脂肪酸酯PHA之一。當(dāng)所述人工合 成可生物降解聚合物為聚己內(nèi)酯PCL時(shí)，聚己內(nèi)酯PCL顆粒的平均粒徑3-3. 5mm，比表面積 為0. 87m2/L，真實(shí)密度和填充密度分別為1. 12和0. 74kg/L。當(dāng)所述人工合成可生物降解聚 合物為聚丁二酸丁二醇酯PBS時(shí)，所述聚丁二酸丁二醇酯PBS顆粒的平均粒徑2. 5-3. 5mm， 比表面積1. 8 m2/L，填充密度1. 26kg/L。
[0021] 上述用于農(nóng)村分散式點(diǎn)源污水中總氮的脫除的污水脫氮處理裝置的使用方法，包 括如下步驟：
[0022] (1)在濾柱4中填充人工合成可生物降解聚合物填充層5,人工合成可生物降解聚 合物填充層5的體積占濾柱4的總體積的1/3至1/2 ;
[0023] (2)進(jìn)水管的水流流速應(yīng)控制在0. lm-0. 2m/h，水流在人工合成可生物降解聚合物 濾層的停留時(shí)間應(yīng)控制在〇. 5-3h之間；
[0024] (3)農(nóng)村生活污水或飲用水源水流經(jīng)填充層的過(guò)程中，水中或附著生長(zhǎng)在填充層 內(nèi)的反硝化菌會(huì)利用人工合成可生物降解聚合物作為碳源，并利用污水中的NO,或NO,作 為電子受體，進(jìn)行缺氧反硝化過(guò)程，生成無(wú)害的最終產(chǎn)物N 2，以達(dá)到脫除總氮的目的。
[0025] 下面提供上述范圍內(nèi)的試驗(yàn)結(jié)果，由試驗(yàn)結(jié)果可知最優(yōu)流速與停留時(shí)間：
[0026] 1)選定停留時(shí)間為3h，試驗(yàn)不同流速情況下，總氮去除率情況，結(jié)果如表1、圖A所 示：
[0027] 表1不同污水濾速下總氮去除率匯總表
[0028]
[0029]

【權(quán)利要求】
1. 一種污水脫氮處理裝置，包含濾柱；其特征在于：所述濾柱內(nèi)填充有人工合成可生 物降解聚合物填充層；所述濾柱的底部設(shè)置有進(jìn)水管；所述濾柱的上部設(shè)置有溢流管；所 述溢流管與濾柱的連通處設(shè)置有浮渣濾網(wǎng)；工作時(shí)，污水從進(jìn)水管的進(jìn)水口流入進(jìn)水管并 從濾柱的底部進(jìn)入濾柱內(nèi)，通過(guò)濾柱內(nèi)的人工合成可生物降解聚合物填充層過(guò)濾后通過(guò)位 于裝置頂部的浮渣濾網(wǎng)進(jìn)入溢流管并從溢流管的出水口出水；所述人工合成可生物降解聚 合物填充層的體積占濾柱的總體積1/3至1/2。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水脫氮處理裝置，其特征在于：所述浮渣濾網(wǎng)的濾網(wǎng)孔徑 為 0· 5~ 1mm η
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的污水脫氮處理裝置，其特征在于：所述人工合成可生物降解 聚合物填充層由人工合成可生物降解聚合物制成，所述人工合成可生物降解聚合物為聚乙 烯醇PVA或聚丁二酸丁二醇酯PBS或聚己內(nèi)酯PCL或聚羥基脂肪酸酯ΡΗΑ之一。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的污水脫氮處理裝置，其特征在于：所述人工合成可生物降解 聚合物為聚己內(nèi)酯PCL，所述聚己內(nèi)酯PCL顆粒的平均粒徑3-3. 5mm，比表面積為0. 87m2/L， 真實(shí)密度和填充密度分別為1. 12和0. 74kg/L。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的污水脫氮處理裝置，其特征在于：所述人工合成可生物降解 聚合物為聚丁二酸丁二醇酯PBS，所述聚丁二酸丁二醇酯PBS顆粒的平均粒徑2. 5-3. 5mm， 比表面積1. 8 m2/L，填充密度1. 26kg/L。
【文檔編號(hào)】C02F3/28GK203877965SQ201420272041
【公開(kāi)日】2014年10月15日 申請(qǐng)日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】沈磊 申請(qǐng)人:蘇州優(yōu)德通力電氣有限公司