公布日：2023.03.28
申请日：2022.11.29
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)I;C02F1/28(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)I;C02F3/02(2023.01)I;C02F3/10(2023.01)I;C02F7/00(2006.01)I;C02F101/
16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本发明涉及一种污水深度脱氮和协同去除污染物的方法与系统，系统包括：串联设置的深度脱氮和残余外碳源清除单元与双介质深床过滤单元；其中深度脱氮和残余外碳源清除单元包括串联设置的反硝化区与曝气区，所述的反硝化区与曝气区内分别填充有高比表面积悬浮填料；双介质深床过滤单元包括沿液流方向、一上一下依次堆叠设置的吸附层与过滤层。与现有技术相比，本发明利用改性高比表面积流化载体结合深度脱氮工艺与双介质过滤池系统处理污水厂尾水，不仅可高效稳定去除总氮及残余碳源，而且有效脱色除浊、去除微量新兴污染物，降低消毒副产物的生成量。
权利要求书
1.一种污水处理系统，其特征在于，包括串联设置的深度脱氮和残余外碳源清除单元(1)与双介质深床过滤单元(2)；其中，所述的深度脱氮和残余外碳源清除单元(1)包括串联设置的反硝化区(101)与曝气区(102)，所述的反硝化区(101)与曝气区(102)内分别填充有高比表面积悬浮填料；所述的双介质深床过滤单元(2)包括沿液流方向、一上一下依次堆叠设置的吸附层与过滤层。
2.根据权利要求1所述的一种污水处理系统，其特征在于，所述的高比表面积悬浮填料的比表面积为800-3000m2/m3；所述的反硝化区(101)内，高比表面积悬浮填料填充量为40-80％，污水停留时间为1-3h；所述的曝气区(102)内，高比表面积悬浮填料的填充量为20-50％，污水停留时间为0.5-1h。
3.根据权利要求1所述的一种污水处理系统，其特征在于，所述的高比表面积悬浮填料的形状为球状、柱状、棘轮状或海绵块状。
4.根据权利要求1所述的一种污水处理系统，其特征在于，所述的反硝化区(101)与曝气区(102)之间通过栅栏或隔网分开，所述的反硝化区(101)内设有搅拌装置，所述的曝气区(102)内设有空气扩散器。
5.根据权利要求4所述的一种污水处理系统，其特征在于，所述的反硝化区(101)与曝气区(102)并列设置或一下一上堆叠设置。
6.根据权利要求1所述的一种污水处理系统，其特征在于，所述的吸附层中所用吸附材料为活性炭颗粒或生物炭颗粒，粒径为0.8-2mm，厚度为1.6-2.2m；所述的过滤层中所用过滤材料为石英砂、陶粒或火山岩，粒径为0.6-1.3mm，过滤层厚度为0.6-0.8m。
7.根据权利要求1所述的一种污水处理系统，其特征在于，所述的过滤层下还设有承托层，所述的承托层中所用承托材料包括卵石或石英砂，厚度为0.1-0.3m；该系统还包括设于承托层下的空气扩散管和反冲洗布水管。
8.一种基于如权利要求1至7任一项所述系统的污水处理方法，其特征在于，该方法包括：将待处理污水与外加碳源一同送入深度脱氮和残余外碳源清除单元(1)，依次送入反硝化区(101)与曝气区(102)，再送入双介质深床过滤单元(2)，得到过滤后的回收净水。
9.根据权利要求8所述的一种污水处理方法，其特征在于，所述的曝气区(102)内，溶解氧为4-7mg/L。
10.根据权利要求8所述的一种污水处理方法，其特征在于，所述的双介质深床过滤单元(2)中，滤速为5-8m/h。
发明内容
本发明的目的就是针对常见生物脱氮工艺在反硝化深度脱氮中外碳源投加量大、填料层容易板结等不足，提供一种污水深度脱氮和协同去除新兴污染物的方法与系统。本发明旨在利用改性高比表面积流化载体结合深度脱氮工艺与双介质过滤池系统实现污水厂尾水或二沉池出水的生物深度脱氮和去除微量新兴污染物，降低消毒副产物的生成量，适用于城市污水或生活污水、工业污水的高标准排放和再生利用等需求，也适合小型污水处理领域的深度处理和达标排放。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种污水处理系统，包括串联设置的深度脱氮和残余外碳源清除单元与双介质深床过滤单元；其中，
所述的深度脱氮和残余外碳源清除单元包括串联设置的反硝化区与曝气区，所述的反硝化区与曝气区内分别填充有高比表面积悬浮填料，其比表面积介于800-3000m2/m3之间；
所述的双介质深床过滤单元包括沿液流方向、一上一下依次堆叠设置的吸附层与过滤层。
进一步地，所述的高比表面积悬浮填料的比表面积为800-3000m2/m3；所述的反硝化区内，高比表面积悬浮填料的填充量为40-80％，污水停留时间为1-3h；所述的曝气区内，高比表面积悬浮填料的填充量为20-50％，污水停留时间为0.5-1h。
进一步地，所述的高比表面积悬浮填料的形状为球状、柱状、棘轮状或海绵块状。
进一步地，所述的反硝化区与曝气区之间通过栅栏或隔网分开，所述的反硝化区内设有搅拌装置，所述的曝气区内设有空气扩散器。
进一步地，所述的反硝化区与曝气区并列设置或一下一上堆叠设置。
进一步地，所述的吸附层中所用吸附材料为活性炭颗粒或生物炭颗粒，粒径为1-2mm，吸附层厚度为1.6-2.2m；所述的过滤层中所用过滤材料为石英砂、陶粒或火山岩，粒径为0.6-1.3mm，吸附层厚度为0.6-0.8m。
进一步地，所述的过滤层下还设有承托层，所述的承托层中所用承托材料包括卵石或石英砂，厚度为0.1-0.3m；
该系统还包括设于承托层下的空气扩散管和反冲洗布水管。
一种基于上述系统的污水处理方法，包括：
将待处理污水与外加碳源一同送入深度脱氮和残余外碳源清除单元，依次送入反硝化区与曝气区，再送入双介质深床过滤单元，得到过滤后的回收净水。
进一步地，所述的曝气区内，溶解氧为4-7mg/L。
进一步地，所述的双介质深床过滤单元中，滤速为5-8m/h。
本发明不仅能够实现污水深度脱氮和新兴污染物等的高效率同步去除，而且处理方法简单，尤其是深度脱氮的填料处于流化状态，其生物膜更新无需专用的反冲洗设施，而且外碳源投加量少，能够在冬季低温等条件下实现良好的出水总氮浓度；双层介质过滤能够有效去除包括新兴污染物在内的微量有机污染物和浊度，净化后的再生水没有色度，满足多种回用需求。
本发明具有设备简单易维护、药剂使用量少、运行成本低的特点，适用于不同规模的城市污水厂深度处理与回用的特定指标的污染物高效率去除，还适合工业废水的深度处理和直接达标排放。
与现有技术相比，本发明具有以下特点：
1)本发明利用改性高比表面积流化载体结合深度脱氮工艺与双介质过滤池系统处理污水厂尾水或二次沉淀池出水，不仅可高效稳定去除总氮及残余碳源，而且有效脱色除浊、去除微量新兴污染物，降低消毒副产物的生成量；
2)本发明在深度脱氮和残余外碳源清除单元中污水混合外碳源以连续式进水方式进入装置，依次经过反硝化段和好氧除碳段处理，通过投加的改性高比表面积流化载体进行生物脱氮除碳，避免滤料层出现板结或短流现象。
（发明人：陈洪斌;黄伟平;郞俊曜;唐贤春;蒋天一;丁明强;张志琴）
