申请日2014.09.05
公开(公告)日2014.12.24
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明提供了一种新型污水深度处理用生物反硝化强化脱氮装置，包括自下而上依次设置的进水单元、强化内电解预处理单元、生物反硝化单元和出水单元;所述强化内电解预处理单元为双层圆筒状结构，其内层为外表面缠绕金属线的铸铁圆筒，金属线两端分别连接直流电源的两极，铸铁圆筒中心设有一直径为1-5cm的铸铁棒;所述强化内电解预处理单元内设有强化滤层，所述强化滤层为质量比1:1～4:1的铁粉和无烟煤混合物。该装置结构紧凑、占地面积小、使用方便、运行灵活，并且可充分利用二沉池出水中的残留有机物，在确保总氮去除效果的同时可较好地保障整体出水水质，显著降低了处理成本，具有较好的推广应用前景。
权利要求书
1.一种新型污水深度处理用生物反硝化强化脱氮装置，其特征在于：包括自下而上依 次设置的进水单元(1)、强化内电解预处理单元(2)、生物反硝化单元(3)和出水 单元(4);所述强化内电解预处理单元(2)为双层圆筒状结构，其内层为外表面缠 绕金属线的铸铁圆筒，金属线两端分别连接直流电源的两极，铸铁圆筒中心设有一 直径为1-5cm的铸铁棒;所述强化内电解预处理单元(2)内设有强化滤层，所述强 化滤层为质量比1:1～4:1的铁粉和无烟煤混合物。
2.根据权利要求1所述的新型污水深度处理用生物反硝化强化脱氮装置，其特征在于： 所述铁粉的粒径为0.01-0.05mm，所述无烟煤的粒径为0.3-0.5mm;所述强化滤层厚 度为1.0-1.5m。
3.根据权利要求1所述的新型污水深度处理用生物反硝化强化脱氮装置，其特征在于： 所述进水单元(1)为圆弧形进水斗，其底部进水口上设有滤板(5)，其顶部设有滤 帽(6)。
4.根据权利要求1所述的新型污水深度处理用生物反硝化强化脱氮装置，其特征在于： 所述生物反硝化单元(3)内填充粒径30-100目的颗粒活性炭，其厚度在1.5m以上。
5.根据权利要求1所述的新型污水深度处理用生物反硝化强化脱氮装置，其特征在于： 所述出水单元(4)采用淹没孔式出水，出水口上设有100-200目的不锈钢滤网。
说明书
一种新型污水深度处理用生物反硝化强化脱氮装置
技术领域
本发明属于水处理领域，特别涉及一种新型污水深度处理用生物反硝化强化脱氮装 置。
背景技术
近年来水体富营养化已经成为我国水环境领域的重要水质问题之一，其中氮元素的 控制是其重点。在目前城市污水处理中，有机物能够得到较好控制，磷的控制相对容易 实现，而氮元素由于其去除效果受到水中有机物含量的限制而相对较难控制。针对太湖 流域的调研结果表明，目前城市污水厂要达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》 (GB18918-2002)中一级A的要求，难度最大的是总氮指标。
针对总氮指标的控制，目前在城市污水厂深度处理领域进行了大量的研究，涉及的 主要技术包括：其一，深床滤池，即利用滤床的深度创造反硝化的缺氧条件来实现总氮、 悬浮物的同步去除，然而由于二沉池出水中的有机物多为难降解有机物导致总氮去除效 果相对较差，难以满足要求;其二，滤布滤池，即主要采用不同孔径的不锈钢滤布来代 替传统深度处理工艺(混凝、沉淀、过滤)中的石英砂过滤，其同样对总氮的去除效果 较差;其三，铁碳内电解，作为一种新的污水深度处理工艺在实验研究中也取得了较好 的有机物去除效果，然而由于条件限制对总氮的去除效果相对较差，难以满足要求;其 四，针对水中硝酸盐的去除也有采用零价铁的处理方式，同样由于其它水质参数的影响 及自身还原能力的限制，去除效果不理想，且会出现具有毒性的亚硝酸盐的大量出现。 而生物反硝化以其处理成本低而受到广泛关注，但在污水深度处理中受到碳源的限制而 去除效果不理想，通常需要通过外加碳源或通过供给氢气来改善硝酸盐的去除效果，诸 如投加甲醇、乙酸、葡萄糖等有机碳源或者通过电解产生的氢来强化活性炭上生物的反 硝化作用;针对二沉池出水的水质分析发现，经过生物降解过程水中的有机物含量显著 降低，但仍含有50-100mg/L的有机物(以CODCr)，只是这些有机物的生物降解性较差， 不能满足异养生物反硝化的要求。
针对目前水处理中硝酸盐的去除技术状况，需要研发一种新型的强化生物反硝化装 置，在确保硝酸盐及总氮去除效果的同时，可以有效降低其运行维护费用。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于提供一种新型污水深度处理用生物反硝化强化脱氮装 置。
技术方案：本发明提供了一种新型污水深度处理用生物反硝化强化脱氮装置，包括 自下而上依次设置的进水单元(1)、强化内电解预处理单元(2)、生物反硝化单元(3) 和出水单元(4);所述强化内电解预处理单元(2)为双层圆筒状结构，其内层为外表 面缠绕金属线的铸铁圆筒，金属线两端分别连接直流电源的两极，铸铁圆筒中心设有一 直径为1-5cm的铸铁棒;所述强化内电解预处理单元(2)内设有强化滤层，所述强化 滤层为质量比1:1～4:1的铁粉和无烟煤混合物。
作为优选，所述铁粉的粒径为0.01-0.05mm，所述无烟煤的粒径为0.3-0.5mm;所述 强化滤层厚度为1.0-1.5m。
作为改进，所述进水单元(1)为圆弧形进水斗，其底部进水口上设有滤板(5)，其 顶部设有滤帽(6)。
作为另一种改进，所述生物反硝化单元(3)内填充粒径30-100目的颗粒活性炭， 其厚度在1.5m以上。
作为另一种改进，所述出水单元(4)采用淹没孔式出水，出水口上设有100-200 目的不锈钢滤网。
作为另一种改进，该装置的反冲洗采用采用气水联合反冲洗方式，且冲洗过程中滤 层保持不膨胀状态。
有益效果：本发明提供的新型污水深度处理用生物反硝化强化脱氮装置结构紧凑、 占地面积小、使用方便、运行灵活，并且可充分利用二沉池出水中的残留有机物，在确 保总氮去除效果的同时可较好地保障整体出水水质，显著降低了处理成本，具有较好的 推广应用前景。
具体而言，本发明相对于现有技术，具有以下突出的优势：
(1)针对通常的铁碳内电解工艺对有机物分子结构的改变有限，本发明通过设置 强化内电解单元，利用电磁效应所产生的磁场来改善铁碳内电解的处理效果，同时可根 据实际情况方便地通过电源的切换来改变磁场方向及取消磁场作用，从而将二沉池出水 中的有机物分子结构适当改变，提升其可生化性，促进其在生物反硝化过程的利用，显 著降低外加碳源的投加量，大大降低了处理成本;在改善硝酸盐去除效果的同时，可进 一步减少出水中的有机物含量;从而显著提升了其在实际工程中应用的可能。
(2)本发明通过铁粉、无烟煤粒径的优化选择使其在水中显现的湿式比重近似相 等，从而在正常使用及反洗过程不会出现明显的分层现象，而是呈现相对均匀的分布状 况，从而有利于内电解过程的进行。
(3)本发明通过气水反冲洗装置的设置以及铁、碳滤料的优选有效规避了常规铁 碳内电解工艺存在容易板结的问题，可保障装置长期稳定运行;
(4)该装置的生物反硝化单元采用优选粒径的活性炭，一方面可以作为生物载体 提供充足的生物量，另一方面可以对经内电解处理后残留的有机物进行有效的截留作为 反硝化的可能碳源使用;以上两方面的作用使其较通常滤料装填装置对硝酸盐的去除效 能提高10%以上，出水中有机物含量降低15%以上。
(5)该装置整体采用上向流形式，有利于避免二沉池出水中残留悬浮物的影响， 可在一定程度上延长装置的应用周期。
(6)本装置与碳源投加装置组合使用可进一步提升装置的处理效能。
