申请日2020.11.02
公开（公告）日2021.02.23
IPC分类号C02F9/14; C02F101/30
摘要
本发明提供一种高效除磷脱氮的多层介质填料及其制备方法，涉及污水处理技术领域。该高效除磷脱氮的多层介质填料，包括自上而下的过滤层、通气层、反硝化层和排水层，所述过滤层、通气层、反硝化层和排水层共包含以下原料：木屑、米糠、铁基、碳基、陶粒、细砂、一级中砂、二级中砂、一级粗砂、二级粗砂、碎石。通过过滤层、通气层、反硝化层和排水层的多层级配，可以满足短程硝化耦合厌氧氨氧化所需的条件，能够有效进行硝化反硝化过程，实现深度脱氮，通过铁碳基在填料内部形成电位差，可以使铁基变成亚铁离子与磷结合沉淀，达到除磷的效果，并且通过向填料中充入氧气，可以使亚铁离子将大分子有机物分解，提高了污水的可生化性，值得大力推广。
权利要求书
1.一种高效除磷脱氮的多层介质填料，其特征在于：包括自上而下的过滤层、通气层、反硝化层和排水层，所述过滤层、通气层、反硝化层和排水层共包含以下原料：木屑、米糠、铁基、碳基、陶粒、细砂、一级中砂、二级中砂、一级粗砂、二级粗砂、碎石；
所述细砂的平均粒径为250～350um，且细砂在使用前需经过42～60目的筛网过滤去除杂质；
所述一级中砂的平均粒径为355～425um，且一级中砂在使用前需经过35～42目的筛网过滤去除杂质；
所述二级中砂的平均粒径为425～500um，且二级中砂在使用前需经过32～35目的筛网过滤去除杂质；
所述一级粗砂的平均粒径为500～600um，且一级粗砂在使用前需经过28～32目的筛网过滤去除杂质；
所述二级粗砂的平均粒径为600～830um，且一级粗砂在使用前需经过20～28目的筛网过滤去除杂质；
所述碎石的平均粒径为20～40mm。
2.根据权利要求1所述的一种高效除磷脱氮的多层介质填料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1.铺设排水层
首先在玻璃钢筒体底层铺设一层厚度为30～40cm的碎石，然后在碎石上自下而上依次铺设二次粗砂、一级粗砂、二级中砂和一级中砂，其中二次粗砂、一级粗砂、二级中砂和一级中砂的总厚度为5～10cm，同时在碎石中布置排水管；
S2.铺设反硝化层
先在排水层上铺设一层厚度为20～30cm的细砂，然后在细砂上铺设一层厚度为5～10cm的铁碳基层，最后再在铁碳基层上铺设一层厚度为20～30cm的细砂；
S3.铺设通气层
先在反硝化层上铺设一层厚度为20～30cm的陶粒，然后在陶粒上铺设一层厚度为5～10cm的细砂，最后再在细砂上铺设一层厚度为20～30cm的陶粒，同时在两层陶粒中都布置通气管；
S4.铺设过滤层
先在通气层上铺设一层厚度为10～20cm的复合层，然后在复合层上铺设一层厚度为5cm的铁碳基层，然后在铁碳基层上再铺设一层厚度为10～20cm的复合层，最后在最上面再铺设一层厚度为20～25cm的细砂，即可制得多层介质填料。
3.根据权利要求2所述的一种高效除磷脱氮的多层介质填料的制备方法，其特征在于：所述玻璃钢筒体的直径为2300～3800mm。
4.根据权利要求2所述的一种高效除磷脱氮的多层介质填料的制备方法，其特征在于：所述反硝化层中铁碳基层是按照质量比铁基：碳基为2：1的比例混合制成。
5.根据权利要求2所述的一种高效除磷脱氮的多层介质填料的制备方法，其特征在于：所述过滤层中复合层是按照质量比细砂：木屑：米糠为2～3：1：1的比例混合制成。
6.根据权利要求2所述的一种高效除磷脱氮的多层介质填料的制备方法，其特征在于：所述过滤层中铁碳基层是按照质量比为1～3：2的比例混合制成。
说明书
一种高效除磷脱氮的多层介质填料及其制备方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体为一种高效除磷脱氮的多层介质填料及其制备方法。
背景技术
污水处理是指为使污水达到排入某一水体或再次使用的水质要求对其进行净化的过程，污水处理被广泛应用于建筑、农业、交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域，也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。
农村生活污水与乡镇生活污水的特点是碳氮比低，因此，生物脱氮所需有机碳源不足，导致生活污水难以实现深度脱氮，目前，生活污水的处理方法的工艺过程为充氧、搅拌、发酵、沉淀，其中，充氧的过程需要机械曝光，需要进行生物菌种进行培养，处理过程会产生污泥，需要定期对处理系统进行排泥，运行成本高。
发明内容
（一）解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高效除磷脱氮的多层介质填料及其制备方法，解决了现有污水处理技术无法实现深度脱氮以及处理成本高的问题。
（二）技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种高效除磷脱氮的多层介质填料及其制备方法，包括自上而下的过滤层、通气层、反硝化层和排水层，所述过滤层、通气层、反硝化层和排水层共包含以下原料：木屑、米糠、铁基、碳基、陶粒、细砂、一级中砂、二级中砂、一级粗砂、二级粗砂、碎石；
所述细砂的平均粒径为250～350um，且细砂在使用前需经过42～60目的筛网过滤去除杂质；
所述一级中砂的平均粒径为355～425um，且一级中砂在使用前需经过35～42目的筛网过滤去除杂质；
所述二级中砂的平均粒径为425～500um，且二级中砂在使用前需经过32～35目的筛网过滤去除杂质；
所述一级粗砂的平均粒径为500～600um，且一级粗砂在使用前需经过28～32目的筛网过滤去除杂质；
所述二级粗砂的平均粒径为600～830um，且一级粗砂在使用前需经过20～28目的筛网过滤去除杂质；
所述碎石的平均粒径为20～40mm。
优选的，一种高效除磷脱氮的多层介质填料的制备方法，包括以下步骤：
S1.铺设排水层
首先在玻璃钢筒体底层铺设一层厚度为30～40cm的碎石，然后在碎石上自下而上依次铺设二次粗砂、一级粗砂、二级中砂和一级中砂，其中二次粗砂、一级粗砂、二级中砂和一级中砂的总厚度为5～10cm，同时在碎石中布置排水管；
S2.铺设反硝化层
先在排水层上铺设一层厚度为20～30cm的细砂，然后在细砂上铺设一层厚度为5～10cm的铁碳基层，最后再在铁碳基层上铺设一层厚度为20～30cm的细砂；
S3.铺设通气层
先在反硝化层上铺设一层厚度为20～30cm的陶粒，然后在陶粒上铺设一层厚度为5～10cm的细砂，最后再在细砂上铺设一层厚度为20～30cm的陶粒，同时在两层陶粒中都布置通气管；
S4.铺设过滤层
先在通气层上铺设一层厚度为10～20cm的复合层，然后在复合层上铺设一层厚度为5cm的铁碳基层，然后在铁碳基层上再铺设一层厚度为10～20cm的复合层，最后在最上面再铺设一层厚度为20～25cm的细砂，即可制得多层介质填料。
优选的，所述玻璃钢筒体的直径为2300～3800mm。
优选的，所述反硝化层中铁碳基层是按照质量比铁基：碳基为2：1的比例混合制成。
优选的，所述过滤层中复合层是按照质量比细砂：木屑：米糠为2～3：1：1的比例混合制成。
优选的，所述过滤层中铁碳基层是按照质量比为1～3：2的比例混合制成。
（三）有益效果
本发明提供了一种高效除磷脱氮的多层介质填料及其制备方法。具备以下有益效果：
本发明通过过滤层、通气层、反硝化层和排水层的多层级配，可以在污水处理过程中使污水分散到整个填料中，填料自上而下，在空间上各层的溶解氧含量不同，分别处于兼氧和好氧的状态，在底层填料中，木屑和米糠提供有机质，慢慢消解后深入下层，给反硝化提供碳源，满足短程硝化耦合厌氧氨氧化所需的条件，能够有效进行硝化反硝化过程，因为短程硝化耦合厌氧氨氧化反应对脱氮的贡献率达到20～30%，从而可以使脱氮效率大大提高，实现深度脱氮，而且在污水下渗的过程中，通过铁碳基在填料内部形成电位差，可以使铁基在电位差的作用下变成亚铁离子，并与磷结合沉淀后固化到填料中，达到除磷的效果，并且通过向填料中充入氧气，可以使亚铁离子在有氧的情况下，将大分子有机物断链分解成小分子有机物，提高了污水的可生化性，进而大大降低了污水处理的成本，值得大力推广。
（发明人：李木金;黄付平;兰弋发;刘敦强;陈海肖;刘波庭）
