CN102992437A - 一种曝气沸石流动床处理氨氮污水的装置、构筑物及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种曝气沸石流动床处理氨氮污水装置、构筑物及工艺，所述装置包括上向流过滤器，过滤器中设有滤板，滤板的上方设有沸石填料，滤板的下方设有空气管和进水管，沸石填料的上方设有出水，过滤器的顶部设有排气管。该装置通过曝气使沸石填料在水中流动，沸石吸附水中氨氮，同时因沸石吸附剂相互摩擦表面脱落，脱落下的吸附了氨氮的细小颗粒随水流出，沸石填料表面不断更新，持续发挥吸附作用，不需再生，解决了现有技术中沸石吸附能力有限，对于高浓度氨氮污水处理再生频繁，应用受限的问题。

Description

一种曝气沸石流动床处理氨氮污水的装置、构筑物及工艺

技术领域

本发明属于氨氮污水处理领域，具体涉及一种曝气沸石流动床处理氨氮污水的装置、构筑物及工艺。

背景技术

氨氮的过量排放导致海洋和陆地水环境富营养化，氨氮污水处理愈来愈引起关注。氨氮污染来自于生活污水、垃圾渗沥液和工业废水排水中，污染源分布广，解决氨氮处理问题意义重大。

处理氨氮污、废水的主要方法有生化法和物化法。目前，生化法主要是生物脱氮，物化法主要有折点加氯、气提吹脱和离子交换法等。

生活污水和有可生化性的工业废水，处理氨氮主要选择生物脱氮技术。生物脱氮要求污水有适宜的碳氮比，否则不仅脱氮效果不好，还会影响有机物的去除。污水氨氮浓度过高，生化过程受到抑制，如焦化废水、味精废水、垃圾渗沥液等。污水有机物浓度过低，没有充足的碳源，生物脱氮过程不能进行，如硝铵废水、催化剂废水等，有采取投加甲醇等作为碳源的方法，运行成本很高。

折点加氯是利用强氧化剂氯与水中的氨反应生成氨气脱氨的方法，造成空气的污染，产生的余氯会对鱼类有影响，故必须附设除余氯设施。气提吹脱需调整水的PH值在强碱性范围，处理后还需加酸调整PH值达到排放标准，气提吹脱产生的废气需进行吸收等处理，吸收液回收或处理，工艺复杂。离子交换是利用材料中的阳离子与废水中的NH4⁺进行交换以达到去除氨氮的目的，但需考虑再生，和再生废液的处理。

天然沸石由于其特殊的结构和特性，对氨氮具有很强的选择性吸附能力，这点早已为人们所认识，并用于氨氮污水处理。其交换能力远大于活性炭和离子交换树脂。目前主要用于污水的达标处理和城市二级污水深度处理等浓度较低的氨氮污水处理，主要工艺采用过滤或曝气生物滤池。

我国天然沸石蕴藏丰富品质好，价格低，天然沸石对氨氮有很强的选择吸附性，是氨氮污水处理的理想材料，但天然沸石吸附能力有限，对于高浓度氨氮污水处理再生频繁，其应用受到限制。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种曝气沸石流动床处理氨氮污水的装置、构筑物及工艺，解决利用沸石对氨氮进行吸附时需要沸石再生的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种曝气沸石流动床处理氨氮污水装置，包括上向流过滤器，过滤器中设有滤板，所述的滤板的上方设有沸石填料，滤板的下方设有空气管和进水管，沸石填料的上方设有出水管，过滤器的顶部设有排气管。

进一步，如上所述的一种曝气沸石流动床处理氨氮污水装置，该装置还包括预沉池，氨氮污水在预沉池中预沉淀后经过进水管进入过滤器。

进一步，如上所述的一种曝气沸石流动床处理氨氮污水装置，该装置还包括与出水管连接的沉淀池，出水管中排除的污水进入沉淀池前加入絮凝剂。

再进一步，如上所述的一种曝气沸石流动床处理氨氮污水装置，滤板上设有滤头。

更进一步，如上所述的一种曝气沸石流动床处理氨氮污水装置，过滤器的底部还设有排空管。

一种采用上述装置的曝气沸石流动床处理氨氮污水工艺，包括以下步骤：

（S1）开启空气管、进水管、出水管和排气管，污水通过进水管进入过滤器，空气通过空气管进入过滤器；所述污水为氨氮污水；

（S2）污水和空气经过滤板，沸石填料与污水接触，吸附氨氮，同时沸石填料处于悬浮状态，沸石填料之间相互摩擦表面脱落；

（S3）脱落的沸石填料由出水管流出。

一种曝气沸石流动床处理氨氮污水构筑物，包括顶部开口的上向流滤池，滤池中设有滤板，所述的滤板的上方设有沸石填料，滤板的下方设有空气管和进水管，沸石填料的上方设有出水槽，出水槽与出水管连接，空气管的出气处设有通向滤池外的排气管，进水管的下方设有排空管。

进一步，如上所述的一种曝气沸石流动床处理氨氮污水构筑物，该构筑物还包括设置在滤池外的出水渠，出水槽通过出水渠与出水管连接。

一种采用上述构筑物的曝气沸石流动床处理氨氮污水工艺，包括以下步骤：

（S1）开启空气管、进水管和出水管，关闭排气管，污水通过进水管进入滤池，空气通过空气管进入滤池；所述污水为氨氮污水；

（S2）污水和空气经过滤板，沸石填料与污水接触，吸附氨氮，同时沸石填料处于悬浮状态，沸石填料之间相互摩擦表面脱落；

（S3）脱落的沸石填料经出水槽由出水管流出。

本发明的有益效果在于：

1）高氨氮和高有机物浓度污水，如焦化废水、味精废水、垃圾渗滤液等，利用本发明作为生化处理的预处理，由于本工艺氨氮去除率高，有机物去除有限，有机物中取除较多的是COD，而BOD5去除较少，可调整水质碳氮比趋于合理，并提高了污水的可生化性，提高后续生化处理的效果。

2）对于缺少碳源的含氨氮的工业废水，如焦化废水、催化剂废水，可以根据氨氮浓度采用本发明工艺一级或二级处理，出水可达到排放标准。如不含有害物质，污泥脱水或干化后可利用。

3）作为生化等处理的后处理，可进一步降低氨氮、有机物和悬浮物等，用于污水的达标处理和中水处理。

本发明所述的曝气沸石流动床处理氨氮污水的装置、构筑物及工艺具有投资少、处理成本低、效果好、应用范围广等优势，具有较广阔的推广应用前景。

附图说明

图1为本发明一种曝气沸石流动床处理氨氮污水装置的结构示意图；

图2为采用图1中装置的一种曝气沸石流动床处理氨氮污水工艺的流程图；

图3为本发明一种曝气沸石流动床处理氨氮污水构筑物的结构示意图；

图4为采用图3中构筑物的一种曝气沸石流动床处理氨氮污水工艺的流程图。

具体实施方式

下面结合说明书附图与具体实施方式对本发明做进一步的详细说明。

本发明是在上向流滤池（或过滤器）中加入沸石填料（天然沸石），通过曝气使沸石吸附剂在水中流动，沸石吸附水中氨氮，同时因沸石吸附剂相互摩擦表面脱落，脱落下的吸附了氨氮的细小颗粒随水流出，沸石填料表面不断更新，持续发挥吸附作用，不需再生，沸石曝气流动床连续运行，解决了现有技术中沸石吸附能力有限，对于高浓度氨氮污水处理再生频繁，其应用受限的问题。

图1示出了本发明一种曝气沸石流动床处理氨氮污水装置的结构示意图，该装置主要包括上向流过滤器1，过滤器1中设有滤板2，滤板2的上方设有沸石填料3，滤板2的下方设有空气管4和进水管5，沸石填料3的上方设有出水管6，过滤器1的顶部设有排气管7，过滤器的底部还设有排空管8。该曝气沸石流动床处理氨氮污水装置还可以设置预沉池和沉淀池，氨氮污水在预沉池中预沉淀后再经过进水管5进入过滤器1，预沉池可以视水质情况确定是否采用，沉淀池与出水管6连接，出水管6中流出的污水进入沉淀池前投加絮凝剂。滤板2上还设有滤头。

本实施方式中的沸石填料3是经改性的一定级配的天然沸石吸附剂填料，在进行氨氮污水处理时，同时开启进水管、出水管、空气管和排气管的阀门，污水和空气同时由滤板底部进入，通过滤板上的滤头均匀分配，气、水上升沸石填料受到搅动处于悬浮状态，并在过滤器中流动，沸石与污水充分接触，吸附水中的氨氮，同时沸石填料相互摩擦表面脱落，脱落下的吸附了氨氮的细小颗粒随水流从出水管流出。沸石填料表面不断更新，可持续发挥吸附作用，不需再生。在出水管的出水处投加絮凝剂，使水中吸附了氨氮的细小沸石颗粒凝聚，并在沉淀池中沉淀与水分离，水质得到澄清，氨氮也随之去除。沉淀污泥排至污泥池，再进行脱水等处理。排空管8用于检修或补充滤料时排空过滤器中的水，在装置正常运行时排空管管道阀门关闭。

图2中示出了一种采用图1中曝气沸石流动床处理氨氮污水装置的曝气沸石流动床处理氨氮污水工艺的流程图，该工艺包括以下步骤：

步骤S1：开启空气管、进水管、出水管和排气管，污水通过进水管进入过滤器，空气通过空气管进入过滤器；所述污水为氨氮污水；

步骤S2：污水和空气经过滤板，沸石填料与污水接触，吸附氨氮，同时沸石填料处于悬浮状态，沸石填料之间相互摩擦表面脱落；

步骤S3：脱落的沸石填料由出水管流出。

同时开启空气管4、进水管5、出水管6和排气管7，图1装置由于采用的是上向流过滤器，污水和空气同时由滤板底部进入，空气和污水上升沸石填料收到搅动处于悬浮状态，并在过滤器中流动，沸石填料和污水充分接触，吸附水中的氨氮，同时沸石填料之间相互摩擦表面脱落，脱落下的吸附了氨氮的沸石填料细小颗粒随水流（水流由下至上）从出水管流出。可以在出水中加入絮凝剂，使水中吸附了氨氮的细小沸石填料颗粒凝聚，并在沉淀池中沉淀与水分离，水质得到澄清，氨氮也随之取出。沉淀池污泥排至沉淀池，再进行脱水等后续处理。

图1中所示的曝气沸石流动床处理氨氮污水装置比较适合于小规模的污水处理，可采用钢制防腐设备。对于大型的污水处理，本发明还提供了一种曝气沸石流动床处理氨氮污水构筑物，可采用混凝土构筑物，如图3中所示，该构筑物结构与图1中的装置大体结构相同，包括顶端开口的上向流滤池9，滤池9中设有滤板2，滤板2的上方设有沸石填料3，滤板2的下方设有空气管4和进水管5，沸石填料3的上方设有出水槽10，出水槽10与出水管6连接，空气管4的出气处设有通向滤池外的排气管7，进水管5设有旁通排空管8。此外，该构筑物的滤池的外部还设有出水渠11，出水槽10通过出水渠11与出水管6连接。同样，该构筑物还可以设置预沉池氨氮污水在预沉池中预沉淀后再经过进水管5进入滤池9，预沉池可以视水质情况确定是否采用，出水渠11可以作为混合池使用，在其中投加絮凝剂，再进入沉淀池。

本发明还提供了一种基于图3中构筑物的一种曝气沸石流动床处理氨氮污水工艺，该流程图如图4所示，包括以下步骤：

（S1）开启空气管、进水管和出水管，关闭排气管，污水通过进水管进入滤池，空气通过空气管进入滤池；所述污水为氨氮污水；

（S2）污水和空气经过滤板，沸石填料与污水接触，吸附氨氮，同时沸石填料处于悬浮状态，沸石填料之间相互摩擦表面脱落；

（S3）脱落的沸石填料经出水槽由出水管流出。

该工艺与采用图1中所述曝气沸石流动床处理氨氮污水装置的工艺除了在运行过程中步骤（1）中的排气管关闭之外，其它基本相同。这是因为该构筑物中的滤池的顶端是开口的，排气管设置在了空气管出气口处的上方滤板（2）上。

本发明以沸石填料为吸附剂，利用沸石对氨氮的选择吸附性，采用沸石曝气流动床工艺处理氨氮污、废水，沸石不需再生，可用于生物脱氮的前处理或后处理，及不可生化的高浓度氨氮污水处理，由广阔的应用前景。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种曝气沸石流动床处理氨氮污水装置，包括上向流过滤器（1），过滤器（1）中设有滤板（2），其特征在于：所述的滤板（2）的上方设有沸石填料（3），滤板（2）的下方设有空气管（4）和进水管（5），沸石填料（3）的上方设有出水管（6），过滤器（1）的顶部设有排气管（7）。

2.如权利要求1所述的一种曝气沸石流动床处理氨氮污水装置，其特征在于：该装置还包括预沉池，氨氮污水在预沉池中预沉淀后经过进水管进入过滤器（1）。

3.如权利要求1或2所述的一种曝气沸石流动床处理氨氮污水装置，其特征在于：该装置还包括与出水管（6）连接的沉淀池，出水管（6）中排除的污水进入沉淀池前加入絮凝剂。

4.如权利要求3所述的一种曝气沸石流动床处理氨氮污水装置，其特征在于：滤板（2）上设有滤头。

5.如权利要求1所述的一种曝气沸石流动床处理氨氮污水装置，其特征在于：过滤器（1）的底部还设有排空管（8）。

6.一种采用权利要求1中所述装置的曝气沸石流动床处理氨氮污水的工艺，包括以下步骤：

（S1）开启空气管、进水管、出水管和排气管，污水通过进水管进入过滤器，空气通过空气管进入过滤器；所述污水为氨氮污水；

（S2）污水和空气经过滤板，沸石填料与污水接触，吸附氨氮，同时沸石填料处于悬浮状态，沸石填料之间相互摩擦表面脱落；

（S3）脱落的沸石填料由出水管流出。

7.一种曝气沸石流动床处理氨氮污水构筑物，包括顶端开口的上向流滤池（9），滤池（9）中设有滤板（2），其特征在于：所述的滤板（2）的上方设有沸石填料（3），滤板（2）的下方设有空气管（4）和进水管（5），沸石填料（3）的上方设有出水槽（10），出水槽（10）与出水管（6）连接，空气管（4）的出气处设有通向滤池外的排气管（7），进水管（5）的下方设有排空管（8）。

8.如权利要求7所述的一种曝气沸石流动床处理氨氮污水构筑物，其特征在于：该构筑物还包括设置在滤池外的出水渠（11），出水槽（10）通过出水渠（11）与出水管（6）连接。

9.如权利要求7所述的一种曝气沸石流动床处理氨氮污水构筑物，其特征在于：滤板（2）上设有滤头。

10.一种采用权利要求7中所述构筑物的曝气沸石流动床处理氨氮污水工艺，包括以下步骤：

（S1）开启空气管、进水管和出水管，关闭排气管，污水通过进水管进入滤池，空气通过空气管进入滤池；所述污水为氨氮污水；

（S2）污水和空气经过滤板，沸石填料与污水接触，吸附氨氮，同时沸石填料处于悬浮状态，沸石填料之间相互摩擦表面脱落；

（S3）脱落的沸石填料经出水槽由出水管流出。

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