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CN111170590A - 一种超高滤速的iv类提标改造脱氮除磷装置及其处理工艺 - Google Patents

一种超高滤速的iv类提标改造脱氮除磷装置及其处理工艺 Download PDF

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CN111170590A
CN111170590A CN202010140299.6A CN202010140299A CN111170590A CN 111170590 A CN111170590 A CN 111170590A CN 202010140299 A CN202010140299 A CN 202010140299A CN 111170590 A CN111170590 A CN 111170590A
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Abstract

本发明公开了一种超高滤速的IV类水提标改造脱氮除磷装置及其处理工艺，所述装置是由内进水孔板格栅、超高滤速脱氮生物滤池、超高滤速重介质加载高效絮凝澄清池、清水池依次串联组成；采用本发明处理，本发明解决了因纤维状杂物造成传统好氧硝化生物滤池的滤头容易堵塞的问题；解决了上向流反硝化生物滤池的堵塞、滤速低和处理高负荷低难题，重介质重介质加载高效絮凝澄清池的处理效果明显优于传统组合处理装置及工艺；本发明解决了高效脱氮除磷的传统工艺难题，可对含高硝酸盐和无机磷酸盐的污水进行深度提标，出水能达到IV类水标准，对于污水提标具有极大的推广应用价值。

Description

一种超高滤速的IV类提标改造脱氮除磷装置及其处理工艺
技术领域
本发明属于水污染治理技术领域，具体涉及一种超高滤速的IV类提标改造脱氮除磷装置及其处理工艺。
背景技术
随着我国水污染问题日益突显，城镇污水处理排放标准的提高已是大势所趋。从目前的水环境质量改善的要求看，许多城市污水处理厂处理后的出水往往排入城市河流，成为河流的水体。我国现有的污水处理厂出水，排放标准多参考《GB18918-2002城镇污水处理厂污染物排放标准》中的一级B或一级A。然而对于一级B或一级A标准，其水质仅相当于地表水的劣Ⅴ类水。这种水质排放到几无自净能力的水体环境中，导致水体不但没有得到修复，反而遭到污染，于是出现“越治越脏”的现象。水体污染的日益加剧，迫切要求污水处理厂出水达到地表类Ⅳ类标准。
目前，全国各地已陆续展开实践，对污水厂出水总氮、总磷等的要求更高，现有Ⅳ类水工艺实际上难以全指标达标；现有处理装置和处理工艺主要存在如下问题：(1)传统曝气生物滤池((曝气生物滤池工程技术规程CECS2652009))的滤速过低，导致生物膜活性不高，处理效能偏低，反硝化滤池设计滤速过低，不能充分发挥其应有能力；反硝化气泡不易释放，低滤速导致截留过多悬浮物，滤池压力升高较快，导致生物膜活性不高，处理效能偏低；；(2)传统上向流生物滤池的前段纤维状物质或预处理工艺残留的PAC或PAM会粘附于生物滤头的滤缝隙表面，依附于此的生物膜会堵塞滤缝隙，且滤池强制反洗也难以冲洗去除，进而造成滤头堵塞，最终造成滤池处于瘫痪；(3)传统的生物滤池配套工艺出水SS难以达到5mg/L以下；(4)传统反硝化滤池的滤料层较高，普遍为3.0m～4.0m，高滤速时水损较大；(5)反硝化产生的气泡包裹在滤料表面，严重阻碍污水中污染物于生物膜介质交换速率，同时增加滤料阻力，大幅降低滤池处理效果；(6)传统的化学除磷混凝沉淀池的表面负荷过低，且易造成滤池滤头堵塞问题，占地面积较大。目前，全国各地已陆续展开实践，对污水厂出水总氮、总磷等的要求更高，现有Ⅳ类水工艺实际上难以达到IV类水出水指标要求。因此，需要研究出一种新的技术方案来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种超高滤速的IV类提标改造脱氮除磷装置及其处理工艺，以突破目前遇到的难题。具体内容如下：一种超高滤速的IV类水提标改造脱氮除磷装置是由内进水孔板格栅、超高滤速脱氮生物滤池、超高滤速重介质加载高效絮凝澄清池、清水池依次串联组成；所述清水池通过反洗水系统和超高滤速脱氮生物滤池相连接，所述的超高滤速脱氮生物滤池设有有机碳源加药系统；所述重介质加载高效絮凝澄清池包括重介质投加系统、混凝剂投加系统、絮凝剂投加系统、混合单元、絮凝单元、澄清单元、重介质污泥回流系统、剩余污泥排放系统、重介质回收系统；所述的混合单元设有混合搅拌系统；所述的絮凝单元设有导流筒、絮凝搅拌系统；所述的澄清单元设有泥斗、刮泥机、污泥浓缩区、斜管、澄清区。
所述的内进水孔板格栅的孔径不大于1mm。
所述的一种超高滤速的IV类水提标改造脱氮除磷装置从下往上依次由配水区、承托层、高效滤料反应层、清水区、出水渠构成，所述配水区内安装有高过水均布防堵塞滤头和滤板，其上为承托层和高效滤料反应层。
所述的超高滤速重介质加载高效絮凝澄清池为磁混凝沉淀池或砂加载高效沉淀池。
所述的污泥回流系统分别与澄清单元下部泥斗与絮凝单元的导流筒相连接。
所述的重介质投加系统为磁种投加系统或砂种投加系统。
所述的重介质回收系统对应投加的药剂为磁种或砂种。
所述超高滤速脱氮生物滤池的高效滤料层厚度为1.5～2.5m，高效滤料直径为3～10mm。
所述的有机碳源加药系统投加的药剂优选为甲醇、乙酸钠。
一种超高滤速的IV类水提标改造脱氮除磷装置装置的污水处理工艺的处理步骤主要包括是：
(1)去除纤维状杂物：二级生化出水首先经过内进水孔板格栅截留所有的的纤维状物质、杂质，以防止纤维状物质造成后续的超高滤速脱氮生物滤池底部的长柄滤头发生堵塞，处理后出水进入超高滤速脱氮生物滤池；
(2)深度脱氮：超高滤速脱氮生物滤池内高效滤料表面生长有大量的专性反硝化硝化生物膜，专性反硝化硝化生物膜利用有机物作为反硝化碳源进行深度反硝化，超高滤速脱氮生物滤池的滤速为12～35m/h，滤速高于国内设计标准(曝气生物滤池工程技术规程CECS2652009)，利用水流的切割作用，使反硝化硝化生物膜一直处于较薄的高效活性生物膜，高滤速的快速冲刷作用于高过水均布防堵塞滤头缝隙，防止滤头生长生物膜堵塞滤头；保证高效生物滤料层的反硝化负荷远优于常规滤速的滤池处理负荷；同时利用高速同向水流将包裹在高效滤料表面的反硝化气泡快速带出生物滤料层；同时利于较低高度的高效滤料层(1.5～2.5m)和高滤速冲刷的条件，使截留的部分悬浮物穿透高效滤料层(出水SS＝10～20mg/L)，进行保证高效生物滤料层的反硝化负荷远优于常规滤速的滤池处理负荷，且防止过多悬浮物堵塞滤料层，超高滤速脱氮生物滤池2的处理负荷为常规滤速的反硝化滤池处理负荷2～4倍，反冲洗周期为12～16h，采用“降水位+气水联合法”进行反冲洗，经超高滤速脱氮生物滤池2处理后的出水自流进入超高滤速重介质加载高效絮凝澄清池3；
(3)深度除磷和去除悬浮物：超高滤速脱氮生物滤池出水首先经过超高滤速重介质加载高效絮凝澄清池去除悬浮物(SS＜5mg/L)、TP(TP＜0.3mg/L)；超高滤速脱氮生物滤池出水在混合单元内进行混合反应，在絮凝单元内与污泥回流的重介质污泥发生絮凝反应，在澄清单元实现泥水分离，表面负荷15～40m/h，优于普通混凝沉淀池的表面负荷1.0～1.5m/h，澄清出水再经常规消毒后作为达标排放出水；沉淀的重介质污泥通过重介质污泥回流系统进行部分回流，污泥回流比1.5～6％；部分沉淀的重介质污泥经剩余污泥排放系统和重介质回收系统将重介质与污泥进行剥离后，回收的重介质进入混合单元，剥离后的污泥作为剩余污泥外排。
本发明解决了因纤维状杂物造成传统好氧硝化生物滤池的滤头容易堵塞的问题；解决了上向流反硝化生物滤池的堵塞和处理高负荷低难题，重介质重介质加载高效絮凝澄清池的处理效果明显优于传统组合处理装置及工艺；利用高滤速运行，快速带出反硝化气泡，增加处理负荷；本发明解决了高效脱氮除磷的传统工艺难题，可对含高硝酸盐和无机磷酸盐的污水进行深度提标，出水能达到IV类水标准，处理滤速或负荷高，对于污水提标具有极大的推广应用价值。
附图说明
图1为本发明一种超高滤速的IV类提标改造脱氮除磷装置的结构示意图。
其中：进水0；内进水孔板格栅1；超高滤速脱氮生物滤池2，配水区2-1，高过水均布防堵塞滤头2-2，滤板2-3，承托层2-4，高效滤料反应层2-5，清水区2-6，出水渠2-7，反冲洗风机2-8，反冲水系统2-9，有机碳源加药系统2-10；重介质加载高效絮凝澄清池3，重介质投加系统3-1，混凝剂投加系统3-2，絮凝剂投加系统3-3，混合单元3-4(混合搅拌系统3-4-1)，絮凝单元3-5(导流筒3-5-1、絮凝搅拌系统3-5-2)，澄清单元3-6(泥斗3-6-1、刮泥机3-6-2、污泥浓缩区3-6-3、斜管3-6-4、澄清区3-6-5)，重介质污泥回流系统3-7，剩余污泥排放系统3-8，重介质回收系统3-9，重介质(磁种或砂种)3-10，剥离后的剩余污泥3-11；清水池4；达标出水5。
具体实施方式
下面结合附图1对本发明做进一步说明：
一种超高滤速的IV类水提标改造脱氮除磷装置是由内进水孔板格栅1、超高滤速脱氮生物滤池2、超高滤速重介质加载高效絮凝澄清池3、清水池4依次串联组成；所述清水池4通过反洗水系统2-9和超高滤速脱氮生物滤池2相连接，所述的超高滤速脱氮生物滤池2设有有机碳源加药系统2-10；所述超高滤速重介质加载高效絮凝澄清池3包括重介质投加系统3-1、混凝剂投加系统3-2、絮凝剂投加系统3-3、混合单元3-4、絮凝单元3-5、澄清单元3-6、重介质污泥回流系统3-7、剩余污泥排放系统3-8、重介质回收系统3-9；所述的混合单元3-4设有混合搅拌系统3-4-1；所述的絮凝单元3-5设有导流筒3-5-1、絮凝搅拌系统3-5-2；所述的澄清单元3-6设有泥斗3-6-1、刮泥机3-6-2、污泥浓缩区3-6-3、斜管3-6-4、澄清区3-6-5。
所述的内进水孔板格栅1的孔径不大于1mm。
所述的一种超高滤速的IV类水提标改造脱氮除磷装置从下往上依次由配水区2-1，承托层2-4，高效滤料反应层2-5，清水区2-6，出水渠2-7构成，所述配水区内安装有高过水均布防堵塞滤头2-2和滤板2-3，其上为承托层2-4和高效滤料反应层2-5。
所述的超高滤速重介质加载高效絮凝澄清池3为磁混凝沉淀池或砂加载高效沉淀池。
所述的污泥回流系统3-7分别与澄清单元3-6下部泥斗3-6-1与絮凝单元3-5的导流筒3-5-1相连接。
所述的重介质投加系统3-1为磁种投加系统或砂种投加系统。
所述的重介质回收系统3-2对应投加的药剂为磁种或砂种。
所述超高滤速脱氮生物滤池的高效滤料层厚度为1.5～2.5m，高效滤料直径为3～10mm。
所述的有机碳源加药系统2-10投加的药剂优选为甲醇、乙酸钠。
一种超高滤速的IV类水提标改造脱氮除磷装置装置的污水处理工艺的处理步骤主要包括是：
(1)去除纤维状杂物：二级生化出水0首先经过内进水孔板格栅1截留所有的纤维状物质、杂质，以防止纤维状物质造成后续的超高滤速脱氮生物滤池2底部的滤头2-2发生堵塞，处理后出水进入超高滤速脱氮生物滤池2；
(2)深度脱氮：超高滤速脱氮生物滤池2内高效滤料2-5表面生长有大量的专性反硝化硝化生物膜，专性反硝化硝化生物膜利用有机物作为反硝化碳源，进行深度反硝化，超高滤速脱氮生物滤池2的滤速为12～35m/h，滤速高于国内设计标准(曝气生物滤池工程技术规程CECS2652009)，利用水流的切割作用，使反硝化硝化生物膜一直处于较薄的高效活性生物膜，高滤速的快速冲刷作用于高过水均布防堵塞滤头2-2缝隙，防止滤头生长生物膜堵塞滤头2-2；保证高效生物滤料层的反硝化负荷远优于常规滤速的滤池处理负荷；利用高速同向水流将包裹在高效滤料表面的反硝化气泡快速带出生物滤料层2-5；同时利于较低高度的高效滤料层2-5，使截留的部分悬浮物穿透高效滤料层2-5(出水SS＝10～20mg/L)，，进行保证高效生物滤料层的反硝化负荷远优于常规滤速的滤池处理负荷，且防止过多悬浮物堵塞滤料层2-5，超高滤速脱氮生物滤池2的处理负荷为常规滤速的反硝化滤池处理负荷2～4倍，反冲洗周期为12～16h，采用“降水位+气水联合法”进行反冲洗，经超高滤速脱氮生物滤池2处理后的出水自流进入超高滤速重介质加载高效絮凝澄清池3；
(3)深度除磷和去除悬浮物：超高滤速脱氮生物滤池2出水首先经过超高滤速重介质加载高效絮凝澄清池3去除悬浮物(SS＜5mg/L)、TP(TP＜0.3mg/L)；超高滤速脱氮生物滤池2出水在混合单元3-4内进行混合反应，在絮凝单元3-5内与污泥回流的重介质污泥发生絮凝反应，在澄清单元3-6实现泥水分离，表面负荷15～40m/h，优于普通混凝沉淀池的表面负荷1.0～1.5m/h，澄清出水再经常规消毒后作为达标排放出水；沉淀的重介质污泥通过重介质污泥回流系统3-7进行部分回流，污泥回流比1.5～6％；部分沉淀的重介质污泥经剩余污泥排放系统3-8和重介质回收系统3-9将重介质与污泥进行剥离后，回收的重介质3-10进入混合单元，剥离后的污泥3-11作为剩余污泥外排。
实施例1：
江苏省某污水处理厂处理流量为150000m3/d，原核心工艺为“氧化沟+二沉池”工艺，二级处理出水进入本工艺处理前的污染物指标为：TN＝18mg/L，SS＝80mg/L，TP＝3.5；经过该工艺处理后，出水水质指标为：TN＝2.5mg/L，SS＝2mg/L，TP＝0.1mg/L。
实施例2：
安徽省某市政污水处理厂，处理流量为50000m3/d，原主工艺为“AAO+二沉池”工艺，二级处理出水进入本工艺处理前污染物指标为：TN＝18mg/L，SS＝30mg/L，TP＝2.5；经过该工艺装置处理后，出水水质指标为：TN＝2.5mg/L，SS＝3mg/L，TP＝0.1mg/L。
实施例3：
江苏省南京某化工园区污水处理厂，处理流量为10000m3/d，原主工艺为“水解酸化+AAO+二沉池+臭氧”工艺，二级处理出水进入本工艺处理前污染物指标为：TN＝13mg/L，SS＝30mg/L，TP＝2.7；经过该工艺装置处理后，出水水质指标为：TN＝2.6mg/L，SS＝3mg/L，TP＝0.05mg/L，出水可达到IV类水标准，。
本发明解决了因纤维状杂物造成传统好氧硝化生物滤池的滤头容易堵塞的问题；解决了上向流反硝化生物滤池的堵塞和处理高负荷低的难题，重介质重介质加载高效絮凝澄清池的处理效果明显优于传统组合处理装置及工艺；利用高滤速运行，快速带出反硝化气泡，增加处理负荷；本发明解决了高效脱氮除磷的传统工艺难题，可对含高硝酸盐和无机磷酸盐的污水进行深度提标，出水可达到IV类水标准，对于污水提标具有极大的推广应用价值。
以上所述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应覆盖在本发明的而保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超高滤速的IV类水提标改造脱氮除磷装置，其特征在于：所述装置是由内进水孔板格栅、超高滤速脱氮生物滤池、超高滤速重介质加载高效絮凝澄清池、清水池依次串联组成；所述清水池通过反冲水系统和超高滤速脱氮生物滤池相连接，所述的超高滤速脱氮生物滤池设有有机碳源加药系统；所述重介质加载高效絮凝澄清池包括重介质投加系统、混凝剂投加系统、絮凝剂投加系统、混合单元、絮凝单元、澄清单元、重介质污泥回流系统、剩余污泥排放系统、重介质回收系统；所述的混合单元设有混合搅拌系统；所述的絮凝单元设有导流筒、絮凝搅拌系统；所述的澄清单元设有泥斗、刮泥机、污泥浓缩区、斜管、澄清区。
2.根据权利要求1所述的一种超高滤速的IV类水提标改造脱氮除磷装置，其特征在于：所述的内进水孔板格栅的孔径不大于1mm。
3.根据权利要求1所述的一种超高滤速的IV类水提标改造脱氮除磷装置，其特征在于：所述的一种超高滤速的IV类水提标改造脱氮除磷装置从下往上依次由配水区、承托层、高效滤料反应层、清水区、出水渠构成，所述配水区内安装有高过水均布防堵塞滤头和滤板，其上为承托层和高效滤料反应层。
4.根据权利要求1所述的一种超高滤速的IV类水提标改造脱氮除磷装置，其特征在于：所述的超高滤速重介质加载高效絮凝澄清池为磁混凝沉淀池或砂加载高效沉淀池。
5.根据权利要求1所述的一种超高滤速的IV类水提标改造脱氮除磷装置，其特征在于：所述的污泥回流系统分别与澄清单元下部泥斗与絮凝单元的导流筒相连接。
6.根据权利要求1所述的一种超高滤速的IV类水提标改造脱氮除磷装置，其特征在于：所述的重介质投加系统为磁种投加系统或砂种投加系统。
7.根据权利要求1所述的一种超高滤速的IV类水提标改造脱氮除磷装置，其特征在于：所述的重介质回收系统对应为磁种回收系统或砂种回收系统。
8.根据权利要求1所述的一种超高滤速的IV类水提标改造脱氮除磷装置，其特征在于：所述超高滤速脱氮生物滤池的高效滤料层厚度为1.5～2.5m，高效滤料直径为3～10mm。
9.根据权利要求1所述的一种超高滤速的IV类水提标改造脱氮除磷装置装置，其特征在于：所述的有机碳源加药系统投加的药剂优选为甲醇、乙酸钠。
10.一种采用如权利要求1～9任一项所述一种超高滤速的IV类水提标改造脱氮除磷装置装置的污水处理工艺，其处理步骤主要包括是：
(1)去除纤维状杂物：二级生化出水首先经过内进水孔板格栅截留所有的纤维状物质、杂质，以防止纤维状物质造成后续的超高滤速脱氮生物滤池底部的长柄滤头发生堵塞，处理后出水进入超高滤速脱氮生物滤池；
(2)深度脱氮：超高滤速脱氮生物滤池内高效滤料表面生长有大量的专性反硝化硝化生物膜，专性反硝化硝化生物膜利用有机物作为反硝化碳源，进行深度反硝化，超高滤速脱氮生物滤池的滤速为12～35m/h，滤速高于国内设计标准(曝气生物滤池工程技术规程CECS2652009)，利用水流的切割作用，使反硝化硝化生物膜一直处于较薄的高效活性生物膜，同时利用高速同向水流将包裹在高效滤料表面的反硝化气泡快速带出生物滤料层，保证高效生物滤料层的反硝化负荷远优于常规滤速的滤池处理负荷；高滤速的快速冲刷作用于高过水均布防堵塞滤头缝隙，防止滤头生长生物膜堵塞滤头；同时利于较低高度的高效滤料层和高滤速冲刷的条件，使截留的部分悬浮物穿透高效滤料层(出水SS＝10～20mg/L)，且防止过多悬浮物堵塞滤料层，超高滤速脱氮生物滤池的处理负荷为常规滤速的反硝化滤池处理负荷2～4倍，反冲洗周期为12～16h，采用“降水位+气水联合法”进行反冲洗，经超高滤速脱氮生物滤池处理后的出水自流进入超高滤速重介质加载高效絮凝澄清池；
(3)深度除磷和去除悬浮物：超高滤速脱氮生物滤池经过超高滤速重介质加载高效絮凝澄清池去除悬浮物(SS＜5mg/L)、TP(TP＜0.3mg/L)；超高滤速脱氮生物滤池出水在混合单元内进行混合反应，在絮凝单元内与污泥回流的重介质污泥发生絮凝反应，在澄清单元实现泥水分离，表面负荷15～40m/h，优于普通混凝沉淀池的表面负荷1.0～1.5m/h，澄清出水再经常规消毒后作为达标排放出水；沉淀的重介质污泥通过重介质污泥回流系统进行部分回流，污泥回流比1.5～6％；部分沉淀的重介质污泥经剩余污泥排放系统和重介质回收系统将重介质与污泥进行剥离后，回收的重介质进入混合单元，剥离后的污泥作为剩余污泥外排。
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