一种污水厂尾水总氮的去除装置的制作方法

文档序号:15057600发布日期:2018-07-31 20:23阅读:145来源:国知局

本实用新型属于环境保护技术领域,具体涉及一种污水厂尾水总氮的去除装置。



背景技术:

目前,污水处理厂二级生物处理对总氮去除效果不稳定,出水总氮指标难以满足一级A排放标准(GB18918-2002)的要求。污水厂二级处理后出水的COD已降低到50mg/L以下,碳氮比低于5,反硝化反应碳源严重不足,造成反硝化效果不理想,必须通过外加碳源以保证生物脱氮的进行。

现有反硝化滤池工艺通常采用甲醇、乙酸等液体外加碳源,其投加量不易控制,过量会导致出水COD的增加,造成出水有机物的二次污染;不足又会引起亚硝氮积累,影响水环境安全。现有的固体缓释碳源大体上又可分为三大类:以纤维素为主的天然材料、可生物降解的高分子材料和以混合物为主的新型材料。其中采用高分子缓释碳源材料的填充床、流化床工艺,上流式出水SS偏高,而下流式易发生床层堵塞,同时固碳材料化学成分单一,往往需要投加微量元素才能满足微生物的生长需求,并且释碳速率恒定,无法适应实际废水的污染负荷波动,碳源材料昂贵,运行成本高。

我国是农业大国,也是农业资源最丰富的国家之一。相关数据表明,目前每年产生的农业废弃物达到7.0亿吨,占全世界总量的30%左右。农业废弃物的主要组分是可降解的粗纤维素,我国的农业废弃物直接还田31.8%,堆沤还田9.1%,过腹还田21.4%,烧灰还田24.1%,剩下的13.5%作为废弃物堆弃在田间地头进行露天焚烧,严重污染了大气环境,特别是在冬季造成严重的雾霾污染。对于农业废弃物急需妥善的处理处置和综合利用技术。



技术实现要素:

本实用新型的目的是为克服现有技术的不足,针对污水厂低碳氮比尾水对总氮去除的要求,以广泛存在、价格低廉并且具有生物调节释碳能力的农业废弃物为固体碳源,构建一种污水厂尾水总氮的去除装置,既强化低碳氮比污水的反硝化脱氮,减小有机物投加不当引起的二次污染风险,又降低运行成本,实现农业废弃物的资源化利用。

为实现上述目的,本实用新型采用以下技术方案:

一种污水厂尾水总氮的去除装置,包括反应器主体,其中:

所述的反应器主体上部侧壁由上向下依次设有安全排放口,反冲排水口,进水口和取样口;所述的反应器主体底部设有出水口,所述的反应器主体在反冲排水口下方设有筛网,防止反冲洗过程中固体碳源颗粒的溢出;

其中:

所述的反应器主体上部连接有进水箱,所述的进水箱与反应器主体通过进水口相连接;

所述的反应器主体底部连接有反冲洗水箱,所述的反冲洗水箱连接有出水管,所述的出水口通过导管与反冲洗水箱相连接,所述的出水管同时与反应器主体底部出水口相连接。

所述的出水管上设有第三电磁阀,所述的出水管连接有防虹吸导管。

所述的进水箱连接有计量泵,所述的反冲洗水箱设有反冲水泵。

所述的连接出水口与反冲洗水箱的导管上设有第一电磁阀。

所述的反应器主体底部连接有空压机,所述的空压机设有第二电磁阀。

所述的计量泵,空压机,反冲水泵,第一电磁阀,第二电磁阀与第三电磁阀均连接有时控开关。

采用所述的污水厂尾水总氮的去除装置,进行污水厂尾水总氮去除的方法,包括以下步骤:

(1)取农作物废弃物进行预处理后,作为固相缓释碳源备用;

(2)对反硝化活性污泥进行富集培养;

取反硝化活性污泥采用间歇法进行培养,培养至脱氮率达到70%以上,培养完成;

(3)挂膜与启动:

(3-1)开启污水厂尾水总氮的去除装置,向反应器主体中依次填装级配砾石承托层、滤料层和缓释碳源层,开启进水箱进水,并向反应器主体内投加培养完成的污泥,进行固体碳源挂膜,10~18d后,挂膜完成;

(3-2)时刻监测出水口出水总氮浓度,当出水总氮浓度稳定在1.5mg/L以下时,尾水总氮去除装置启动成功,根据需要,持续进行总氮去除操作,完成脱氮处理,收集脱氮完成获得的清水;

(4)装置反冲洗:

随着尾水总氮去除装置的持续运行,出水效果降低,对滤层进行反冲洗,完成反冲洗,并在反冲洗过程中,通过筛网拦截防止缓释碳源层上浮流出。

所述的步骤(1)中,农作物废弃物为玉米芯、大豆壳和稻秆等中的一种或几种的混合物。

所述的步骤(1)中,农作物废弃物的预处理方式采用以下方式中的一种:一,块状切成1~2cm3的方块,秆类切成长度2~3cm的长条,壳类不做外形处理,洗净烘干使用;二,对其进行粉碎造粒,制成颗粒使用。

所述的步骤(2)中,所述的反硝化活性污泥为城市污水厂的二沉池回流污泥,浓度为1200~5000mg/L;

所述的步骤(2)中,所述的反硝化活性污泥富集培养过程为:取城市污水厂的二沉池回流污泥,闷曝之后,撇去1/4上清液,并加入等量的待处理废水,以后循环进行闷曝、静沉、倒出和进水四个过程;且逐步增大每次倒出的上清液量,缩短每次的闷曝时间,待污泥颜色变为棕黄色,脱氮率达到70%以上,培养完成。

所述的步骤(3-1)中,缓释碳源层、滤料层和砾石承托层各层高度比例为(15~7):(10~5):(3~1),缓释碳源层投加高度不低于0.7m。

所述的步骤(3-1)中,进水采用下向流进水,进水依次通过缓释碳源层、滤料层和砾石承托层。

所述的步骤(3-2)中,脱氮完成获得的清水由出水口进入反冲洗水箱,用于进行反冲洗。

所述的步骤(4)中,所述的反冲洗的进行以出水总氮浓度为控制指标,当出水总氮浓度超过1.5mg/L时,进行反冲洗。

所述的步骤(4)中,所述的反冲洗采用气冲和水冲相结合的方式进行。

所述的步骤(4)中,反冲洗后形成的反冲洗水通过反冲排水口排出反冲洗水,通过安全排放口排出超过安全水位的反冲洗水。

采用所述的污水厂尾水总氮去除的方法,脱氮完成的污水厂尾水总氮去除率达到90%以上,在处理水力负荷≤7.64m3/m2·d条件下,出水总氮浓度能够保持在1.5mg/L以下。

本实用新型的有益效果:

(1)本实用新型的污水厂尾水总氮去除装置通过设置筛网,能够防止缓释碳源层上浮流出,节约原料,降低运行成本;

(2)采用本实用新型的污水厂尾水总氮去除装置,进行氮去除,以农作物废弃物作为固体碳源,具有生物调控释碳性能,动态满足反硝化脱氮对碳源需求,出水总氮浓度稳定在1.5mg/L,同时保证出水COD满足一级A排放标准;

(3)本实用新型的污水厂尾水总氮去除装置在低温(8℃~17℃)条件下,能在10~18d挂膜成功,出水总氮浓度稳定在1.5mg/L以下,总氮去除率达到90%以上,且没有亚硝酸盐的积累现象,实现深度脱氮处理;

(4)本实用新型的污水厂尾水总氮去除装置的反冲洗周期为4~5d,周期较长,有利于节省动力费用;

(5)本实用新型的污水厂尾水总氮去除装置常温下(15℃~23℃)连续运行3个月,在≤7.64m3/m2·d的条件下,污水厂尾水总氮去除装置的出水总氮浓度能够保持在1.5mg/L以下,一次投加可满足长时间深度脱氮处理需求;

(6)采用本实用新型的污水厂尾水总氮去除装置进行氮去除,以农业废弃物作为固体碳源,总脱氮量为1.91KgN/Kg农业废弃物,仅计算投加固体碳源费用,约为0.58~1.2元/KgN,远低于甲醇6.96元/KgN、乙酸钠12.04元/KgN,经济效益明显;

(7)采用本实用新型的污水厂尾水总氮去除装置进行氮去除,既强化低碳氮比污水反硝化脱氮效果,减小有机物投加不当引起二次污染风险,又降低运行成本,实现废物利用。

附图说明:

图1为本实用新型的污水厂尾水总氮的去除装置结构示意图;

其中:1-安全排放口;2-反冲排水口;3-进水箱;4-计量泵;5-进水口;6-时控开关;7-空压机;8-第二电磁阀;9-反冲洗水箱;10-出水管;11-第一电磁阀;12-反冲水泵;13-出水口;14-取样口;15-筛网;16-反应器主体;17-防虹吸导管;18-第三电磁阀;A-缓释碳源层;B-火山岩滤料层;C-承托层;

图2为玉米芯分别在清水和反硝化活性污泥中的释碳速率对比图。

具体实施方式:

下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

以下实施例中:

筛网采用孔宽约3mm的不锈钢丝网;反应器主体为圆柱体,高度为3m;

所述的反硝化活性污泥富集培养过程为:取城市污水厂的二沉池回流污泥,闷曝之后,撇去1/4上清液,并加入等量的待处理废水,以后循环进行闷曝、静沉、倒出和进水四个过程;且逐步增大每次倒出的上清液量,缩短每次的闷曝时间,待污泥颜色变为棕黄色,脱氮率达到70%以上,培养完成。

反应器进水COD为40~60mg/L,总氮浓度为10~20mg/L。

实施例1

一种污水厂尾水总氮的去除装置,其结构示意图如图1所示,包括反应器主体16,其中:

所述的反应器主体16上部侧壁由上向下依次设有安全排放口1,反冲排水口2,进水口5和取样口14;所述的反应器主体16上部连接有进水箱3,所述的进水箱3与反应器主体16通过进水口5相连接,所述的进水箱3连接有计量泵4;

所述的反应器主体16在反冲排水口2下方设置筛网15,防止反冲洗过程中固体碳源颗粒的溢出;

所述的反应器主体16底部设有出水口13;

所述的反应器主体16底部出水管10连接有防虹吸导管17,所述的出水管10上设有第三电磁阀18;

所述的反应器主体16底部连接有反冲洗水箱9,所述的出水口13通过导管与反冲洗水箱9相连接,所述的连接出水口13与反冲洗水箱9的导管上设有第一电磁阀11和反冲水泵12,所述的出水管同时与反应器主体底部出水口相连接;

所述的反应器主体16底部连接有空压机7,所述的空压机7设有第二电磁阀8;

所述的计量泵4,空压机7,反冲水泵12,第一电磁阀11、第二电磁阀8与第三电磁阀18均连接有时控开关6。

采用所述的污水厂尾水总氮的去除装置,进行污水厂尾水总氮去除的方法,包括以下步骤:

(一)取玉米芯切成1~2cm3的方块,用去离子水清洗后,置于65℃的烘箱中烘干24h,待其自然冷却,作为固相缓释碳源备用;

(二)对反硝化活性污泥进行富集培养;

取浓度为3000mg/L的城市污水厂的二沉池回流污泥采用间歇法进行培养,培养至脱氮率达到70%以上,培养完成;

(三)挂膜与启动:

(1)开启污水厂尾水总氮的去除装置,向反应器主体16中依次填装级配砾石承托层C0.2m、滤料层B 0.5m和缓释碳源层A0.7m,向反应器主体16内投加培养完成的污泥0.5L,开启进水箱3进水,控制在低水力负荷3.82m3/m2·d进行固体碳源挂膜,进水采用下向流进水,进水依次通过缓释碳源层A、滤料层B和砾石承托层C,定期监测出水口13的总氮浓度,14d后,总氮达到1.5mg/L以下,尾水总氮去除装置挂膜启动完成;

(2)增加进水水力负荷至4.46m3/m2·d,持续进行总氮去除操作,完成脱氮处理,经测试,出水总氮浓度稳定在1.0mg/L以下,总氮去除率达到94%,且没有亚硝酸盐的积累,出水COD浓度小于50mg/L,收集脱氮完成获得的清水,脱氮完成获得的清水由出水口13进入反冲洗水箱9,用于进行反冲洗;

(四)装置反冲洗:

随着尾水总氮去除装置的持续运行,出水效果降低,当出水总氮浓度超过1.5mg/L时,对滤层进行反冲洗,反冲洗方式为气冲和水冲相结合,完成反冲洗,反冲洗后形成的反冲洗水通过反冲排水口2排出反冲洗水,通过安全排放口1排出超过安全水位的反冲洗水,在反冲洗过程中,通过筛网15拦截防止缓释碳源层A上浮流出。

实施例2

一种污水厂尾水总氮的去除装置,其结构示意图如图1所示,包括反应器主体16,其中:

所述的反应器主体16上部侧壁由上向下依次设有安全排放口1,反冲排水口2,进水口5和取样口14;所述的反应器主体16上部连接有进水箱3,所述的进水箱3与反应器主体16通过进水口5相连接,所述的进水箱3连接有计量泵4;

所述的反应器主体16在反冲排水口2下方设置筛网15,防止反冲洗过程中固体碳源颗粒的溢出;

所述的反应器主体16底部设有出水口13;

所述的反应器主体16底部出水管10连接有防虹吸导管17,所述的出水管10上设有第三电磁阀18;

所述的反应器主体16底部连接有反冲洗水箱9,所述的出水口13通过导管与反冲洗水箱9相连接,所述的连接出水口13与反冲洗水箱9的导管上设有第一电磁阀11和反冲水泵12,所述的出水管同时与反应器主体底部出水口相连接;

所述的反应器主体16底部连接有空压机7,所述的空压机7设有第二电磁阀8;

所述的计量泵4,空压机7,反冲水泵12,第一电磁阀11、第二电磁阀8与第三电磁阀18均连接有时控开关6。

采用所述的污水厂尾水总氮的去除装置,进行污水厂尾水总氮去除的方法,包括以下步骤:

(一)取大豆壳用去离子水清洗后,置于65℃的烘箱中烘干24h,待其自然冷却作为固相缓释碳源备用;

(二)对反硝化活性污泥进行富集培养;

取浓度为1200mg/L的城市污水厂的二沉池回流污泥采用间歇法进行培养,培养至脱氮率达到70%以上,培养完成;

(三)挂膜与启动:

(1)开启污水厂尾水总氮的去除装置,向反应器主体16中依次填装级配砾石承托层C0.1m、滤料层B 0.5m和缓释碳源层A0.7m,向反应器主体16内投加培养完成的污泥2L,开启进水箱3进水,控制在低水力负荷3.82m3/m2·d进行固体碳源挂膜,进水采用下向流进水,进水依次通过缓释碳源层A、滤料层B和砾石承托层C,定期监测出水口13的总氮浓度,12d后,总氮达到1.5mg/L以下,尾水总氮去除装置挂膜启动完成;

(2)增加进水水力负荷至5.10m3/m2·d,持续进行总氮去除操作,完成脱氮处理,经测试,出水总氮浓度稳定在0.5mg/L以下,总氮去除率达到96%,且没有亚硝酸盐的积累,出水COD浓度小于45mg/L,收集脱氮完成获得的清水,脱氮完成获得的清水由出水口13进入反冲洗水箱9,用于进行反冲洗;

(四)装置反冲洗:

随着尾水总氮去除装置的持续运行,出水效果降低,当出水总氮浓度超过1.5mg/L时,对滤层进行反冲洗,反冲洗方式为气冲和水冲相结合,完成反冲洗,反冲洗后形成的反冲洗水通过反冲排水口2排出反冲洗水,通过安全排放口1排出超过安全水位的反冲洗水,在反冲洗过程中,通过筛网15拦截防止缓释碳源层A上浮流出。

实施例3

一种污水厂尾水总氮的去除装置,其结构示意图如图1所示,包括反应器主体16,其中:

所述的反应器主体16上部侧壁由上向下依次设有安全排放口1,反冲排水口2,进水口5和取样口14;所述的反应器主体16上部连接有进水箱3,所述的进水箱3与反应器主体16通过进水口5相连接,所述的进水箱3连接有计量泵4;

所述的反应器主体16在反冲排水口2下方设置筛网15,防止反冲洗过程中固体碳源颗粒的溢出;

所述的反应器主体16底部设有出水口13;

所述的反应器主体16底部出水管10连接有防虹吸导管17,所述的出水管10上设有第三电磁阀18;

所述的反应器主体16底部连接有反冲洗水箱9,所述的出水口13通过导管与反冲洗水箱9相连接,所述的连接出水口13与反冲洗水箱9的导管上设有第一电磁阀11和反冲水泵12,所述的出水管同时与反应器主体底部出水口相连接;

所述的反应器主体16底部连接有空压机7,所述的空压机7设有第二电磁阀8;

所述的计量泵4,空压机7,反冲水泵12,第一电磁阀11、第二电磁阀8与第三电磁阀18均连接有时控开关6。

采用所述的污水厂尾水总氮的去除装置,进行污水厂尾水总氮去除的方法,包括以下步骤:

(一)取稻秆切成长度2~3cm的长条,用去离子水清洗后,置于65℃的烘箱中烘干24h,待其自然冷却,作为固相缓释碳源备用;

(二)对反硝化活性污泥进行富集培养;

取浓度为3000mg/L的城市污水厂的二沉池回流污泥采用间歇法进行培养,培养至脱氮率达到70%以上,培养完成;

(三)挂膜与启动:

(1)开启污水厂尾水总氮的去除装置,向反应器主体16中依次填装级配砾石承托层C 0.3m、滤料层B 0.5m和缓释碳源层A0.7m,向反应器主体16内投加培养完成的污泥0.5L,开启进水箱3进水,控制在低水力负荷3.82m3/m2·d进行固体碳源挂膜,进水采用下向流进水,进水依次通过缓释碳源层A、滤料层B和砾石承托层C,定期监测出水口13的总氮浓度,13d后,总氮达到1.5mg/L以下,尾水总氮去除装置挂膜启动完成;

(2)逐步增加进水水力负荷至7.64m3/m2·d,持续进行总氮去除操作,完成脱氮处理,经测试,出水总氮浓度稳定在1.5mg/L以下,总氮去除率达到90%,且没有亚硝酸盐的积累,出水COD浓度小于35mg/L,收集脱氮完成获得的清水,脱氮完成获得的清水由出水口13进入反冲洗水箱9,用于进行反冲洗;

(四)装置反冲洗:

随着尾水总氮去除装置的持续运行,出水效果降低,当出水总氮浓度超过1.5mg/L时,对滤层进行反冲洗,反冲洗方式为气冲和水冲相结合,完成反冲洗,反冲洗后形成的反冲洗水通过反冲排水口2排出反冲洗水,通过安全排放口1排出超过安全水位的反冲洗水,在反冲洗过程中,通过筛网15拦截防止缓释碳源层A上浮流出。

实施例4

一种污水厂尾水总氮的去除装置,其结构示意图如图1所示,包括反应器主体16,其中:

所述的反应器主体16上部侧壁由上向下依次设有安全排放口1,反冲排水口2,进水口5和取样口14;所述的反应器主体16上部连接有进水箱3,所述的进水箱3与反应器主体16通过进水口5相连接,所述的进水箱3连接有计量泵4;

所述的反应器主体16在反冲排水口2下方设置筛网15,防止反冲洗过程中固体碳源颗粒的溢出;

所述的反应器主体16底部设有出水口13;

所述的反应器主体16底部出水管10连接有防虹吸导管17,所述的出水管10上设有第三电磁阀18;

所述的反应器主体16底部连接有反冲洗水箱9,所述的出水口13通过导管与反冲洗水箱9相连接,所述的连接出水口13与反冲洗水箱9的导管上设有第一电磁阀11和反冲水泵12,所述的出水管同时与反应器主体底部出水口相连接;

所述的反应器主体16底部连接有空压机7,所述的空压机7设有第二电磁阀8;

所述的计量泵4,空压机7,反冲水泵12,第一电磁阀11、第二电磁阀8与第三电磁阀18均连接有时控开关6。

采用所述的污水厂尾水总氮的去除装置,进行污水厂尾水总氮去除的方法,包括以下步骤:

(一)取玉米芯、大豆壳和稻秆混合物,对三者进行粉碎造粒,制成颗粒,作为固相缓释碳源备用;

(二)对反硝化活性污泥进行富集培养;

取浓度为5000mg/L的城市污水厂的二沉池回流污泥采用间歇法进行培养,培养至脱氮率达到70%以上,培养完成;

(三)挂膜与启动:

(1)开启污水厂尾水总氮的去除装置,向反应器主体16中依次填装级配砾石承托层C 0.15m、滤料层B 0.5m和缓释碳源层A0.75m,向反应器主体16内投加培养完成的污泥0.5L,开启进水箱3进水,控制在低水力负荷3.82m3/m2·d进行固体碳源挂膜,进水采用下向流进水,进水依次通过缓释碳源层A、滤料层B和砾石承托层C,定期监测出水口13的总氮浓度,13d后,总氮达到1.5mg/L以下,尾水总氮去除装置挂膜启动完成;

(2)增加进水水力负荷至4.46m3/m2·d,持续进行总氮去除操作,完成脱氮处理,经测试,出水总氮浓度稳定在1.2mg/L以下,总氮去除率达到92%,且没有亚硝酸盐的积累,出水COD浓度小于50mg/L,收集脱氮完成获得的清水,脱氮完成获得的清水由出水口13进入反冲洗水箱9,用于进行反冲洗;

(四)装置反冲洗:

随着尾水总氮去除装置的持续运行,出水效果降低,当出水总氮浓度超过1.5mg/L时,对滤层进行反冲洗,反冲洗方式为气冲和水冲相结合,完成反冲洗,反冲洗后形成的反冲洗水通过反冲排水口2排出反冲洗水,通过安全排放口1排出超过安全水位的反冲洗水,在反冲洗过程中,通过筛网15拦截防止缓释碳源层A上浮流出。

实施例5

一种污水厂尾水总氮的去除装置,其结构示意图如图1所示,包括反应器主体16,其中:

所述的反应器主体16上部侧壁由上向下依次设有安全排放口1,反冲排水口2,进水口5和取样口14;所述的反应器主体16上部连接有进水箱3,所述的进水箱3与反应器主体16通过进水口5相连接,所述的进水箱3连接有计量泵4;

所述的反应器主体16在反冲排水口2下方设置筛网15,防止反冲洗过程中固体碳源颗粒的溢出;

所述的反应器主体16底部设有出水口13;

所述的反应器主体16底部出水管10连接有防虹吸导管17,所述的出水管10上设有第三电磁阀18;

所述的反应器主体16底部连接有反冲洗水箱9,所述的出水口13通过导管与反冲洗水箱9相连接,所述的连接出水口13与反冲洗水箱9的导管上设有第一电磁阀11和反冲水泵12,所述的出水管同时与反应器主体底部出水口相连接;

所述的反应器主体16底部连接有空压机7,所述的空压机7设有第二电磁阀8;

所述的计量泵4,空压机7,反冲水泵12,第一电磁阀11、第二电磁阀8与第三电磁阀18均连接有时控开关6。

采用所述的污水厂尾水总氮的去除装置,进行污水厂尾水总氮去除的方法,包括以下步骤:

(一)取玉米芯和大豆的混合物,进行粉碎造粒,制成颗粒作为固相缓释碳源备用;

(二)对反硝化活性污泥进行富集培养;

取浓度为4000mg/L的城市污水厂的二沉池回流污泥采用间歇法进行培养,培养至脱氮率达到70%以上,培养完成;

(三)挂膜与启动:

(1)开启污水厂尾水总氮的去除装置,向反应器主体16中依次填装级配砾石承托层C 0.1m、滤料层B 1.0m和缓释碳源层A1.5m,开启进水箱3进水,向反应器主体16内投加培养完成的污泥0.5L,开启进水箱3进水,控制在低水力负荷3.82m3/m2·d进行固体碳源挂膜,进水采用下向流进水,进水依次通过缓释碳源层A、滤料层B和砾石承托层C,定期监测出水口13的总氮浓度,18d后,总氮达到1.5mg/L以下,尾水总氮去除装置挂膜启动完成;

(2)逐步增加进水水力负荷至5.10m3/m2·d,持续进行总氮去除操作,完成脱氮处理,经测试,出水总氮浓度稳定在1.0mg/L以下,总氮去除率达到95%,且没有亚硝酸盐的积累,出水COD浓度小于45mg/L,收集脱氮完成获得的清水,脱氮完成获得的清水由出水口13进入反冲洗水箱9,用于进行反冲洗;

(四)装置反冲洗:

随着尾水总氮去除装置的持续运行,出水效果降低,当出水总氮浓度超过1.5mg/L时,对滤层进行反冲洗,反冲洗方式为气冲和水冲相结合,完成反冲洗,反冲洗后形成的反冲洗水通过反冲排水口2排出反冲洗水,通过安全排放口1排出超过安全水位的反冲洗水,在反冲洗过程中,通过筛网15拦截防止缓释碳源层A上浮流出。

实施例6

一种污水厂尾水总氮的去除装置,其结构示意图如图1所示,包括反应器主体16,其中:

所述的反应器主体16上部侧壁由上向下依次设有安全排放口1,反冲排水口2,进水口5和取样口14;所述的反应器主体16上部连接有进水箱3,所述的进水箱3与反应器主体16通过进水口5相连接,所述的进水箱3连接有计量泵4;

所述的反应器主体16在反冲排水口2下方设置筛网15,防止反冲洗过程中固体碳源颗粒的溢出;

所述的反应器主体16底部设有出水口13;

所述的反应器主体16底部出水管10连接有防虹吸导管17,所述的出水管10上设有第三电磁阀18;

所述的反应器主体16底部连接有反冲洗水箱9,所述的出水口13通过导管与反冲洗水箱9相连接,所述的连接出水口13与反冲洗水箱9的导管上设有第一电磁阀11和反冲水泵12,所述的出水管同时与反应器主体底部出水口相连接;

所述的反应器主体16底部连接有空压机7,所述的空压机7设有第二电磁阀8;

所述的计量泵4,空压机7,反冲水泵12,第一电磁阀11、第二电磁阀8与第三电磁阀18均连接有时控开关6。

采用所述的污水厂尾水总氮的去除装置,进行污水厂尾水总氮去除的方法,包括以下步骤:

(一)取大豆壳和稻秆的混合物,对其进行粉碎造粒,制成颗粒作为固相缓释碳源备用;

(二)对反硝化活性污泥进行富集培养;

取浓度为2000mg/L的城市污水厂的二沉池回流污泥采用间歇法进行培养,培养至脱氮率达到70%以上,培养完成;

(三)挂膜与启动:

(1)开启污水厂尾水总氮的去除装置,向反应器主体16中依次填装级配砾石承托层C 0.2m、滤料层B 0.7m和缓释碳源层A0.9m,开启进水箱3进水,向反应器主体16内投加培养完成的污泥1L,开启进水箱3进水,控制在低水力负荷3.82m3/m2·d进行固体碳源挂膜,进水采用下向流进水,进水依次通过缓释碳源层A、滤料层B和砾石承托层C,定期监测出水口13的总氮浓度,18d后,总氮达到1.5mg/L以下,尾水总氮去除装置挂膜启动完成;

(2)逐步增加进水水力负荷至7.64m3/m2·d,持续进行总氮去除操作,完成脱氮处理,,经测试,出水总氮浓度稳定在1.0mg/L以下,总氮去除率达到92%,且没有亚硝酸盐的积累,出水COD浓度小于35mg/L,收集脱氮完成获得的清水,脱氮完成获得的清水由出水口13进入反冲洗水箱9,用于进行反冲洗;

(四)装置反冲洗:

随着尾水总氮去除装置的持续运行,出水效果降低,当出水总氮浓度超过1.5mg/L时,对滤层进行反冲洗,反冲洗方式为气冲和水冲相结合,完成反冲洗,反冲洗后形成的反冲洗水通过反冲排水口2排出反冲洗水,通过安全排放口1排出超过安全水位的反冲洗水,在反冲洗过程中,通过筛网15拦截防止缓释碳源层A上浮流出。

实施例7

本实施例采用的污水厂尾水总氮的去除装置结构示意图如图1所示,具体结构同实施例1~6,本实施例具体操作过程如下,在4组去除装置中,添加级配砾石承托层0.3m,火山岩滤料层0.5m,1#、2#和3#去除装置中填装玉米芯高度分别为0.4m,0.7m和0.9m,接种反硝化活性污泥,进水为人工废水;在第4组去除装置中填装玉米芯高度为0.7m,不接种活性污泥,进水为清水。在水力负荷变化过程中,观察玉米芯的释碳速率变化,玉米芯在清水和反硝化活性污泥中的释碳速率变化对比图,如图2所示;

在去除装置的启动阶段Ⅰ,玉米芯的实际释碳速率仅约为1.16~2.84mg/(g·L·d),而对应的清水释碳速率则为9.44mg/(g·L·d),经过10~18d的挂膜启动,玉米芯实际释碳速率降至约0.39~0.46mg/(g·L·d),而对应的清水释碳速率则跌至0.36mg/(g·L·d);

在阶段Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的负荷提升过程中,玉米芯的实际释碳速率随水力负荷的提高而增大,当水力负荷由3.82m3/m2·d提升到4.46m3/m2·d时,玉米芯的实际释碳速率由0.29~0.41mg/(g·L·d)增加到0.49~0.65mg/(g·L·d),增幅约62.86%;当水力负荷继续提升至5.10m3/m2·d,玉米芯的实际释碳速率由0.32~0.54mg/(g·L·d)增加到0.39~0.54mg/(g·L·d),增幅达8.16%;

阶段Ⅳ水力负荷7.64m3/m2·d条件下,各滤池中固体碳源的释碳速率相差不大,由此看来,玉米芯在反硝化系统内具有生物调控释碳特性。另一方面,与玉米芯相对比的清水释碳速率0.01mg/(g·L·d),玉米芯的物理性释碳量仅占总释碳量的2.33%左右,说明玉米芯的释碳主要是微生物的降解作用。本实用新型中,纤维素降解菌对农作物废弃物的降解释碳与反硝化细菌的脱氮需碳形成动态平衡,保障了运行的稳定性。

以上所述,仅为本实用新型较佳的具体实施方式,但本实用新型的实施方式并不受上述实例限制,保护范围也并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本不脱离本实用新型的核心的情况下,根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思所做的简单的变形、修改、简化等等效的替换方式,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

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