一种用于污水深度处理的速分生物处理装置的制作方法

1.本发明属于水处理领域，具体涉及一种用于污水深度处理的速分生物处理装置。


背景技术：

2.随着社会经济的高速发展，水环境污染的问题愈发突出，相关政策文件也不断出台，以持续增强水污染治理的力度。因此污水的深度处理已成为主流趋势。
3.现阶段的生活污水经污水处理厂处理后通常可达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(gb18918-2002)一级a标准，之后排入下游水体；工业废水则通常达到《污水综合排放标准》（gb8978-1996）或《污水排入城镇下水道水质标准》（gb/t 31962-2015）后排入下游污水处理厂处理。在目前环保力度不断增强的背景下，上述排放标准已难以满足整个水环境治理的需求，必须进一步提升污水的深度处理水平。
4.污水深度处理时，通常需要面临cod难降解、c/n比低下的问题。目前行业内针对污水深度处理的技术主要包括：生物滤池法、离子交换法、高级氧化法和膜分离法。对于单一技术而言，生物滤池法易污堵、反洗强度大、填料易流失、运行能耗较高；离子交换法受交换容量限制，处理量较低且再生成本高，再生过程易产生二次污染；高级氧化法适用性广且无二次污染，但处理成本高；膜分离法存在膜污染及膜更换问题，成本高，且膜分离产生的浓缩液需二次处理。在实际处理过程中，通常需要结合上述2种及以上的技术，才可真正实现污水的深度处理，但整体处理流程复杂，成本较高。
5.为了高效经济地解决上述污水深度处理过程中存在的问题，提出本发明设计方案。


技术实现要素：

6.为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种用于污水深度处理的速分生物处理装置。所述装置能够对污水中cod、氨氮、总氮、总磷、悬浮物等污染物实现稳定高效的去除，同时解决了现有污水深度处理技术流程复杂、存在二次污染、运行不稳定、能耗高、成本高等问题，从而实现了对污水经济高效的深度处理。所述装置尤其适用于cod难降解、低c/n比工业废水的深度处理和水质提升。
7.本发明的方案是提供一种用于污水深度处理的速分生物处理装置，包括一个实体部件，所述实体部件的内部从下至上依次设置的铁碳微电解层、缓释碳源厌氧层、过渡层和好氧层。
8.优选地，所述铁碳微电解层设置铁碳多孔填料，所述铁碳多孔填料的主要成分为铁粉和碳粉，其中铁、碳的重量比为1:2~1:5。更具体的，所述铁碳多孔填料由铁基材料、碳基材料和催化剂经干燥、烧结而成型，所述铁碳多孔填料粒径为10~30mm，填充率为50~90%。
9.优选地，所述缓释碳源厌氧层设置缓释碳源填料，所述缓释碳源填料即为可生物降解聚合物（为天然纤维素和/或人工合成可生物降解聚合物），尺寸为10~30mm的块状填料，缓释碳源填料填充率为50~90%。
10.优选地，所述过渡层和好氧层的底部均设置曝气管。
11.优选地，所述过渡层、所述好氧层中均设置速分生物球（底部均设有曝气管），所述速分生物球采用多孔的空心球，球体直径为60~160mm，填充率50~80%，所述多孔空心球内部包含亲水性聚氨酯块状填充材料；所述块状填充材料粒径为10~30mm，填充率为60~90%。
12.在进行污水的深度处理时，将待处理的污水引入至所述速分生物处理装置进行处理，依次通过所述铁碳微电解层、所述缓释碳源厌氧层、所述过渡层和所述好氧层，可实现污水深度处理。
13.为便于理解本发明，对本发明的速分生物处理装置及相应工艺进行如下说明：（1）当待处理污水从底部进入所述速分生物处理装置时，首先进入铁碳微电解层，其中由于fe和c之间存在1.2v的电极电位差，大量的铁碳多孔填料球之间形成的电场，在电解的作用下，阴极产生大量新生态的[h]和[o]，生成的活性成分（[h]和[o]）与废水中的诸多组分发生氧化还原反应，使有机大分子发生断链降解，将难降解的有机物初步分解成可被微生物吸收利用的小分子有机物，可有效解决污水中cod难降解的问题，同时可减少后续厌氧层源的投加，降低处理成本。所述铁碳材料还可以强化污水中总磷的去除，提升出水水质。
[0014]
（2）紧接着污水进入缓释碳源厌氧层，其中的缓释碳源和水中的有机物共同作为硝酸盐还原的电子供体，将水中的硝酸盐转化成氮气，可有效减少外加碳源的使用量，减少药剂成本。同时还预留碳源投加装置，可针对废水的水质变化调整c/n，保障水质稳定的同时，提升药剂利用率，进一步减少外部碳源投加。缓释碳源在消耗完毕后，无二次残留，可直接通过填料填充孔进行补充。
[0015]
（3）紧接着污水进入过渡层，过渡层能根据废水水质变化情况进行功能区切换，当废水中cod较高，总氮较低时，过渡层将开启底部曝气，通过3~5天适应期可转化为好氧层，能够快速去除水中的cod及氨氮。当废水中cod较低，总氮较高时，过渡层将关闭曝气，作为厌氧/缺氧层，进一步强化脱氮。
[0016]
（4）紧接着污水进入好氧层，由曝气管提供氧气，在好氧环境中，水中的氨氮，由亚硝酸菌把氨氮转化成亚硝酸氮，再由硝酸菌继续把亚硝酸氮转化成硝酸氮氧化成硝态氮，出水部分用于回流，通过回流泵抽至铁碳微电解层底部，再次进行难降解有机物、总氮的深度处理，装置出水达标排放。
[0017]
本发明的有益效果为：（1）本发明适用性广，针对生活污水、工业废水等污水中的cod、氨氮、总氮、总磷、悬浮物等污染物，均可进行稳定高效处理，实现对污水的水质提升。本发明尤其适用于cod难降解、低c/n比工业污水的深度处理。
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（2）本发明通过高度集成的多功能一体化设备，高效、经济、环境友好地实现了污水深度处理，解决了现有处理技术流程复杂、存在二次污染、运行不稳定、能耗高、成本高等问题。
附图说明
[0019]
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]
图1是本发明所述速分生物处理装置的结构示意图。
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图2是沿图1中a-a线的剖视图。
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图3是沿图1中b-b线的剖视图。
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图中附图标记为：1-速分生物处理装置；11-铁碳微电解层；12-缓释碳源厌氧层；121-填料补充口；13-过渡层；14-好氧层；15-过水隔板；16-集泥斗；17-排泥管；18-进水管；19-出水管。
具体实施方式
[0024]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
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实施例1本实施例提供一种用于污水深度处理的速分生物处理装置，参考图1，所述速分生物处理装置1包括从下至上依次设置的铁碳微电解层11、缓释碳源厌氧层12、过渡层13和好氧层14。
[0026]
实施例2本实施例提供一种用于污水深度处理的工艺，包括如下步骤：（1）参考图2，将待处理污水从底部的进水管18引入至所述速分生物处理装置1，依次通过所述铁碳微电解层11、所述缓释碳源厌氧层12、所述过渡层13和所述好氧层14；其中，所述铁碳微电解层11设置铁碳多孔填料球；所述铁碳多孔填料球中铁、碳的重量比为1:2；所述铁碳多孔填料球粒径为10mm，填充率为50%；所述缓释碳源厌氧层12填充10mm可生物降解聚合物块状填料，填充率为80%。并且所述缓释碳源厌氧层12还设置填料补充口121，所用填料补充口121能够更方便地更换缓释碳源填料；所述过渡层13和好氧层14的底部均设置曝气管，所述过渡层13和好氧层14均设置速分生物球，球体直径60mm，填充率80%。所述速分生物球内部包含亲水性聚氨酯块状填充材料，材料尺寸为20mm，填充率60%；（2）参考图1、图2和图3，需要强调的是，在速分生物处理装置1中，每层底部设置过水隔板15，一方面提供支撑作用，另一方面用于通过填料球上脱落的老化生物膜及废水中的悬浮物等。铁碳微电解层11还设有集泥斗16和排泥管17，收集并排除填料层底部堆积的污泥。铁碳微电解层11、缓释碳源厌氧层12底部还设置反冲洗气管，用于促进老化生物膜、污泥脱落。过渡层13和好氧层14底部设有曝气管，为系统好氧反应进行充氧曝气，同时优化内部流动场的分布，避免板结。反冲洗气管、曝气管外部连接风机。
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污水经本实施例处理前、后的各项指标如表1所示。
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表1 处理前后水质指标
实施例3本实施例提供一种用于污水深度处理的工艺，本实施例与实施例2的区别在于，本实施例所述铁碳多孔填料球中铁、碳的重量比为1:5；所述铁碳多孔填料球粒径为30mm，填充率为80%；所述球状填充材料的球体直径为120mm，填充率为80%，球体内部聚氨酯块状填充材料尺寸为10mm，填充率为90%。其余操作及设置与实施例2相同。
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实施例4本实施例提供一种用于污水深度处理的工艺，所述来水为某工业园区企业产生的废水尾水，其操作步骤与实施例3相同，所述污水处理前、后的各项指标如表2所示。
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表2 处理前后水质指标以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。