高新城市污水处理厂尾水深度净化组合装置及操作技术

专利名称:高新城市污水处理厂尾水深度净化组合装置及操作技术
技术领域
本发明涉及一种污水处理装置,特别是一种针对城市污水处理厂尾水深度净化的
组合装置。
背景技术
在当今水资源日趋短缺的背景下,污水回用已成为解决水资源短缺的重要途径, 并在各国得到广泛关注。城市尾水作为稳定的水源,如果根据尾水特征加以深度处理,并作为城市的二次水源进行回用,势必可以缓解目前我国诸多城市所面临的水危机问题。但是, 目前城市尾水的处理还存在以下问题亟待解决。首先,已有的城市尾水深度处理工艺,主要包括滤料物理过滤,但出水水质较差;利用化学沉淀或氧化剂氧化法容易产生二次污染,且费用相对较高,目前对大多数深度处理厂都很难维持长期运行;单纯采用超滤膜技术对小分子量有机物和营养盐去除效果有限,纳滤和反渗透虽可以达到很高的净化效果,但是膜压控制要求高,能耗也比较高,因膜容易阻塞和污染,对预处理要求严,不便于维护管理,因此不适于城市尾水深度处理。其次,由于城市尾水中同时含有多种成分污染物,依靠上述单一的处理方法并不能确保有高质量的出水。

发明内容
本发明的目的是提供一种结构合理、处理成本低、效果好、维护简单的城市污水处理厂尾水深度净化装置及操作方法。本发明装置由间歇曝气活性炭生物滤池和立体S型沟道植物浮床组合构成,所述间歇曝气活性炭生物滤池通过出水管与所述立体S型沟道植物浮床的上层沟道相连通。所述间歇曝气活性炭生物滤池包括进水管、溢流排空管、间歇曝气管、反冲洗管、 出水管、活性炭填料层和承托层,生物活性炭层和承托层界面设置上层、中间层和下层三个蹄板。所述承托层填充粒径l_3cm的砾石,活性炭生物滤池填充粒径l_3mm的颗粒活性炭。所述上层和中间层筛板的孔径小于1mm,反洗时可以阻挡生物活性炭层中颗粒流出,还可以阻挡进水中大颗粒悬浮物质进入生物活性炭层。所述下层筛板的孔径为2_3mm。所述立体S型沟道植物浮床由上层S型沟道、下层S型沟道、出水连接管和立体S 型沟道支架组成。所述立体S型沟道植物浮床的上下层S型沟道内种植黑麦草。用带孔扣板将植物固定在所述立体S型沟道内。城市污水处理厂尾水深度净化组合装置的操作方法,包括如下步骤城市尾水由安装在上部的进水管进入间歇曝气活性炭生物滤池,根据尾水水质情况启动间歇曝气装置,从滤池底部进行间歇曝气。尾水经活性炭生物滤层经承托层从滤池的底部通过管道连接直接进入立体S型植物系统沟道上部,经过两道浮床系统处理后出水进入下层S型沟道, 同样再经过下层两道植物浮床系统处理后出水。城市尾水由安装在上部的进水管进入间歇曝气活性炭生物滤池,从滤池底部进行间歇曝气,以控制滤池内溶解氧的浓度利于微生物在生物滤池内实现同步硝化和反硝化脱氮作用。城市尾水中污染物会通过活性炭吸附截留作用,以及附着于活性炭表面及孔隙中的生物膜完成污染物的吸附、转化、降解,并在局部厌氧区实现脱氮过程。有益效果本发明利用了间歇曝气活性炭生物滤池与立体植物浮床系统组合。利用该组合系统可以起到对不同污染物逐级去除的目的。利用间歇曝气活性炭生物滤池可以对尾水中的固体悬浮物和有机物起到截留分解作用,同时可部分去除营养物质,而且由于其占地面积小适合建在厂内,便于维护管理。由于城市尾水中的碳源不足,需要通过间歇曝气的方式控制滤池中的溶解氧浓度,方可实现微生物同步硝化和反硝化作用。经间歇曝气生物滤池后没有被去除的营养物质,可以借助适合建立在厂外的植物系统对其中污染物进一步吸收利用,确保有高质量的出水水质。植物可以吸收城市尾水中的氨态氮,硝态氮和溶解性的磷酸盐等营养物质。收获的植物还可以用以实现产沼气,作为牲畜牧草,植被绿化等资源化过程。综上所述,本发明具有处理效果好,占地面积小,维护方便,处理成本低,无二次污染,可资源化等特点,还可以根据污水的水质特征及再生回用要求更换不同的滤料和植物浮床材料,因而具有操作灵活,便于对多种污染水体进行净化的特点。

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。图1是间歇曝气活性炭生物滤池纵剖示意图;图2是立体S型沟道植物浮床纵剖示意图。
具体实施例方式城市尾水深度净化组合系统包括了间歇曝气活性炭生物滤池(图1)和立体S型沟道植物浮床(图幻。图例中间歇曝气活性炭生物滤池6由进水管1、溢流排空管2、间歇曝气管3、反冲洗管4、出水管5、活性炭填料层7和承托层8组成,承托层8填充粒径l-3cm 的砾石,活性炭填料层7填充粒径l_3mm的颗粒活性炭,活性炭层7与承托层8之间的界面设置三个筛板10。最上层和中间层筛板孔径小于1mm,反冲洗时可以阻挡7中颗粒流出,还可以阻挡进入水中大颗粒悬浮物质进入7。下层筛板孔径为2-3mm。污水处理厂尾水由间歇曝气活性炭生物滤池6上方的进水管1进入间歇曝气活性炭生物滤层7,经截留、吸附、氧化分解等净化作用去除水中污染物质,可根据水质状况间歇曝气调节溶解氧浓度。可以用带孔扣板将黑麦草固定种植在立体S型沟道植物浮床的沟道11、12内。处理后的水经出水管5进入立体S型沟道植物浮床的上层S型沟道11,经出水连接管13进入下层S型沟道 12,去除水中的氮和磷等营养物质,处理出水由出水管排放。14为立体S型沟道支架。实例1 实施对城镇二级污水处理厂尾水进行深度净化处理,其出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放二级标准。主要水质指标参数为总氮浓度为观 40mg/L,总磷浓度为 2. 5 3mg/L, COD 浓度为 60 80mg/L, SS 浓度为 25 30mg/L。对此尾水进行深度处理过程中调节间歇曝气活性炭生物滤池的曝气量保持在4L/ h,曝气周期为曝气15min/停45min,水力停留时间为4h ;平均流速为2L/min ;立体S型沟道植物浮床平均停留时间为5天;整个处理过程中装置运行正常,生物滤池无堵塞现象,浮床植物生长正常。处理结果表明在稳定运行期间,该城市尾水经本发明组合装置深度处理后,出水水质如下总氮浓度小于1. 5mg/L,总磷浓度小于0. 3mg/L, COD小于8mg/L,SS小于0. 2mg/ L0各指标出水水质优于《地表水环境质量标准》(GB3838-20(^)IV类水质标准。实例2 实施对城镇二级污水处理厂尾水进行处理,其出水水质达到城镇污水处理厂污染物排放一级B标准,主要水质指标总氮浓度为15 20mg/L,总磷浓度为1 1. 5mg/L, COD 为 50 60mg/L, SS 为 10 20mg/L。实施该尾水深度净化处理过程中间歇曝气活性炭生物滤池的间歇曝气量保持在 2L/h,曝气周期为曝气IOmin/停lh,水力停留时间为池。平均流速为4L/min,立体S型沟道植物浮床平均停留时间为5天;整个处理过程中装置运行正常,生物滤池无堵塞现象,浮床植物生长正常。城市尾水经本发明组合装置深度净化处理后,其出水水质总氮浓度小于lmg/L,总磷浓度达到了 0. 2mg/L以下,COD降到5mg/L以下,SS为0. 04mg/L以下。出水水质优于《地表水环境质量标准》(GB3838-20(^)III类水质标准。
权利要求
1.一种城市污水处理厂尾水深度净化组合装置,由间歇曝气活性炭生物滤池和立体 S型沟道植物浮床组合构成,其特征在于,间歇曝气活性炭生物滤池通过出水管连接立体S 型沟道植物浮床。
2.如权利要求1所述的城市污水处理厂尾水深度净化组合装置,其特征在于,间歇曝气活性炭生物滤池包括进水管、溢流排空管、间歇曝气管、反冲洗管、出水管、活性炭填料层和承托层,生物活性炭层和承托层界面设置上层、中间层和下层三个筛板。
3.如权利要求2所述的城市污水处理厂尾水深度净化组合装置,其特征在于,所述承托层填充粒径为l_2cm的砾石,所述生物活性炭层填充粒径为l_3mm的颗粒活性炭。
4.如权利要求2所述的城市污水处理厂尾水深度净化组合装置,其特征在于,所述上层和中间层筛板的孔径在Imm以下,所述下层筛板的孔径为2-3mm。
5.如权利要求1所述的城市污水处理厂尾水深度净化组合装置,其特征在于,所述立体S型沟道植物浮床由上层S型沟道、下层S型沟道、出水连接管和立体S型沟道支架组成。
6.如权利要求1或5所述的城市污水处理厂尾水深度净化组合装置,其特征在于,所述立体S型沟道植物浮床种植黑麦草。
7.如权利要求1或5所述的城市污水处理厂尾水深度净化组合装置,其特征在于,用带孔扣板将植物固定在所述立体S型沟道内。
8.如权利要求1所述的城市污水处理厂尾水深度净化组合装置的操作方法,包括如下步骤城市尾水由安装在上部的进水管进入间歇曝气活性炭生物滤池,根据尾水水质情况启动间歇曝气装置,从滤池底部进行间歇曝气;尾水经活性炭生物滤层经承托层从滤池的底部通过管道连接直接进入立体S型植物系统沟道上部,经过两道浮床系统处理后出水进入下层S型沟道,同样再经过下层两道植物浮床系统处理后出水。
全文摘要
本发明公开了一种城市污水处理厂尾水深度净化组合装置及操作方法,属于污水处理技术领域。该装置由间歇曝气活性炭生物滤池和立体S型沟道植物浮床两部分组成。间歇曝气活性炭生物滤池从上到下依次为进水管、生物活性炭层、承托层、出水管和曝气管等组件。立体S型沟道植物浮床由上下两层S型沟道组成,植物浮床采用带孔扣板,便于安装和植物根系生长。利用间歇曝气活性炭生物滤池可以对尾水中的固体悬浮物和有机物起到截留分解作用,同时可部分去除营养物质。立体S型沟道植物浮床可以进一步吸收尾水中的营养物质。该组合装置根据污水的水质特征及再生回用要求可更换不同的滤料和植物浮床材料,操作灵活,具有对多种污染水体进行净化的特点。
文档编号C02F3/32GK102249500SQ20111019818
公开日2011年11月23日 申请日期2011年7月15日 优先权日2011年7月15日
发明者刘俊新, 常会庆 申请人:中国科学院生态环境研究中心

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