申請(qǐng)日2013.08.20
公開(公告)日2013.11.20
IPC分類號(hào)C02F9/14
摘要
本發(fā)明屬于含氮廢水處理領(lǐng)域，公開了一種利用酸中和殘?jiān)兔撍X污泥處理含氮廢水的系統(tǒng)及方法。該系統(tǒng)包括酸中和殘?jiān)b置和脫水鋁污泥裝置，酸中和殘?jiān)b置設(shè)置在脫水鋁污泥裝置的上方，且酸中和殘?jiān)b置的底部高于脫水鋁污泥裝置的頂部，該酸中和殘?jiān)b置的底部和該脫水鋁污泥裝置的底部通過管道連通，該管道上靠近脫水鋁污泥裝置的位置處設(shè)置有閥門;該系統(tǒng)還包括儲(chǔ)水池，儲(chǔ)水池與所述的酸中和殘?jiān)b置上端連通的管道上設(shè)置有第一水泵、儲(chǔ)水池與脫水鋁污泥裝置上端連通的管道上設(shè)置有第二水泵。本發(fā)明利用酸中和殘?jiān)兔撍X污泥作為反應(yīng)介質(zhì)，通過構(gòu)造兩級(jí)濾池，實(shí)施含氮廢水的交替運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了氨氮和總氮的高效去除。
權(quán)利要求書
1.一種利用酸中和殘?jiān)兔撍X污泥處理含氮廢水的系統(tǒng)，包括酸中和殘?jiān)b置(5)和 脫水鋁污泥裝置(9)，其特征在于，所述的酸中和殘?jiān)b置(5)設(shè)置在所述的脫水鋁污泥裝 置(9)的上方，且所述的酸中和殘?jiān)b置(5)的底部高于所述的脫水鋁污泥裝置(9)的頂 部，該酸中和殘?jiān)b置(5)的底部和該脫水鋁污泥裝置(9)的底部通過管道連通，該管道 上靠近所述的脫水鋁污泥裝置(9)的位置處設(shè)置有閥門(7);
該系統(tǒng)還包括儲(chǔ)水池(1)，所述的儲(chǔ)水池(1)與所述的酸中和殘?jiān)b置(5)上端連通 的管道上設(shè)置有第一水泵(2)、所述的儲(chǔ)水池(1)與所述的脫水鋁污泥裝置(9)上端連通 的管道上設(shè)置有第二水泵(6);
所述的酸中和殘?jiān)b置(5)中的反應(yīng)濾料包括酸中和殘?jiān)?3)，所述的脫水鋁污泥裝置 (9)中的反應(yīng)濾料包括脫水鋁污泥(8)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用酸中和殘?jiān)兔撍X污泥處理含氮廢水的系統(tǒng)，其特 征在于，所述的酸中和殘?jiān)b置(5)和所述的脫水鋁污泥裝置(9)的有效反應(yīng)容積相等， 且所述的酸中和殘?jiān)b置(5)的底部高于所述的脫水鋁污泥裝置(9)的頂部3～5cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種利用酸中和殘?jiān)兔撍X污泥處理含氮廢水的系統(tǒng)，其特 征在于，所述的酸中和殘?jiān)b置(5)中的反應(yīng)濾料上層為酸中和殘?jiān)?3)，下層為鵝卵石(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種利用酸中和殘?jiān)兔撍X污泥處理含氮廢水的系統(tǒng)， 其特征在于，所述的脫水鋁污泥裝置(9)中的反應(yīng)濾料上層為脫水鋁污泥(8)，下層為鵝卵 石(4)。
5.一種利用酸中和殘?jiān)兔撍X污泥處理含氮廢水的方法，其步驟為：
(1)搭建權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，關(guān)閉閥門(7)，所述儲(chǔ)水池(1)中含氮廢水通過第 一水泵(2)進(jìn)入該酸中和殘?jiān)b置(5)，當(dāng)水量達(dá)到酸中和殘?jiān)b置(5)的有效反應(yīng)容積 70%后，關(guān)閉第一水泵(2)，水力停留時(shí)間為10～20h;
(2)污水在酸中和殘?jiān)b置(5)停留后，開啟閥門(7)，酸中和殘?jiān)b置(5)中污水 進(jìn)入所述的脫水鋁污泥裝置(9)，同時(shí)儲(chǔ)水池(1)中含氮廢水通過第二水泵(6)向所述脫 水鋁污泥裝置(9)布水;當(dāng)通過儲(chǔ)水池(1)進(jìn)入脫水鋁污泥裝置(9)的水量達(dá)到該脫水鋁 污泥裝置(9)的有效反應(yīng)容積30%后，關(guān)閉第二水泵(6)，水力停留時(shí)間為8～24h，最后， 開啟所述的脫水鋁污泥裝置(9)底部的出水口(10)排凈所述脫水鋁污泥裝置(9)中的污 水。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種利用酸中和殘?jiān)兔撍X污泥處理含氮廢水的方法，其特 征在于，通過所述儲(chǔ)水池(1)布入所述酸中和殘?jiān)b置(5)和脫水鋁污泥裝置(9)的含氮 污水水力負(fù)荷相同，水力負(fù)荷范圍為0.4～1.0m3m-2d-1。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種利用酸中和殘?jiān)兔撍X污泥處理含氮廢水的方法，其特 征在于，在所述的步驟(1)之前，對(duì)反應(yīng)介質(zhì)酸中和殘?jiān)?3)和脫水鋁污泥(8)進(jìn)行預(yù)處 理，預(yù)處理方式為：將兩種濾料分別在110℃下烘干，研磨，再篩網(wǎng)過篩選取粒徑小于63μm 的酸中和殘?jiān)?3)和粒徑小于0.25mm的脫水鋁污泥(8)作為反應(yīng)濾料。
說明書
一種利用酸中和殘?jiān)兔撍X污泥處理含氮廢水的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于含氮廢水處理領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種綜合利用酸中和殘?jiān)懊撍X污 泥作為濾料處理含氮廢水的系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)
近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，人民生活水平逐步提高。但與此同時(shí)，人類的生產(chǎn) 和生活也給賴以生存的環(huán)境帶來了一定的負(fù)面影響，氮素污染問題就是其中的一個(gè)重點(diǎn)。氮 素是污水中的眾多污染物中關(guān)注度最高、轉(zhuǎn)化最復(fù)雜的成分之一。水體作為一個(gè)重要氮匯， 正因?yàn)榈?氨氮和總氮為主)不斷輸入而飽和超載，其中畜禽養(yǎng)殖和農(nóng)村生活污水是很多 流域污染的主要來源，污水中的氮導(dǎo)致水體生態(tài)系統(tǒng)多樣性的急劇下降和頻現(xiàn)的河湖富營(yíng)養(yǎng) 化，因此急需構(gòu)建適合畜禽養(yǎng)殖規(guī)模和農(nóng)村分散式污水特點(diǎn)的含氮廢水處理系統(tǒng)。如何高效 去除其中的氨氮和總氮成為科研工作者面臨的一項(xiàng)重要課題。
針對(duì)農(nóng)村生活污水和畜禽養(yǎng)殖廢水的水質(zhì)特點(diǎn)，目前采用的處理工藝主要有生態(tài)化處理 和生物反應(yīng)器模式。生態(tài)化處理模式主要包括人工濕地系統(tǒng)、土地處理系統(tǒng)、穩(wěn)定塘系統(tǒng)和 藻類塘系統(tǒng)，此種類型技術(shù)建設(shè)費(fèi)用、運(yùn)行成本低廉，但需要占用較大的土地資源;生物反 應(yīng)器處理模式主要包括厭氧生物濾池、生物接觸氧化池、凈化槽技術(shù)和厭氧好氧組合工藝， 此類型技術(shù)占地少，工藝運(yùn)行可控，但工藝復(fù)雜、建設(shè)和運(yùn)行費(fèi)用較高。因此急需研制同時(shí) 具有占地面積小、工藝簡(jiǎn)單和運(yùn)行成本低特點(diǎn)的去除氨氮和總氮工藝。
水處理中濾料是生化反應(yīng)技術(shù)的核心，其性能的好壞直接影響污水處理過程的效率、能 耗、可靠性和穩(wěn)定性，已有的報(bào)道利用土壤、礦物垃圾、陶粒、沸石等作為填料處理農(nóng)村或 畜禽養(yǎng)殖廢水。這些材料成本低、易獲得，對(duì)污水中的磷和有機(jī)物有較高的去除率，但是脫 氮效果不理想。脫水鋁污泥是一種新興的人工濕地填料，通過存在于其上的硝化和反硝化菌 對(duì)污水脫氮發(fā)揮作用，對(duì)畜禽養(yǎng)殖廢水脫氮效率高達(dá)80%。但是此種單一濾料濾池在運(yùn)行過 程中使用曝氣機(jī)提高了運(yùn)行成本，不利于節(jié)能減耗。此外，酸中和殘?jiān)摰难芯恐幌抻诘?表水，氮素以反硝化形式和吸附到濾料中天然有機(jī)物上而去除，鮮有利用其處理含氮污水的 報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容
1.要解決的技術(shù)問題
針對(duì)各種現(xiàn)有的含氮廢水處理技術(shù)不能兼具成本低廉、工藝簡(jiǎn)單的技術(shù)優(yōu)勢(shì)的問題，本 發(fā)明提供了一種利用酸中和殘?jiān)兔撍X污泥處理含氮廢水的系統(tǒng)及方法，它充分發(fā)揮酸中 和殘?jiān)兔撍X污泥協(xié)同作用機(jī)制，實(shí)現(xiàn)了氨氮和總氮的高效去除。
2.技術(shù)方案
本發(fā)明的原理：采用酸中和殘?jiān)秃兔撍X污泥作為復(fù)合濾池濾料，利用基質(zhì)固體表面 的吸附和離子交換，以及濾料中的脫氮功能菌去除污水中的氨氮和總氮，同時(shí)通過在兩級(jí)濾 池之間增加二次布水和適當(dāng)延長(zhǎng)停留時(shí)間的方式改變工藝條件。總體上，此系統(tǒng)結(jié)合兩種濾 料的結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)，配以適當(dāng)?shù)倪\(yùn)行條件達(dá)到對(duì)含氮污水的高效去除。
本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
一種利用酸中和殘?jiān)兔撍X污泥處理含氮廢水的系統(tǒng)，包括酸中和殘?jiān)b置和脫水鋁 污泥裝置，所述的酸中和殘?jiān)b置設(shè)置在所述的脫水鋁污泥裝置的上方，且所述的酸中和殘 渣裝置的底部高于所述的脫水鋁污泥裝置的頂部，該酸中和殘?jiān)b置的底部和該脫水鋁污泥 裝置的底部通過管道連通，該管道上靠近所述的脫水鋁污泥裝置的位置處設(shè)置有閥門;
該系統(tǒng)還包括儲(chǔ)水池，所述的儲(chǔ)水池與所述的酸中和殘?jiān)b置上端連通的管道上設(shè)置有 第一水泵、所述的儲(chǔ)水池與脫水鋁污泥裝置上端連通的管道上設(shè)置有第二水泵;
所述的酸中和殘?jiān)b置中的反應(yīng)濾料包括酸中和殘?jiān)�，所述的脫水鋁污泥裝置中的反應(yīng) 濾料包括脫水鋁污泥。
優(yōu)選地，所述的酸中和殘?jiān)b置和所述的脫水鋁污泥裝置的有效反應(yīng)容積相等，且所述 的酸中和殘?jiān)b置的底部高于所述的脫水鋁污泥裝置的頂部3～5cm。
優(yōu)選地，所述的酸中和殘?jiān)b置中的反應(yīng)濾料上層為酸中和殘?jiān)聦訛轾Z卵石。
優(yōu)選地，所述的脫水鋁污泥裝置中的反應(yīng)濾料上層為脫水鋁污泥，下層為鵝卵石。
一種利用酸中和殘?jiān)兔撍X污泥處理含氮廢水的方法，其步驟為：
(1)搭建上述的系統(tǒng)，關(guān)閉閥門，所述儲(chǔ)水池中含氮廢水通過第一水泵進(jìn)入該酸中和殘 渣裝置，當(dāng)水量達(dá)到酸中和殘?jiān)b置的有效反應(yīng)容積70%后，關(guān)閉第一水泵，水力停留時(shí)間 為10～20h;
(2)污水在酸中和殘?jiān)b置停留后，開啟閥門，酸中和殘?jiān)b置中污水進(jìn)入所述的脫水 鋁污泥裝置，同時(shí)儲(chǔ)水池中含氮廢水通過第二水泵向所述脫水鋁污泥裝置布水;當(dāng)通過儲(chǔ)水 池進(jìn)入脫水鋁污泥裝置的水量達(dá)到該脫水鋁污泥裝置有效反應(yīng)容積30%后，關(guān)閉第二水泵， 水力停留時(shí)間為8～24h，最后，開啟所述的脫水鋁污泥裝置底部的出水口排凈所述脫水鋁污 泥裝置中的污水。
優(yōu)選地，通過所述儲(chǔ)水池布入所述酸中和殘?jiān)b置和脫水鋁污泥裝置的含氮污水水力負(fù) 荷相同，水力負(fù)荷范圍為0.4～1.0m3m-2d-1。
優(yōu)選地，在所述的步驟(1)之前，對(duì)反應(yīng)介質(zhì)酸中和殘?jiān)兔撍X污泥進(jìn)行預(yù)處理，預(yù) 處理方式為：將兩種濾料分別在110℃下烘干，研磨，再篩網(wǎng)過篩選取粒徑小于63μm的酸中 和殘?jiān)土叫∮?.25mm的脫水鋁污泥作為反應(yīng)濾料。
3.有益效果
相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：
(1)本發(fā)明提出的含氮廢水處理系統(tǒng)和方法，利用酸中和殘?jiān)兔撍X污泥作為反應(yīng)介 質(zhì)，利用兩種工業(yè)固體廢棄物的特點(diǎn)，發(fā)揮其協(xié)同作用對(duì)含氮廢水進(jìn)行處理，通過構(gòu)造兩級(jí) 濾池，實(shí)施含氮廢水的交替運(yùn)行，在低能耗、低建設(shè)運(yùn)行成本的前提下，實(shí)現(xiàn)了氨氮和總氮 的高效去除，屬于含氮廢水生物反應(yīng)器組合新技術(shù);
(2)本發(fā)明的系統(tǒng)和方法再生利用酸中和殘?jiān)懊撍X污泥，這兩種填料便于掛膜和脫 氮菌發(fā)揮活性，同時(shí)酸中和殘?jiān)b置及脫水鋁污泥裝置的兩級(jí)構(gòu)造利于硝化;此外，分流量 二次布水補(bǔ)充了進(jìn)水中的碳源，裝置之間上流式布水方式增加了污水與填料之間的接觸面積， 上述措施保證了足夠的碳源進(jìn)行反硝化，使得含氮廢水得到更加充分的處理;
(3)本發(fā)明所選材料成本低廉、效果顯著，尤其適合含氮畜禽養(yǎng)殖和農(nóng)村生活污水處理， 具有較大的市場(chǎng)前景和推廣應(yīng)用價(jià)值。
