公布日：2022.04.26
申請日：2021.12.28
分類號：C02F9/14(2006.01)I;C02F3/10(2006.01)I
摘要
本發(fā)明公開了一種高鹽難降解污水的深度處理裝置，包括：生物活性炭反應(yīng)器，生物活性炭反應(yīng)器內(nèi)由下及上依次設(shè)置濾板、承托層、生物活性炭層，濾板上分布有濾帽，承托層內(nèi)設(shè)置曝氣單元，生物活性炭層中設(shè)置活性炭及生物菌群，位于生物活性炭層的上側(cè)還設(shè)置出水單元；生物活性炭反應(yīng)器內(nèi)位于濾板下側(cè)的底部容腔還連接有用于送入污水的進水管；砂濾反應(yīng)器，砂濾反應(yīng)器的進口與出水單元連通，砂濾反應(yīng)器上還設(shè)置凈化水出口；反洗單元，反洗單元與生物活性炭反應(yīng)器的底部容腔連通、還與砂濾反應(yīng)器連通。同時還提供了相應(yīng)的深度處理工藝。本發(fā)明高鹽難降解污水的深度處理裝置及工藝對污水的處理效果優(yōu)異、能耗低、且操作成本低。
權(quán)利要求書
1.一種高鹽難降解污水的深度處理裝置，其特征在于，包括：生物活性炭反應(yīng)器，所述生物活性炭反應(yīng)器內(nèi)由下及上依次設(shè)置濾板、承托層、生物活性炭層，所述承托層內(nèi)設(shè)置曝氣單元，所述生物活性炭層中設(shè)置活性炭及生物菌群，位于生物活性炭層的上側(cè)還設(shè)置出水單元；所述生物活性炭反應(yīng)器內(nèi)位于濾板下側(cè)的底部容腔還連接有用于送入污水的進水管；砂濾反應(yīng)器，所述砂濾反應(yīng)器的進口與所述出水單元連通，所述砂濾反應(yīng)器上還設(shè)置凈化水出口；反洗單元，所述反洗單元與所述生物活性炭反應(yīng)器的底部容腔連通，用于由下及上對所述生物活性炭反應(yīng)器進行反沖洗；所述反洗單元還與所述砂濾反應(yīng)器連通，用于對砂濾反應(yīng)器進行反沖洗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鹽難降解污水的深度處理裝置，其特征在于：所述生物活性炭層采用塊狀活性炭，且所述塊狀活性炭的粒徑為1-3mm，表面耐磨強度為90-95％；所述塊狀活性炭采用中孔以上的孔徑比例大于75％、大孔孔徑的孔徑比例大于30％，比表面積為800-1200m2/g，孔隙容積為1.2-1.6mL/g，堆積密度為0.45-0.55g/cm3的活性炭，其中，中孔的孔徑為2-50nm、大孔的孔徑大于50nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鹽難降解污水的深度處理裝置，其特征在于：所述生物活性炭層的生物菌群含芽孢桿菌和硝化菌；其中，控制芽孢桿菌的含量不低于40％，硝化菌的含量不低于15％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鹽難降解污水的深度處理裝置，其特征在于：所述曝氣單元包括在承托層內(nèi)均勻分布的微孔曝氣器，所述微孔曝氣器通過氧氣輸送管道與外部氧氣源連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鹽難降解污水的深度處理裝置，其特征在于：所述出水單元包括在所述生物活性炭層上方設(shè)置的出水堰，及設(shè)于出水堰上方的出水槽，所述出水槽設(shè)置一槽頂及位于槽頂下方的槽壁，且所述出水槽罩設(shè)于所述出水堰的外周；所述出水單元的出水槽通過出水管道連接至中間池；所述中間池與所述砂濾反應(yīng)器連通，所述砂濾反應(yīng)器的凈化水出口連接至出水池。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高鹽難降解污水的深度處理裝置，其特征在于：所述反洗單元包括分別與濾板下側(cè)的容腔連通的第一反洗水管、第一反洗氣管、放空管、以及設(shè)于所述生物活性炭層上方的第一反洗水外排管、第一反洗氣外排管，所述第一反洗水管的進水口與所述中間池連通；所述反洗單元還包括與所述砂濾反應(yīng)器連通的第二反洗水管、第二反洗氣管、第二反洗水外排管、第二反洗氣外排管；所述第二反洗水管的進水端與所述出水池聯(lián)通。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鹽難降解污水的深度處理裝置，其特征在于：所述生物活性炭反應(yīng)器呈圓柱體狀，其中所述生物活性炭層的高度占反應(yīng)器高度的1/3-7/12；和/或；所述承托層的厚度為所述生物活性炭層高度的1/70-1/25；和/或；所述生物活性炭反應(yīng)器在所述進水管與所述砂濾反應(yīng)器之間設(shè)為并聯(lián)的多級；所述砂濾反應(yīng)器在所述出水單元的下游設(shè)為并聯(lián)的多級。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高鹽難降解污水的深度處理裝置，其特征在于：還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)與所述第一反洗水管、第一反洗氣管、第一反洗水外排管、第一反洗氣外排管，第二反洗水管、第二反洗氣管、第二反洗水外排管、第二反洗氣外排管上設(shè)置的電磁閥均電連接。
9.一種高鹽難降解污水的深度處理工藝，其特征在于，包括如下工序：污水進入生物活性炭反應(yīng)器底部，通過濾板上向上進入生物活性炭層，在曝氣的作用下，經(jīng)過活性炭吸附和生物菌群降解后，去除水中的難降解有機物；并且，控制曝氣強度，利用曝氣產(chǎn)生的高強度氣水混合液，去除活性炭表面附著的鹽分和懸浮物，使活性炭重新恢復(fù)吸附點位；部分被擦洗下來的活性炭粉末隨曝氣氣流上升，隨出水流出，同時帶走部分可吸附但不可降解的有機物，隨后進入中間池；將中間池內(nèi)的水送至砂濾反應(yīng)器頂部，通過砂濾作用截留雜質(zhì)，砂濾出水從凈化水出口進入出水池；并且，根據(jù)需要對生物活性炭反應(yīng)器、砂濾反應(yīng)器進行反沖洗。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高鹽難降解污水的深度處理工藝，其特征在于：調(diào)節(jié)曝氣強度控制氣水比為3:1-5:1；和/或；當(dāng)生物活性炭反應(yīng)器反洗時，先通過第一反洗氣管進行單獨氣洗；然后結(jié)合第一反洗水管將中間池內(nèi)的水送入生物活性炭反應(yīng)器的底部容腔，由下至上進行氣水混合反洗；接著停止氣洗、進行單獨水洗，直至完成反洗流程。
發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明旨在提供一種處理效果優(yōu)異、低能耗、低操作成本的高鹽難降解污水的深度處理裝置及工藝。具體的，采用具有特定孔徑分布和比表面積的活性炭吸附、特定耐鹽生物菌群、特定富氧曝氣條件相結(jié)合的協(xié)同作用，使特定微生物在特定的富氧曝氣條件下、且在特定活性炭表面形成“微生態(tài)系統(tǒng)”，達到持續(xù)穩(wěn)定的生物降解過程，實現(xiàn)對高鹽難降解廢水污染物的高效降解處理。
本發(fā)明的目的之一是提供一種高鹽難降解污水的深度處理裝置，所采用的技術(shù)方案如下：
一種高鹽難降解污水的深度處理裝置，包括：
生物活性炭反應(yīng)器，所述生物活性炭反應(yīng)器內(nèi)由下及上依次設(shè)置濾板、承托層、生物活性炭層，所述濾板上分布有濾帽，所述承托層內(nèi)設(shè)置曝氣單元，所述生物活性炭層中設(shè)置活性炭及生物菌群，位于生物活性炭層的上側(cè)還設(shè)置出水單元；所述生物活性炭反應(yīng)器內(nèi)位于濾板下側(cè)的底部容腔還連接有用于送入污水的進水管；
砂濾反應(yīng)器，所述砂濾反應(yīng)器的進口與所述出水單元連通，所述砂濾反應(yīng)器上還設(shè)置凈化水出口；
反洗單元，所述反洗單元與所述生物活性炭反應(yīng)器的底部容腔連通，用于由下及上對所述生物活性炭反應(yīng)器進行反沖洗；所述反洗單元還與所述砂濾反應(yīng)器連通，用于對砂濾反應(yīng)器進行反沖洗。
優(yōu)選的，所述生物活性炭層采用塊狀活性炭，且所述塊狀活性炭的粒徑為1-3mm，表面耐磨強度為90-95％；
所述塊狀活性炭采用中孔以上的孔徑比例大于75％、大孔孔徑的孔徑比例大于30％，比表面積為800-1200m2/g，孔隙容積為1.2-1.6mL/g，堆積密度為0.45-0.55g/cm3的活性炭，其中，中孔的孔徑為2-50nm、大孔的孔徑大于50nm。
優(yōu)選的，所述生物活性炭層的生物菌群富含蠟狀和/或柱狀芽孢桿菌和硝化菌；其中，控制芽孢桿菌的含量不低于40％，硝化菌的含量不低于15％。
優(yōu)選的，所述曝氣單元包括在承托層內(nèi)均勻分布的微孔曝氣器，所述微孔曝氣器通過氧氣輸送管道與外部氧氣源連通。
優(yōu)選的，所述出水單元包括在所述生物活性炭層上方設(shè)置的出水堰，及設(shè)于出水堰上方的出水槽，所述出水槽設(shè)置一槽頂及位于槽頂下方的槽壁，且所述出水槽罩設(shè)于所述出水堰的外周；
所述出水單元的出水槽通過出水管道連接至中間池；所述中間池與所述砂濾反應(yīng)器連通，所述砂濾反應(yīng)器的凈化水出口連接至出水池。
進一步的，所述出水槽的槽頂通過管道與尾氣風(fēng)機連通。
進一步的，所述反洗單元包括分別與濾板下側(cè)的容腔連通的第一反洗水管、第一反洗氣管、放空管、以及設(shè)于所述生物活性炭層上方的第一反洗水外排管、第一反洗氣外排管，所述第一反洗水管的進水口與所述中間池連通。
所述反洗單元還包括與所述砂濾反應(yīng)器連通的第二反洗水管、第二反洗氣管、第二反洗水外排管、第二反洗氣外排管；所述第二反洗水管的進水端與所述出水池聯(lián)通。
優(yōu)選的，所述生物活性炭反應(yīng)器呈圓柱體狀，其中所述生物活性炭層的高度占反應(yīng)器高度的1/3-7/12。
優(yōu)選的，所述承托層采用粗砂，厚度為所述生物活性炭層高度的1/70-1/25。
進一步的，還包括控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)與所述第一反洗水管、第一反洗氣管、第一反洗水外排管、第一反洗氣外排管，第二反洗水管、第二反洗氣管、第二反洗水外排管、第二反洗氣外排管上設(shè)置的電磁閥均電連接。
優(yōu)選的，所述生物活性炭反應(yīng)器在所述進水管與所述砂濾反應(yīng)器之間設(shè)為并聯(lián)的多級；所述砂濾反應(yīng)器在所述出水單元的下游設(shè)為并聯(lián)的多級。
本發(fā)明的目的之二是提供一種高鹽難降解污水的深度處理工藝，包括如下工序：
污水進入生物活性炭反應(yīng)器底部，通過濾板上的濾帽分布向上進入生物活性炭層，在曝氣的作用下，經(jīng)過活性炭吸附和生物菌群降解后，去除水中的難降解有機物；并且，控制曝氣強度，利用曝氣產(chǎn)生的高強度氣水混合液，去除活性炭表面附著的鹽分和懸浮物，使活性炭重新恢復(fù)吸附點位；部分被擦洗下來的活性炭粉末隨曝氣氣流上升，隨出水流出，同時帶走部分可吸附但不可降解的有機物，隨后進入中間池；
將中間池內(nèi)的水送至砂濾反應(yīng)器頂部，通過砂濾作用截留雜質(zhì)，砂濾出水從凈化水出口進入出水池；
并且，根據(jù)需要對生物活性炭反應(yīng)器、砂濾反應(yīng)器進行反沖洗。
優(yōu)選的，調(diào)節(jié)曝氣強度控制氣水比為3:1-5:1。
優(yōu)選的，當(dāng)生物活性炭反應(yīng)器反洗時，先通過第一反洗氣管進行單獨氣洗；然后結(jié)合第一反洗水管將中間池內(nèi)的水送入生物活性炭反應(yīng)器的底部容腔，由下至上進行氣水混合反洗；接著停止氣洗、進行單獨水洗，直至完成反洗流程。
優(yōu)選的，當(dāng)砂濾反應(yīng)器反洗時，先通過第二反洗氣管進行單獨氣洗；然后結(jié)合第二反洗水管將出水池內(nèi)的水送入砂濾反應(yīng)器的底部，由下至上進行氣水混合反洗；接著，停止氣洗、進行單獨水洗；直至完成反洗流程。
本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：
(1)基于本發(fā)明裝置及工藝的設(shè)置，使污水由底部容腔進入生物活性反應(yīng)器內(nèi)，由下及上進入生物活性炭層，在曝氣的作用下，經(jīng)過活性炭吸附和微生物降解后，去除水中的難降解有機物；并且，利用曝氣產(chǎn)生的高強度氣水混合液，可以去除活性炭表面附著的鹽分和懸浮物，使活性炭不斷重新恢復(fù)、持續(xù)保持吸附點位；部分被擦洗下來的活性炭粉末隨出水流出，同時帶走部分可吸附但不可降解的有機物，從而達到去除COD的目的。并且，出水隨后進入砂濾反應(yīng)器通過砂濾作用進一步截留活性炭、懸浮物、生物絮體等雜質(zhì)，砂濾凈化水從凈化水出口排出收集。至此，本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)對高鹽難降解污水的處理效率和降解效率。
(2)本發(fā)明利用特定形態(tài)、特定孔徑結(jié)構(gòu)及比表面積的活性炭，增加對高鹽難降解污水中大分子難降解有機物的吸附能力，并且增加對耐鹽生物降解菌群的吸附能力，將污染物從低濃度的難降解污水中吸附到活性炭上，同時在特定富氧曝氣的條件下，在活性炭上建立了持續(xù)穩(wěn)定的生物降解微生態(tài)系統(tǒng)，從而實現(xiàn)對高鹽難降解廢水污染物的深度高效降解處理。
(3)本發(fā)明生物活性炭反應(yīng)器在運行過程中無需投加化學(xué)藥劑，運行成本低，應(yīng)用前景好。
（發(fā)明人：韓媛媛;王日彩;馬洪璽;楊秀梅;池劍亭;朱洪;張文軍）
