公布日：2022.04.15
申請日：2021.12.27
分類號：C02F101/10(2006.01)；C02F101/16(2006.01)；C02F101/30(2006.01)；C02F101/34(2006.01)
摘要
本發(fā)明涉及脫氮除磷污水處理裝置，包含：依次連通的厭氧池、脫氮除磷池、清水池，脫氮除磷池內(nèi)布置復(fù)合生物填料；復(fù)合生物填料包括：木質(zhì)纖維素、金屬物質(zhì)、低聚糖和生物酶。適用于工業(yè)化處理污水，并且具有較好的脫氮除磷作用；復(fù)合生物填料主要用于脫氮，脫氮機(jī)理：木質(zhì)纖維素和金屬物質(zhì)在使用中會緩慢消耗，定期補(bǔ)充即可，無需回收，其次該脫氮污水處理裝置在運(yùn)行過程中，自然的微生物會根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)的情況逐漸生長并演化出特定的菌群，達(dá)到去除污染物的目的，基本無需進(jìn)行額外的菌種控制；金屬在水中反應(yīng)生成的金屬離子可與磷物質(zhì)反應(yīng)生成不可溶性的磷酸鹽或多聚磷酸鹽沉淀產(chǎn)物，從而達(dá)到除磷的目的。
權(quán)利要求書
1.一種脫氮除磷污水處理裝置，其特征在于，包含：依次連通的厭氧池(2)、脫氮除磷池(4)和清水池(5)，所述脫氮除磷池(4)內(nèi)布置復(fù)合生物填料；所述復(fù)合生物填料包括：木質(zhì)纖維素、金屬物質(zhì)、低聚糖和生物酶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脫氮除磷污水處理裝置，其特征在于，所述木質(zhì)纖維素、金屬物質(zhì)、低聚糖和生物酶的質(zhì)量比為100:(50-4):(0.1-2.5):(0.005-0.02)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脫氮除磷污水處理裝置，其特征在于，所述木質(zhì)纖維素包括：纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的質(zhì)量比為(3-6)：(2-5)：(1-3)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種脫氮除磷污水處理裝置，其特征在于，所述木質(zhì)纖維素的來源為：木、竹、麥稈、玉米秸稈、玉米芯、甘蔗渣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脫氮除磷污水處理裝置，其特征在于，所述金屬物質(zhì)為鐵和其他金屬，其他金屬為鋅、錫、鎳的其中一種或多種；鐵和其他金屬的質(zhì)量比為1：(0.1-0.5)；所述鐵指單質(zhì)鐵含量≥90％的物質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脫氮除磷污水處理裝置，其特征在于，所述低聚糖溶液中的低聚糖包括：低聚蔗糖、低聚果糖、低聚異麥芽糖中的一種或多種，低聚糖與水的質(zhì)量比為(0.1-1)：1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脫氮除磷污水處理裝置，其特征在于，所述生物酶溶液包括：5％-50％的纖維素酶、2％-20％的蛋白酶、3％-30％的果膠酶中的一種或多種的混合，余量為水。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種脫氮除磷污水處理裝置，其特征在于，填料層的制備方法為：S100、通過低聚糖溶液和生物酶溶液對木質(zhì)纖維素進(jìn)行改性，獲得改性木質(zhì)纖維素材料；S200、對金屬物質(zhì)酸洗，干燥；S300、將改性木質(zhì)纖維素材料、金屬物質(zhì)混合。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種脫氮污水處理裝置，其特征在于，改性木質(zhì)纖維素材料的改性方法為：先均勻噴灑低聚糖溶液于木質(zhì)纖維素上，待其自然干燥后，再噴灑生物酶溶液，負(fù)壓抽真空后通風(fēng)干燥，得到含水率為10％-15％的改性木質(zhì)纖維素材料；或，將木質(zhì)纖維素浸泡于低聚糖溶液中12h-24h，取出自然干燥后再噴灑生物酶溶液5min-10min，負(fù)壓抽真空，通風(fēng)干燥，得到含水率為10％-15％的改性木質(zhì)纖維素材料；或，在真空環(huán)境下，在木質(zhì)纖維素上噴灑5min-10min低聚糖溶液，再繼續(xù)噴灑生物酶溶液5min-10min，負(fù)壓抽真空通風(fēng)干燥，得到含水率為10％-15％的改性木質(zhì)纖維素材料。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的一種脫氮除磷污水處理裝置，其特征在于，還包括進(jìn)水管(1)、折流區(qū)(3)、水泵(6)、反沖洗管(7)、鼓風(fēng)機(jī)(8)，所述進(jìn)水管(1)連入?yún)捬醭?/span>(2)，厭氧池(2)出水經(jīng)過折流區(qū)(3)流入脫氮除磷池(4)，脫氮除磷池(4)出水溢流進(jìn)入清水池(5)后經(jīng)過水泵(6)提升排出，在脫氮除磷池(4)底部設(shè)置有反沖洗管(7)，反沖洗管(7)與鼓風(fēng)機(jī)(8)連接。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種脫氮除磷污水處理裝置，以克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下：一種脫氮除磷污水處理裝置，包含：依次連通的厭氧池、脫氮除磷池和清水池，填料池內(nèi)布置復(fù)合生物填料；復(fù)合生物填料包括：木質(zhì)纖維素、金屬物質(zhì)、低聚糖和生物酶。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
進(jìn)一步，木質(zhì)纖維素、金屬物質(zhì)、低聚糖和生物酶的質(zhì)量比為100:(50-4):(0.1-2.5):(0.005-0.02)。
進(jìn)一步，木質(zhì)纖維素包括：纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，纖維素、半纖維素和木質(zhì)素的質(zhì)量比為(3-6)：(2-5)：(1-3)。
進(jìn)一步，木質(zhì)纖維素的來源為：木、竹、麥稈、玉米秸稈、玉米芯、甘蔗渣。
進(jìn)一步，金屬物質(zhì)為鐵和其他金屬，其他金屬為鋅、錫、鎳的其中一種或多種；鐵和其他金屬的質(zhì)量比為1：(0.1-0.5)；鐵指單質(zhì)鐵含量≥90％的物質(zhì)。
進(jìn)一步，低聚糖溶液中的低聚糖包括：低聚蔗糖、低聚果糖、低聚異麥芽糖中的一種或多種，低聚糖與水的質(zhì)量比為(0.1-1)：1。
進(jìn)一步，生物酶溶液包括：5％-50％的纖維素酶、2％-20％的蛋白酶、3％-30％的果膠酶中的一種或多種的混合，余量為水。
進(jìn)一步，復(fù)合生物填料的制備方法為：
S100、通過低聚糖溶液和生物酶溶液對木質(zhì)纖維素進(jìn)行改性，獲得改性木質(zhì)纖維素材料；
S200、對金屬物質(zhì)酸洗，干燥；
S300、將改性木質(zhì)纖維素材料、金屬物質(zhì)混合。
更進(jìn)一步，改性木質(zhì)纖維素材料的改性方法為：
先均勻噴灑低聚糖溶液于木質(zhì)纖維素上，待其自然干燥后，再噴灑生物酶溶液，負(fù)壓抽真空后通風(fēng)干燥，得到含水率為10％-15％的改性木質(zhì)纖維素材料；或，將木質(zhì)纖維素浸泡于低聚糖溶液中12h-24h，取出自然干燥后再噴灑生物酶溶液5min-10min，負(fù)壓抽真空，通風(fēng)干燥，得到含水率為10％-15％的改性木質(zhì)纖維素材料；或，在真空環(huán)境下，在木質(zhì)纖維素上噴灑5min-10min低聚糖溶液，再繼續(xù)噴灑生物酶溶液5min-10min，負(fù)壓抽真空通風(fēng)干燥，得到含水率為10％-15％的改性木質(zhì)纖維素材料。
進(jìn)一步，還包括進(jìn)水管、折流區(qū)、水泵、反沖洗管、鼓風(fēng)機(jī)，進(jìn)水管連入?yún)捬醭�，厭氧池出水�?jīng)過折流區(qū)流入脫氮除磷池，脫氮除磷池出水溢流進(jìn)入清水池后經(jīng)過水泵提升排出，在脫氮除磷池底部設(shè)置有反沖洗管，反沖洗管與鼓風(fēng)機(jī)連接。
本發(fā)明的有益效果為：
適用于處理生活污水、湖泊/景觀水體、養(yǎng)殖污水等，并且具有較好的脫氮除磷作用；
復(fù)合生物填料主要用于脫氮，脫氮機(jī)理：復(fù)合填料中的木質(zhì)纖維素在水的浸泡及微生物作用下，可釋放出有機(jī)物作為反硝化菌脫氮的電子供體，將硝氮還原為氮?dú)�，�?shí)現(xiàn)污水脫氮，木質(zhì)纖維素和金屬物質(zhì)在使用中會緩慢消耗，定期補(bǔ)充即可，無需回收，其次該脫氮污水處理裝置在運(yùn)行過程中，自然的微生物會根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)的情況逐漸生長并演化出特定的菌群，達(dá)到去除污染物的目的，基本無需進(jìn)行額外的菌種控制；
木質(zhì)纖維素母體材料主要作為緩釋碳源與掛膜載體，在水的浸泡及微生物作用下，釋放出有機(jī)物作為反硝化菌脫氮的電子供體，將硝氮還原為氮?dú)�，�?shí)現(xiàn)污水脫氮；
金屬物質(zhì)可降低溶液氧化還原電位，創(chuàng)造更加有利于反硝化菌生存的還原環(huán)境，金屬離子的絮凝吸附作用有利于生物膜的形成，金屬物質(zhì)會增加系統(tǒng)微生物種類與脫氮相關(guān)功能菌種，提高體系穩(wěn)定性與去除效率；
在木質(zhì)纖維素脫氮污水處理裝置系統(tǒng)中氮污染物的去除是電子轉(zhuǎn)移、氧化還原、微生物變化等同時(shí)或順次發(fā)生的多種反應(yīng)耦合的結(jié)果；
金屬在可降低水體的氧化還原電位利于反硝化菌生存，刺激微生物進(jìn)化增加其多樣性，加強(qiáng)微生物聚集增加生物量，提高生物降解能力，其水中反應(yīng)生成的金屬離子可與磷物質(zhì)反應(yīng)生成不可溶性的磷酸鹽或多聚磷酸鹽沉淀產(chǎn)物，從而達(dá)到除磷的目的。
（發(fā)明人：江鷹，鄭力，程曉夏，張瑋）
