公布日：2023.10.20
申請(qǐng)日：2023.06.21
分類號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/28(2023.01)N;C02F1/78(2023.01)N;C02F3/06(2023.01)N;C02F1/50(2023.01)N;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;
C02F101/38(2006.01)N;C02F101/20(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種基于藻處理的污水處理裝置及工藝，該裝置中包括依次連接的反硝化濾池、臭氧反應(yīng)裝置、曝氣生物濾池和藻處理裝置；其中，反硝化濾池用于去除水提的氨氮污染物，臭氧反應(yīng)裝置作為曝氣生物濾池的預(yù)處理單元，臭氧-曝氣復(fù)合能有效去除有機(jī)物，能改善污水的可生化性。藻處理裝置是利用藻吸附水體中的重金屬和氨氮，該裝置不僅能去除非溶解性污染物，還能有效處理溶解性污染，比如重金屬和難降解有機(jī)物，能滿足出水要求。
權(quán)利要求書
1.一種基于藻處理的污水處理裝置，其特征在于，包括反硝化濾池、臭氧反應(yīng)裝置、曝氣生物濾池和藻處理裝置；反硝化濾池與臭氧反應(yīng)裝置連接，反硝化濾池內(nèi)投放碳源；臭氧反應(yīng)裝置與曝氣生物濾池連接，臭氧反應(yīng)裝置用于提供臭氧進(jìn)行氧化反應(yīng)；曝氣生物濾池與藻處理裝置連接，藻處理裝置內(nèi)填充有根治藻。
2.如權(quán)利要求1所述的基于藻處理的污水處理裝置，其特征在于，還包括第一緩沖池和第二緩沖池，第一緩沖池設(shè)置在反硝化濾池和臭氧反應(yīng)裝置之間；第二緩沖池設(shè)置在臭氧反應(yīng)裝置和曝氣生物濾池之間；第一緩沖池和第二緩沖池內(nèi)均設(shè)有潛水泵用于調(diào)整水流的方向。
3.如權(quán)利要求1所述的基于藻處理的污水處理裝置，其特征在于，所述藻處理裝置為根治藻動(dòng)態(tài)板槽，根治藻動(dòng)態(tài)板槽的上端設(shè)有進(jìn)水口，尾端設(shè)有出水口；進(jìn)水口與曝氣生物濾池連接。
4.如權(quán)利要求1所述的基于藻處理的污水處理裝置，其特征在于，所述藻處理裝置為根治藻循環(huán)流動(dòng)藻床，根治藻循環(huán)流動(dòng)藻床內(nèi)設(shè)有蠕動(dòng)泵，蠕動(dòng)泵用于將根治藻循環(huán)流動(dòng)藻床內(nèi)的水形成循環(huán)。
5.如權(quán)利要求1所述的基于藻處理的污水處理裝置，其特征在于，還包括藻回收裝置和油脂提取裝置，藻回收裝置與藻處理裝置連接，用于回收并富集藻處理裝置的藻液；油脂提取裝置與藻回收裝置連接，油脂提取裝置用于分離并提取藻液中的油脂。
6.一種基于藻處理的污水處理工藝，其特征在于，基于權(quán)利要求1～5任一項(xiàng)所述的基于藻處理的污水處理裝置，包括以下步驟：1)污水進(jìn)入反硝化濾池，反硝化濾池出水進(jìn)入至臭氧反應(yīng)裝置；2)臭氧反應(yīng)裝置出水，提升至曝氣生物濾池；3)曝氣生物濾池出水后進(jìn)入藻處理裝置，藻處理裝置中的根治藻覆蓋水體進(jìn)行處理；4)藻處理裝置出水，檢測出水指標(biāo)，完成處理。
7.如權(quán)利要求6所述的基于藻處理的污水處理工藝，其特征在于，所述裝置還包括第一緩沖池和第二緩沖池，第一緩沖池和第二緩沖池內(nèi)均設(shè)有潛水泵；包括以下步驟：1)污水進(jìn)入反硝化濾池，在反硝化濾池內(nèi)投加碳源，反硝化濾池內(nèi)水流方向自上而下；2)反硝化濾池出水經(jīng)過第一緩沖池的潛水泵提升至臭氧反應(yīng)裝置，臭氧發(fā)生裝置內(nèi)水流方向自上而下；3)臭氧反應(yīng)裝置出水自重流入第二緩沖池，再通過第二緩沖池的潛水泵提升至曝氣生物濾池；4)然后出水提升至藻處理裝置，檢測出水指標(biāo)，完成處理。
8.如權(quán)利要求6所述的基于藻處理的污水處理工藝，其特征在于，反硝化濾池內(nèi)設(shè)有掛膜；反硝化濾池的進(jìn)水碳氮比為(3～5)：1；所述碳源為乙酸鈉；臭氧投加量為0.5～0.7mgO3/mgCOD。
9.如權(quán)利要求6所述的基于藻處理的污水處理工藝，其特征在于，在曝氣生物濾池內(nèi)加入鐵錳改性藻粉；鐵錳改性藻粉的制備方法，包括以下步驟：在藻粉中先加入高錳酸鉀溶液和硫酸亞鐵溶液，離心后，進(jìn)行冷凍干燥，取出固體進(jìn)行堿洗和水洗，繼續(xù)冷凍干燥，得到鐵錳改性藻粉；所述藻粉為普通小球藻和/或銅綠微囊藻。
10.如權(quán)利要求6所述的基于藻處理的污水處理工藝，其特征在于，藻處理裝置出水后，藻回收裝置收集藻處理裝置中的藻液；藻液送入油脂提取裝置，分離出油脂和油渣；油脂用于生物柴油的原料；分離得到的油渣用于制備肥料。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于提供一種基于藻處理的污水處理裝置，反硝化過濾池、曝氣生物濾池和藻處理裝置能有效針對(duì)二級(jí)出水不同污染物進(jìn)行深度處理，提高水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；本發(fā)明的目的之二在于提供一種基于藻處理的污水處理工藝，采用反硝化、臭氧-曝氣和藻處理結(jié)合，能有效去除有機(jī)物、氨氮和重金屬，滿足出水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
本發(fā)明的目的之一采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種基于藻處理的污水處理裝置，包括反硝化濾池、臭氧反應(yīng)裝置、曝氣生物濾池和藻處理裝置；反硝化濾池與臭氧反應(yīng)裝置連接，反硝化濾池內(nèi)投放碳源；臭氧反應(yīng)裝置與曝氣生物濾池連接，臭氧反應(yīng)裝置用于提供臭氧進(jìn)行氧化反應(yīng)；曝氣生物濾池與藻處理裝置連接，藻處理裝置內(nèi)填充有根治藻。
進(jìn)一步，還包括第一緩沖池和第二緩沖池，第一緩沖池設(shè)置在反硝化濾池和臭氧反應(yīng)裝置之間；第二緩沖池設(shè)置在臭氧反應(yīng)裝置和曝氣生物濾池之間；第一緩沖池和第二緩沖池內(nèi)均設(shè)有潛水泵用于調(diào)整水流的方向。第一緩沖池和第二緩沖池作為污水的存放桶，其內(nèi)設(shè)的潛水泵能用于調(diào)整水流的方向，保證進(jìn)水都從上往下的，同時(shí)還能起到控制流量的作用。
進(jìn)一步，所述藻處理裝置為根治藻動(dòng)態(tài)板槽，根治藻動(dòng)態(tài)板槽的上端設(shè)有進(jìn)水口，尾端設(shè)有出水口；進(jìn)水口與曝氣生物濾池連接。
進(jìn)一步，所述藻處理裝置為根治藻循環(huán)流動(dòng)藻床，根治藻循環(huán)流動(dòng)藻床內(nèi)設(shè)有蠕動(dòng)泵，蠕動(dòng)泵用于將根治藻循環(huán)流動(dòng)藻床內(nèi)的水形成循環(huán)。
進(jìn)一步，還包括藻回收裝置和油脂提取裝置，工藝中還包括步驟5)，藻回收裝置與藻處理裝置連接，用于回收并富集藻處理裝置的藻液；油脂提取裝置與藻回收裝置連接，油脂提取裝置用于分離并提取藻液中的油脂。
本發(fā)明的目的之二采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
一種基于藻處理的污水處理工藝，基于上述的基于藻處理的污水處理裝置，包括以下步驟：
1)污水進(jìn)入反硝化濾池，反硝化濾池出水進(jìn)入至臭氧反應(yīng)裝置；
2)臭氧反應(yīng)裝置出水，提升至曝氣生物濾池；
3)曝氣生物濾池出水后進(jìn)入藻處理裝置，藻處理裝置中的根治藻覆蓋水體進(jìn)行處理；
4)藻處理裝置出水，檢測出水指標(biāo)，完成處理。
進(jìn)一步，所述裝置還包括第一緩沖池和第二緩沖池，第一緩沖池和第二緩沖池內(nèi)均設(shè)有潛水泵；包括以下步驟：
1)污水進(jìn)入反硝化濾池，在反硝化濾池內(nèi)投加碳源，反硝化濾池內(nèi)水流方向自上而下；
2)反硝化濾池出水經(jīng)過第一緩沖池的潛水泵提升至臭氧反應(yīng)裝置，臭氧發(fā)生裝置內(nèi)水流方向自上而下；
3)臭氧反應(yīng)裝置出水自重流入第二緩沖池，再通過第二緩沖池的潛水泵提升至曝氣生物濾池；
4)然后出水提升至藻處理裝置，檢測出水指標(biāo)，完成處理。
進(jìn)一步，反硝化濾池內(nèi)設(shè)有掛膜，反硝化濾池實(shí)現(xiàn)脫氮主要是依賴于附著在濾料表面的掛膜(生物膜)；反硝化濾池的進(jìn)水碳氮比為(3～5)：1，優(yōu)選為4：1；所述碳源為乙酸鈉。
進(jìn)一步，臭氧投加量為0.5～0.7mgO3/mgCOD，優(yōu)選為0.65mgO3/mgCOD。
進(jìn)一步，在曝氣生物濾池內(nèi)加入鐵錳改性藻粉；鐵錳改性藻粉的制備方法，包括以下步驟：在藻粉中先加入高錳酸鉀溶液和硫酸亞鐵溶液，離心后，進(jìn)行冷凍干燥，取出固體進(jìn)行堿洗和水洗，繼續(xù)冷凍干燥，得到鐵錳改性藻粉。
再進(jìn)一步，所述藻粉為普通小球藻和/或銅綠微囊藻。
進(jìn)一步，藻處理裝置出水后，藻回收裝置收集藻處理裝置中的藻液；藻液送入油脂提取裝置，分離出油脂和油渣；油脂用于生物柴油的原料；分離得到的油渣用于制備肥料。
相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：
(1)本發(fā)明的裝置中包括依次連接的反硝化濾池、臭氧反應(yīng)裝置、曝氣生物濾池和藻處理裝置；其中，反硝化濾池用于去除水提的氨氮污染物，臭氧反應(yīng)裝置作為曝氣生物濾池的預(yù)處理單元，臭氧-曝氣復(fù)合能有效去除有機(jī)物，能改善污水的可生化性。藻處理裝置是利用藻吸附水體中的重金屬和氨氮，該裝置不僅能去除非溶解性污染物，還能有效處理溶解性污染，比如重金屬和難降解有機(jī)物，能滿足出水要求。
(2)本發(fā)明藻處理裝置為根枝藻生態(tài)板槽或循環(huán)根枝藻藻床，在板槽或藻床內(nèi)均填充有根治藻，根治藻對(duì)磷、氮、COD和重金屬有去除作用，而且在高COD水質(zhì)中也能正常生長。根治藻的藻絲體積大，在進(jìn)行光合作用產(chǎn)生氧氣后浮于水面易于回收，同時(shí)增加了水體的溶氧量能夠促進(jìn)硝化細(xì)菌生長。根治藻生態(tài)板槽的水體停留時(shí)間短，污水中的營養(yǎng)物去除率低于藻床，藻床中由于設(shè)置了蠕動(dòng)泵，能使得根治藻時(shí)刻循環(huán)處理污水，增加了水力的停留時(shí)間。
(3)本發(fā)明的曝氣生物濾池還加入了鐵錳改性藻粉，將水華藻類采用鐵錳預(yù)氧化強(qiáng)化混凝的方式，即通過高錳酸鉀預(yù)氧化和硫酸亞鐵強(qiáng)化混凝改性制備藻粉吸附劑，能有效去除藻華的同時(shí)，還能作為重金屬和雙酚A的吸附劑。
(4)本發(fā)明的裝置中還包括藻回收裝置和提取油脂裝置，藻回收裝置用于回收并富集藻處理裝置中的藻液，藻液中富含脂肪和甘油，所以脂肪提取裝置能將藻液中的油脂和油渣進(jìn)行分離，油脂用于生物柴油的原料；分離得到的油渣用于制備肥料，將污水處理和藻類再生技術(shù)結(jié)合，能一定程度上緩解水資源和能源短缺的雙重壓力。
(5)本發(fā)明的工藝是采用反硝化-臭氧-曝氣-藻處理結(jié)合的手段對(duì)污水進(jìn)行處理，具體為：污水首先進(jìn)行反硝化過濾處理，一方面利用反硝化反應(yīng)進(jìn)行脫氮，另一方面通過物理截留的手段實(shí)現(xiàn)過濾；然后污水再通往臭氧反應(yīng)裝置，在水體中通入臭氧，采用化學(xué)預(yù)氧法作為強(qiáng)化后續(xù)曝氣生物濾池處理效能的預(yù)處理方法，臭氧與后續(xù)的曝氣結(jié)合，能將水中大多數(shù)難降解的有機(jī)污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)化，而且操作簡單，不產(chǎn)生二次污染。最后再經(jīng)過藻處理裝置，有效去除COD和重金屬。本發(fā)明的工藝步驟簡單，且能滿足出水指標(biāo)。
（發(fā)明人：邵鍇;李輝;胡俊;李新連;吳立將;鐘慧俊;廖俊佳;張欣欣;熊盼龍）
