申请日2012.03.14
公开(公告)日2012.07.25
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开了处理低碳氮比污水的装置及方法。该装置由生化处理单元、磁性阴离子交换树脂处理单元、接触过滤单元、消毒单元通过管道依次串联。本发明还公开了利用该装置处理低碳氮比污水的方法，通过生化处理、离子交换、接触过滤、消毒排放等步骤高效处理低碳氮比污水。本发明提供的处理低碳氮比污水的装置及方法，不仅技术成本低、总氮去除效果好，而且显著强化有机物、悬浮物去除效果，全面达到水质要求。
权利要求书
1.处理低碳氮比污水的装置，其特征在于：由生化处理单元、磁性阴离子交换树脂处 理单元、接触过滤单元、消毒单元通过管道依次串联，所述生化处理单元由厌氧池、 缺氧池、好氧池、二沉池通过管道串联，好氧池末端设置回流至缺氧池的内回流管 道、二沉池设置回流至厌氧池的外回流管道，二沉池的出口为生化处理单元的出口， 所述磁性阴离子交换树脂处理单元中包括磁性阴离子交换树脂。
2.根据权利要求1所述的处理低碳氮比污水的装置，其特征在于：还包括一个提升 泵，所述提升泵与二沉池出口相连。
3.根据权利要求1或2任一项所述的处理低碳氮比污水的装置，其特征在于：还包 括一个混凝剂投加装置，所述混凝剂投加装置与接触过滤单元进水口连接。
4.处理低碳氮比污水的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)生化处理：低碳氮比污水流入生化处理单元，经厌氧池、缺氧池、好氧池、二 沉池处理后进入中间管道;部分污水经内回流由好氧池到缺氧池、经外回流由 二沉池到厌氧池;
(2)离子交换：中间管道的水加压后进入磁性阴离子交换树脂处理单元，通过磁性 阴离子交换树脂处理单元的出水流进接触过滤单元的进水口;
(3)接触过滤：在接触过滤单元的进水口投加混凝剂，混合后进入接触过滤单元进 行接触絮凝、过滤;
(4)消毒排放：接触过滤单元的出水经消毒处理后排放。
5.根据权利要求4所述的处理低碳氮比污水的方法，其特征在于：所述低碳氮比污 水的碳氮比在4以下。
6.根据权利要求4所述的处理低碳氮比污水的方法，其特征在于：好氧池充分曝气， 好氧池中溶解氧含量维持在3mg/L以上。
7.根据权利要求4所述的处理低碳氮比污水的方法，其特征在于：内回流比控制在 100%～180%，外回流比控制在15%～60%，且厌氧池、缺氧池、好氧池的水力停 留时间分别设为0.5～1h、1.0～3.5、6～10h。
8.根据权利要求4所述的处理低碳氮比污水的方法，其特征在于：所述磁性阴离子 交换树脂处理单元采用上向流连续运行方式，处理水倍数为800倍以内，处理水 在磁性阴离子交换树脂处理单元停留时间在3min以下。
9.根据权利要求4所述的处理低碳氮比污水的方法，其特征在于：混凝剂为硫酸铝 或氯化铁，混凝剂使用量在50mg/L以内。
10.根据权利要求4所述的处理低碳氮比污水的方法，其特征在于：接触过滤单元为 上向流过滤方式，滤料为石英砂滤料，粒径为级配滤料，有效粒径d10为1.8mm， 不均匀系数K80为1.3，滤料厚度在1.6m以上，接触过滤单元的滤速为10-20m/h。
说明书
处理低碳氮比污水的装置及方法
技术领域
本发明涉及一种污水处理的装置及方法，尤其是处理低碳氮比污水的装置及方法。
背景技术
国内外针对污水脱氮除磷的工艺形式很多，主要有A/A/O、UCT、VIP、Bardenpho、 SBR和氧化沟等，而其最基本的原理是经典的脱氮除磷理论。根据此理论，氮、磷的去除在 很大程度上取决于原污水中可利用的碳源含量。然而目前在国内南方地区以及工业废水所占 比例较大的城市污水，其碳氮比通常较低(一般小于5，甚至会低于3)，难以满足脱氮除 磷过程对碳源的需求。
生产中常采用投加额外碳源的方式来改善氮磷的去除效果，但这一方面增加了碳源投加 的费用，另外投加的碳源转化为剩余污泥增加了污泥处理的负担。此外，通过此方式可在一 定程度上改善氮磷的去除效果，但其出水水质难以保证，尤其是在冬季水温相对较低时由于 生物活性相对较低，导致氮的去除效果仍会受到一定的限制。因此，常在二级生物处理后增 设混凝、沉淀和过滤工艺来保障出水水质，无疑经济指标高，而且工艺对总氮的去除效果不 理想，难以满足脱氮的整体要求。
发明内容
所要解决的技术问题：为了克服现有技术成本高、总氮去除效果不理想的缺陷，本发明 提供了处理低碳氮比污水的装置及方法。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供了处理低碳氮比污水的装置，其特征在于： 由生化处理单元、磁性阴离子交换树脂处理单元、接触过滤单元、消毒单元通过管道依次串 联，所述生化处理单元由厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池通过管道串联，好氧池末端设置 回流至缺氧池的内回流管道、二沉池设置回流至厌氧池的外回流管道，二沉池的出口为生化 处理单元的出口，所述磁性阴离子交换树脂处理单元中包括磁性阴离子交换树脂。
作为本发明处理低碳氮比污水的装置的一种改进，还包括一个提升泵，所述提升泵与二 沉池出口相连。
作为本发明处理低碳氮比污水的装置的另一种改进，还包括一个混凝剂投加装置，所述 混凝剂投加装置与接触过滤装置进水口连接。
为解决上述技术问题，本发明还提供了处理低碳氮比污水的方法，包括以下步骤：
(1)生化处理：低碳氮比污水流入生化处理单元，经厌氧池、缺氧池、好氧池、二沉池处理 后进入中间管道;部分污水经内回流由好氧池到缺氧池、经外回流由二沉池到厌氧池;
(2)离子交换：中间管道的水加压后进入磁性阴离子交换树脂处理单元，通过磁性阴离子交 换树脂处理单元的出水流进接触过滤单元的进水口;
(3)接触过滤：在接触过滤单元的进水口投加混凝剂，混合后进入接触过滤单元进行接触絮 凝、过滤;
(4)消毒排放：接触过滤单元的出水经消毒处理后排放。
作为本发明处理低碳氮比污水的方法的一种改进，所述低碳氮比污水的碳氮比在4以 下。
作为本发明处理低碳氮比污水的方法的另一种改进，所述好氧池充分曝气，好氧池中溶 解氧含量维持在3mg/L以上。
作为本发明处理低碳氮比污水的方法的另一种改进，内回流比控制在100%～180%，外 回流比控制在15%～60%，且厌氧池、缺氧池、好氧池的水力停留时间分别设为0.5～1h、 1.0～3.5、6～10h。
作为本发明处理低碳氮比污水的方法的另一种改进，所述磁性阴离子交换树脂处理单元 采用上向流连续运行方式，处理水倍数为800倍以内，处理水在磁性阴离子交换树脂处理 单元停留时间在3min以下。
作为本发明处理低碳氮比污水的方法的另一种改进，所述混凝剂为硫酸铝或氯化铁，混 凝剂使用量在50mg/L以内。
作为本发明处理低碳氮比污水的方法的另一种改进，所述接触过滤单元采用上向流过滤 方式，滤料为石英砂滤料，粒径为级配滤料，有效粒径(d10)为1.8mm，不均匀系数(K80) 为1.3，滤料厚度在1.6m以上，接触过滤单元的滤速为10-20m/h。
有益效果：
本发明公开了一种处理低碳氮比污水的方法，针对低碳氮比污水中碳源相对不足、难以 满足较完全的脱氮除磷需求，改进生化处理单元的主要运行参数，利用磁性阴离子交换树脂 的基本效能，并优化后续深度处理单元的运行参数，形成针对低碳氮比污水的处理方法，该 方法克服了现有技术成本高、总氮去除效果不理想的缺陷。
本发明根据原污水中碳源的含量改进生化处理单元的主要运行参数，其中好氧池通过增 加曝气量、适当延长停留时间，以达到可生物降解有机物的完全降解。通过生化处理单元的 处理可将水中的氮、磷部分去除，将可生物降解有机物尽可能去除，并将氨氮转化为硝态氮， 生化处理单元无需投加额外碳源，有效降低了现有技术处理低碳氮比污水的成本。
磁性阴离子交换树脂处理单元针对生化单元出水，利用磁性阴离子交换树脂去除生化单 元出水中残余的硝态氮、残余有机物，磁性阴离子交换树脂处理单元与生化处理单元结合， 有效解决了总氮去除效果不理想的缺陷。此外，磁性阴离子交换树脂处理效率高、可重复使 用，因此降低了现有技术处理低碳氮比污水的成本。
此外，接触过滤单元利用混凝、接触过滤工艺去除磷酸盐、有机物以及悬浮物、胶体等 颗粒物;消毒单元对接触过滤单元的出水消毒处理后排放。
本发明提供的处理低碳氮比污水的方法及应用该方法的装置，解决了现有需额外投加碳 源，技术成本高、总氮去除效果不理想的缺陷。本方法采用生物和物化处理方法相结合的方 法，具有较好的互补性和操作灵活性，可根据水质情况调节运行参数，确保全面达到水质要 求。通过本方法的实施，不仅可保证氮磷的去除效果，还有显著强化有机物、悬浮物去除效 果，实现处理出水稳定，全面达到水质要求。