申请日2018.05.17
公开(公告)日2018.09.28
IPC分类号C02F9/14
摘要
一种紫外臭氧联用式曝气生物滤池装置及方法，属于污水处理领域。所述的装置包括臭氧发生器、进水泵、进水管、臭氧接触反应池、紫外灯、臭氧曝气管、多个臭氧曝气头、抽水泵、反冲泵、反冲洗进水管、曝气生物滤池、出水管、好氧区填料、氧气曝气管、多个氧气曝气头、缺氧区填料、长柄滤头、反冲洗出水管、回流管、滤板、气水混合物、反冲洗进气管、臭氧接触反应池出气管、臭氧接触反应池出水管、水管、阀门一、阀门二。本发明以污水厂尾水为原水，以镧改性沸石作为曝气生物滤池的填料，通过紫外催化臭氧氧化，产生含氧尾气直接用于曝气生物滤池的处理方法，节约成本，降低消耗的同时，达到了对于难降解有机物的深度处理以及氮磷的同步去除。
翻译权利要求书
1.一种紫外臭氧联用式曝气生物滤池装置，其特征在于：所述的装置包括臭氧发生器(1)、进水泵(2)、进水管(3)、臭氧接触反应池(4)、紫外灯(5)、臭氧曝气管(6)、多个臭氧曝气头(7)、抽水泵(8)、反冲泵(9)、反冲洗进水管(10)、曝气生物滤池(11)、出水管(12)、好氧区填料(13)、氧气曝气管(14)、多个氧气曝气头(15)、缺氧区填料(16)、长柄滤头(17)、反冲洗出水管(18)、回流管(19)、滤板(20)、气水混合物(21)、反冲洗进气管(22)、臭氧接触反应池出气管(23)、臭氧接触反应池出水管(24)、水管(25)、阀门一(26)、阀门二(27);
所述的臭氧发生器(1)与臭氧曝气管(6)一端连通，所述的臭氧曝气管(6)另一端封闭，所述的臭氧曝气管(6)上安装有多个臭氧曝气头(7)，所述的多个臭氧曝气头(7)均设置在臭氧接触反应池(4)内底部，所述的进水管(3)与臭氧接触反应池(4)连通，进水管(3)上设有进水泵(2)，所述的臭氧接触反应池(4)内上方设有紫外灯(5);所述的臭氧接触反应池(4)通过臭氧接触反应池出气管(23)与氧气曝气管(14)连通，所述的氧气曝气管(14)设置在曝气生物滤池(11)中的滤板(20)上方，所述的氧气曝气管(14)上安装有多个氧气曝气头(15)，所述的滤板(20)将曝气生物滤池(11)由上至下分为好氧区和缺氧区，所述的好氧区内填充有好氧区填料(13)，所述的缺氧区填充有缺氧区填料(16);
所述的臭氧接触反应池出水管(24)一端与臭氧接触反应池(4)连通，所述的臭氧接触反应池出水管(24)另一端与长柄滤头(17)连接，所述的长柄滤头(17)设置在曝气生物滤池(11)内的底部，臭氧接触反应池出水管(24)上设有抽水泵(8)，所述的回流管(19)上下两端分别与曝气生物滤池(11)的好氧区和缺氧区连通，所述的回流管(19)内液体自好氧区上部回流至缺氧区底部，所述的好氧区顶部与出水管(12)连通，所述的反冲洗进水管(10)上设有反冲泵(9)，所述的反冲洗进水管(10)以及反冲洗进气管(22)一端均与气水混合器(21)连通，所述的气水混合器(21)通过水管(25)与长柄滤头(17)连接，水管(25)上设有阀门一(26)，臭氧接触反应池出水管(24)上设有阀门二(27)，所述的反冲洗出水管(18)与曝气生物滤池(11)顶部连通。
2.根据权利要求1所述的一种紫外臭氧联用式曝气生物滤池装置，其特征在于：所述的好氧区填料(13)和缺氧区填料(16)均为镧改性沸石，所述的镧改性沸石表面有氢氧化镧和CPB。
3.根据权利要求2所述的一种紫外臭氧联用式曝气生物滤池装置，其特征在于：所述的曝气生物滤池(11)的好氧区与缺氧区的高度比为2：1;所述的曝气生物滤池(11)的滤板(20)设置在曝气生物滤池(11)下部三分之一处。
4.根据权利要求1所述的一种紫外臭氧联用式曝气生物滤池装置，其特征在于：所述的曝气生物滤池(11)为AO式曝气生物滤池。
5.根据权利要求1所述的一种紫外臭氧联用式曝气生物滤池装置，其特征在于：所述的曝气生物滤池(11)的回流比为200%。
6.一种利用权利要求1~5任一权利要求所述的紫外臭氧联用式曝气生物滤池装置进行污水处理的方法，其特征在于：所述方法具体为：
步骤一：污水处理：启动进水泵(2)，污水厂的尾水通过进水管(3)进入臭氧接触反应池(4)内，臭氧发生器(1)产生的臭氧通过臭氧曝气管(6)上的多个臭氧曝气头(7)进入臭氧接触反应池(4)内，尾水在紫外灯(5)的照射下发生催化氧化反应;在波长小于310nm的紫外光照射下，臭氧氧化降解有机物充分，产生的尾气作为气源通过氧气曝气管(14)进入曝气生物滤池(11)，为曝气生物滤池(11)的好氧区提供氧气，经过紫外催化臭氧氧化处理的污水通过抽水泵(8)从曝气生物滤池(11)底部的长柄滤头(17)进入缺氧区，处理后的水继续向上通过滤板(20)进入好氧区，经处理后的水一部分通过回流管(19)回流至下部缺氧区，形成多级AO模式，其余部分的水从滤池上部出水管(12)流出;
步骤二：反冲洗;关闭臭氧接触反应池出水管(24)上的阀门二(27)，打开反冲洗进水管(10)上的阀门一(26)，反冲洗水从反冲泵(9)进入气水混合器(21)后，与从反冲洗进气管(22)出来的气体混合后通过长柄滤头(17)进入曝气生物滤池(11)底部，在气水的剧烈搅动下，被填料截留的悬浮物随反冲洗水不断向上流，最后从反冲洗出水管(18)流出。
说明书
一种紫外臭氧联用式曝气生物滤池装置及采用该装置进行污水处理的方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种紫外臭氧联用式曝气生物滤池装置及采用该装置进行污水处理的方法。
背景技术
目前，臭氧与曝气生物滤池联用的工艺方法在污水处理领域应用广泛，臭氧具有强氧化性，通过产生强氧化能力的羟基对水中的污染物进行氧化、裂解，处理水中难生物降解的污染物质，进一步降低出水中的CODCr指标。曝气生物滤池的原理是微生物接触氧化，附着在填料上的微生物具有吸收、降解、氧化、合成等作用，它具有处理能力强、受气温影响小、耐冲击负荷、不需二沉、工艺流程简单等优点。曝气生物滤池的不足之处在于它对于难降解有机物的处理效果有限，因此在曝气生物滤池前端增加臭氧段，将臭氧的强氧化性与曝气生物滤池很好地结合，可以达到对有机物较好的处理效果。
现有的臭氧—曝气生物滤池多用于深度处理阶段，虽然对于难降解有机物有一定去除效果，但始终无法达到同步有效的去除有机物和氮磷，随着污水排放标准的提升，类地表Ⅳ类水标准的提出，现有的工艺出水难以达标，许多水厂面临着工艺改造的现状。现有的臭氧—曝气生物滤池工艺，对于氮磷的去除效果较差，且多采用单一的臭氧氧化剂，氧化能力不足，臭氧段的氧化不够彻底，这不仅造成臭氧的残留浪费，残留的臭氧还会进入曝气生物滤池，破坏生物膜的形成，影响处理效果。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有工艺氮磷的去除效果差、氧化能力不足的问题，提供一种紫外臭氧联用式曝气生物滤池装置及采用该装置进行污水处理的方法，针对提标改造中的污水厂对于氮磷去除的要求以及臭氧氧化不彻底的问题，通过紫外催化的臭氧接触反应，并在曝气生物滤池内应用具有同步去除氮磷作用的改性沸石填料。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种紫外臭氧联用式曝气生物滤池装置，所述的装置包括臭氧发生器、进水泵、进水管、臭氧接触反应池、紫外灯、臭氧曝气管、多个臭氧曝气头、抽水泵、反冲泵、反冲洗进水管、曝气生物滤池、出水管、好氧区填料、氧气曝气管、多个氧气曝气头、缺氧区填料、长柄滤头、反冲洗出水管、回流管、滤板、气水混合物、反冲洗进气管、臭氧接触反应池出气管、臭氧接触反应池出水管、水管、阀门一、阀门二;
所述的臭氧发生器与臭氧曝气管一端连通，所述的臭氧曝气管另一端封闭，所述的臭氧曝气管上安装有多个臭氧曝气头，所述的多个臭氧曝气头均设置在臭氧接触反应池内底部，所述的进水管与臭氧接触反应池连通，进水管上设有进水泵，所述的臭氧接触反应池内上方设有紫外灯;所述的臭氧接触反应池通过臭氧接触反应池出气管与氧气曝气管连通，所述的氧气曝气管设置在曝气生物滤池中的滤板上方，所述的氧气曝气管上安装有多个氧气曝气头，所述的滤板将曝气生物滤池由上至下分为好氧区和缺氧区，所述的好氧区内填充有好氧区填料，所述的缺氧区填充有缺氧区填料;
所述的臭氧接触反应池出水管一端与臭氧接触反应池连通，所述的臭氧接触反应池出水管另一端与长柄滤头连接，所述的长柄滤头设置在曝气生物滤池内的底部，臭氧接触反应池出水管上设有抽水泵，所述的回流管上下两端分别与曝气生物滤池的好氧区和缺氧区连通，所述的回流管内液体自好氧区上部回流至缺氧区底部，所述的好氧区顶部与出水管连通，所述的反冲洗进水管上设有反冲泵，所述的反冲洗进水管以及反冲洗进气管一端均与气水混合器连通，所述的气水混合器通过水管与长柄滤头连接，水管上设有阀门一，臭氧接触反应池出水管上设有阀门二，所述的反冲洗出水管与曝气生物滤池顶部连通。
一种利用上述的紫外臭氧联用式曝气生物滤池装置进行污水处理的方法，所述方法具体为：
步骤一：污水处理：启动进水泵，污水厂的尾水通过进水管进入臭氧接触反应池内，臭氧发生器产生的臭氧通过臭氧曝气管上的多个臭氧曝气头进入臭氧接触反应池内，尾水在紫外灯的照射下发生催化氧化反应;在波长小于310nm的紫外光照射下，臭氧氧化降解有机物充分，产生的尾气作为气源通过氧气曝气管进入曝气生物滤池，为曝气生物滤池的好氧区提供氧气，经过紫外催化臭氧氧化处理的污水通过抽水泵从曝气生物滤池底部的长柄滤头进入缺氧区，处理后的水继续向上通过滤板进入好氧区，经处理后的水一部分通过回流管回流至下部缺氧区，形成多级AO模式，其余部分的水从滤池上部出水管流出;
步骤二：反冲洗;关闭臭氧接触反应池出水管上的阀门二，打开反冲洗进水管上的阀门一，反冲洗水从反冲泵进入气水混合器后，与从反冲洗进气管出来的气体混合后通过长柄滤头进入曝气生物滤池底部，在气水的剧烈搅动下，被填料截留的悬浮物随反冲洗水不断向上流，最后从反冲洗出水管流出。
本发明相对于现有技术的有益效果是：
(1)本发明利用紫外催化臭氧氧化作用，一方面使臭氧与难降解有机物反应更加充分，减少臭氧残留，节约成本;另一方面，产生尾气中臭氧含量的降低，不会破坏曝气生物滤池中生物膜的形成，水处理效果好。
(2)降低了工艺中的动力消耗，臭氧接触反应池中臭氧氧化有机物产生尾气，含氧浓度高，可作为气源进入曝气生物滤池，为曝气生物滤池好氧区供氧供气，实现了尾气的充分利用，同时也体现了臭氧接触反应池与曝气生物滤池处理的协同作用。
(3)臭氧氧化后不需要安装臭氧破坏装置，一方面由于经紫外催化的臭氧反应更彻底，另一方面臭氧氧化反应产生的尾气直接进入曝气生物滤池，在曝气生物滤池中的停留时间足够长，可以防止臭氧外泄。
(4)采用AO式曝气生物滤池，滤池分为好氧区和缺氧区，硝化与反硝化反应可在同一滤池中进行，脱氮效果良好，曝气生物滤池增加回流管，进行内循环，形成多级AO的形式，可大大提高脱氮的反应效率。
(5)曝气生物滤池采用镧改性沸石作为填料，改性后的沸石表面有氢氧化镧和CPB，可以与硝酸盐氮和磷酸根离子之间进行离子交换，提高了沸石的阴离子吸附能力，作为本发明中曝气生物滤池的填料，可以提高滤池对氮磷的去除率，达到同步去除氮磷的目的。
(6)本发明以污水厂尾水为原水，以镧改性沸石作为曝气生物滤池的填料，通过紫外催化臭氧氧化，产生含氧尾气直接用于曝气生物滤池的处理方法，节约成本，降低消耗的同时，达到了对于难降解有机物的深度处理以及氮磷的同步去除，使出水水质达到类地表Ⅳ类水标准。