申请日2020.09.10
公开（公告）日2021.02.19
IPC分类号C02F3/28; C02F3/34
摘要
本实用新型公开了一种以硫铁矿石作填料的自养反硝化深床滤池，涉及污水处理技术领域，包括滤池，滤池一侧相连的污水池，滤池设有含PVA凝胶颗粒和硫铁矿石颗粒的滤床；PVA凝胶颗粒内包裹有自养反硝化污泥和硫铁矿石粉末，PVA凝胶颗粒均匀分布于滤床的滤料间隙中。本实用新型以硫铁矿石作滤料的自养反硝化深床滤池的快速启动，能够在在较短的时间内达到或恢复自养反硝化高效且稳定运行的功能。通过实验表明，该方法可较大地缩短自养反硝化深床滤池的启动时间(平均25天)。具有很好的运用前景。
权利要求书
1.一种以硫铁矿石作填料的自养反硝化深床滤池，包括滤池(1)，所述滤池(1)一侧相连的污水池(2)，其特征在于，所述滤池(1)设有含PVA凝胶颗粒(62)和硫铁矿石颗粒(63)的滤床(6)；
所述PVA凝胶颗粒(62)内包裹有自养反硝化污泥(621)和硫铁矿石粉末(622)，所述PVA凝胶颗粒(62)均匀分布于滤床(6)的滤料间隙中。
2.根据权利要求1所述的一种以硫铁矿石作填料的自养反硝化深床滤池，其特征在于，所述滤池(1)内部至少设有一个隔离墙(3)，所述隔离墙(3)将滤池(1)分割成多个滤室(31)，每个滤室(31)内设有多个放置槽(5)，所述滤床(6)可拆卸连接在放置槽(5)内，所述滤床(6)的外部设有外围支撑架(7)，外围支撑架(7)的周向上固定设有密封层(11)，外围支撑架(7)的顶部固定设有吊耳(8)。
3.根据权利要求2所述的一种以硫铁矿石作填料的自养反硝化深床滤池，其特征在于，所述滤室(31)对应所述污水池(2)的一侧均设有入水口(10)，所述入水口(10)上设有可升降的闸(101)。
4.根据权利要求1所述的一种以硫铁矿石作填料的自养反硝化深床滤池，其特征在于，所述滤床(6)内设有用于PVA凝胶颗粒(62)和硫铁矿石颗粒(63)支撑的滤料支撑骨架(61)，所述滤料支撑骨架(61)采用惰性石料作为支撑骨架。
5.根据权利要求4所述的一种以硫铁矿石作填料的自养反硝化深床滤池，其特征在于，所述PVA凝胶颗粒(62)的等效球直径为2mm，硫铁矿石颗粒(63)的等效球直径为2～5mm，滤料支撑骨架(61)的石料粒径为6～8mm。
6.根据权利要求5所述的一种以硫铁矿石作填料的自养反硝化深床滤池，其特征在于，所述硫铁矿石颗粒(63)的堆积体积为滤床(6)体积的50％～70％，滤料支撑骨架(61)的石料堆积体积为滤床(6)体积的20％～40％，PVA凝胶颗粒堆积体积为滤床(6)体积的10％。
7.根据权利要求1所述的一种以硫铁矿石作填料的自养反硝化深床滤池，其特征在于，所述滤池(1)上贯穿设有走道(9)，滤池(1)的底部铺设有出水管(4)。
说明书
一种以硫铁矿石作填料的自养反硝化深床滤池
技术领域
本实用新型属于污水处理技术领域，具体涉及一种一种以硫铁矿石作填料的自养反硝化深床滤池。
背景技术
随着人类工业化进程的开展，大量含有氮素的废水进入到湖泊、河流和海洋等天然水体，造成天然水体的富营养化，造成藻类的大量繁殖，危及水生生态体系的稳定性和生物多样性，并且水体中的氮素还对人类的饮用水水源产生较大的污染，影响人类的身体健康。
传统的硝化-反硝化脱氮工艺应用较广，脱氮效果较好。反硝化深床滤池是能够同时进行反硝化脱氮和过滤的生化工艺，能够很好地去除污水中的SS和硝酸盐，稳定性好，能耗低，运行成本低。应用较广的反硝化深床滤池一般以石英砂作为滤料，执行反硝化功能的微生物一般为异养反硝化菌，但在进水有机物浓度较低时反硝化功能会减弱，硝酸盐去除率降低，因而不适用于低C/N(C/N＜3)污水的处理。
自养反硝化深床滤池能够适应C/N较低甚至进水不含有机物的情形，并且由于硫铁矿石成本较低，使得运行成本较低。但自养反硝化菌世代期较长，增殖速率慢，且在深床滤池启动阶段易受进水负荷冲击影响，启动时间较长(超过90天)。
为此，我们提出一种以硫铁矿石作填料的自养反硝化深床滤池。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决现有技术中以硫铁矿石作滤料自养反硝化深床滤池启动时间较长的问题，而提供了一种以硫铁矿石作滤料的自养反硝化深床滤池。本实用新型提出的污泥接种方式区别于传统的直接投加自养反硝化污泥的方式，是将自养反硝化污泥和硫铁矿石粉末包裹于PVA凝胶颗粒中后投加到滤床中。PVA凝胶颗粒较大的尺寸以及内部交联的结构可以有效地避免深床滤池启动阶段自养反硝化活性污泥的流失。PVA凝胶颗粒中活性污泥和硫铁矿石粉末分散均质的体系形成了自养反硝化菌和底物间较大的传质界面，强化了传质过程，提高了自养反硝化菌的增殖速率。PVA凝胶颗粒中由外向内形成的梯级递减的硝酸盐浓度梯度也为启动阶段的自养反硝化菌提供了较宽的底物浓度范围，避免进水硝酸盐浓度过高造成自养反硝化菌的整体抑制。
为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
设计一种以硫铁矿石作填料的自养反硝化深床滤池，包括滤池，所述滤池一侧相连的污水池，所述滤池设有含PVA凝胶颗粒和硫铁矿石颗粒的滤床；所述PVA凝胶颗粒内包裹有自养反硝化污泥和硫铁矿石粉末，所述PVA凝胶颗粒均匀分布于滤床的滤料间隙中。自养反硝化污泥和硫铁矿石粉末包裹于PVA凝胶颗粒中，然后投加到滤床中来完成污泥接种。
进一步的，所述滤池内部至少设有一个隔离墙，所述隔离墙将滤池分割成多个滤室，多个滤室可独立运行，避免因局部滤床出现问题，导致整个滤池瘫痪，每个滤室内设有多个放置槽，所述滤床可拆卸连接在放置槽内，所述滤床的外部设有外围支撑架，外围支撑架的周向上固定设有密封层，密封层用于外围支撑架与放置槽接触面之间的密封作用，外围支撑架的顶部固定设有吊耳，通过放置槽可将滤池分割成多个单元模块，并通过吊耳将独立单元模块进行吊装更换。
进一步的，所述滤室对应所述污水池的一侧均设有入水口，所述入水口上设有可升降的闸，闸用于封闭入水口，入水口用于污水池的污水流入滤室。
进一步的，所述滤床内设有用于PVA凝胶颗粒和硫铁矿石颗粒支撑的滤料支撑骨架，所述滤料支撑骨架采用惰性石料作为支撑骨架，惰性石料可采用石英石、无烟煤等。
进一步的，所述PVA凝胶颗粒的等效球直径为2mm，硫铁矿石颗粒的等效球直径为2～5mm，滤料支撑骨架的石料粒径为6～8mm；硫铁矿石滤料不仅作为深床滤池的滤料，而且将为自养反硝化过程提供电子供体(S-、Fe2+)，
进一步的，其特征在于，所述硫铁矿石颗粒的堆积体积为滤床体积的50％～70％，滤料支撑骨架的石料堆积体积为滤床体积的20％～40％，PVA凝胶颗粒堆积体积为滤床体积的10％。 PVA凝胶颗粒的粒径与硫铁矿石颗粒空隙应匹配，使得PVA凝胶颗粒既不会全部漏到滤床下部，也不会被硫铁矿石滤料挤压破碎，PVA凝胶颗粒受矿石滤料挤压破碎的比例不超过5％。在自养反硝化深床滤池的启动阶段，硫铁矿石滤料和惰性石料滤料都发挥支撑骨架的作用，保证滤床滤料间隙率和堆积体积的稳定。但硫铁矿石滤料会作为自养反硝化过程的底物被逐渐消耗，造成滤床塌陷，滤料间隙率降低。此时惰性石料滤料将更大程度地发挥支撑骨架的作用，维持滤床滤料间隙率的相对稳定，减轻滤料间隙压缩程度和PVA凝胶颗粒被挤压破碎的程度。
进一步的，所述滤池上贯穿设有走道，滤池的底部铺设有出水管。
本实用新型提出的一种以硫铁矿石作填料的自养反硝化深床滤池的快速启动方法，相对于现有技术，本实用新型的有益效果为：
(1)、本实用新型的PVA凝胶颗粒包裹着自养反硝化活性污泥，其较大的颗粒尺寸和内部的交联结构可有效地防止深床滤池启动阶段活性污泥流失。
(2)、本实用新型的PVA凝胶颗粒中活性污泥和硫铁矿石粉末分散均质的体系形成了自养反硝化菌和底物间较大的传质界面，强化了传质过程，提高了自养反硝化菌的增殖速率。
(3)、本实用新型的PVA凝胶颗粒中由外向内形成的梯级递减的硝酸盐浓度梯度也为启动阶段的自养反硝化菌提供了较宽的底物浓度范围，避免进水硝酸盐浓度过高造成自养反硝化菌的整体抑制。
(4)、本实用新型的自养反硝化深床滤池启动阶段进水硝酸盐浓度和HRT的控制可有效防止硝酸盐累积对自养反硝化菌造成抑制。
（发明人：孙信柏;朱辉;曹惠忠;董畔;刘爱宝）