公布日：2022.04.15
申请日：2021.12.27
分类号：C02F101/10(2006.01)；C02F101/16(2006.01)；C02F101/30(2006.01)；C02F101/34(2006.01)
摘要
本发明涉及脱氮除磷污水处理装置，包含：依次连通的厌氧池、脱氮除磷池、清水池，脱氮除磷池内布置复合生物填料；复合生物填料包括：木质纤维素、金属物质、低聚糖和生物酶。适用于工业化处理污水，并且具有较好的脱氮除磷作用；复合生物填料主要用于脱氮，脱氮机理：木质纤维素和金属物质在使用中会缓慢消耗，定期补充即可，无需回收，其次该脱氮污水处理装置在运行过程中，自然的微生物会根据进水水质的情况逐渐生长并演化出特定的菌群，达到去除污染物的目的，基本无需进行额外的菌种控制；金属在水中反应生成的金属离子可与磷物质反应生成不可溶性的磷酸盐或多聚磷酸盐沉淀产物，从而达到除磷的目的。
权利要求书
1.一种脱氮除磷污水处理装置，其特征在于，包含：依次连通的厌氧池(2)、脱氮除磷池(4)和清水池(5)，所述脱氮除磷池(4)内布置复合生物填料；所述复合生物填料包括：木质纤维素、金属物质、低聚糖和生物酶。
2.根据权利要求1所述的一种脱氮除磷污水处理装置，其特征在于，所述木质纤维素、金属物质、低聚糖和生物酶的质量比为100:(50-4):(0.1-2.5):(0.005-0.02)。
3.根据权利要求1所述的一种脱氮除磷污水处理装置，其特征在于，所述木质纤维素包括：纤维素、半纤维素和木质素，纤维素、半纤维素和木质素的质量比为(3-6)：(2-5)：(1-3)。
4.根据权利要求3所述的一种脱氮除磷污水处理装置，其特征在于，所述木质纤维素的来源为：木、竹、麦秆、玉米秸秆、玉米芯、甘蔗渣。
5.根据权利要求1所述的一种脱氮除磷污水处理装置，其特征在于，所述金属物质为铁和其他金属，其他金属为锌、锡、镍的其中一种或多种；铁和其他金属的质量比为1：(0.1-0.5)；所述铁指单质铁含量≥90％的物质。
6.根据权利要求1所述的一种脱氮除磷污水处理装置，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、低聚异麦芽糖中的一种或多种，低聚糖与水的质量比为(0.1-1)：1。
7.根据权利要求1所述的一种脱氮除磷污水处理装置，其特征在于，所述生物酶溶液包括：5％-50％的纤维素酶、2％-20％的蛋白酶、3％-30％的果胶酶中的一种或多种的混合，余量为水。
8.根据权利要求1所述的一种脱氮除磷污水处理装置，其特征在于，填料层的制备方法为：S100、通过低聚糖溶液和生物酶溶液对木质纤维素进行改性，获得改性木质纤维素材料；S200、对金属物质酸洗，干燥；S300、将改性木质纤维素材料、金属物质混合。
9.根据权利要求8所述的一种脱氮污水处理装置，其特征在于，改性木质纤维素材料的改性方法为：先均匀喷洒低聚糖溶液于木质纤维素上，待其自然干燥后，再喷洒生物酶溶液，负压抽真空后通风干燥，得到含水率为10％-15％的改性木质纤维素材料；或，将木质纤维素浸泡于低聚糖溶液中12h-24h，取出自然干燥后再喷洒生物酶溶液5min-10min，负压抽真空，通风干燥，得到含水率为10％-15％的改性木质纤维素材料；或，在真空环境下，在木质纤维素上喷洒5min-10min低聚糖溶液，再继续喷洒生物酶溶液5min-10min，负压抽真空通风干燥，得到含水率为10％-15％的改性木质纤维素材料。
10.根据权利要求1-9任一项所述的一种脱氮除磷污水处理装置，其特征在于，还包括进水管(1)、折流区(3)、水泵(6)、反冲洗管(7)、鼓风机(8)，所述进水管(1)连入厌氧池(2)，厌氧池(2)出水经过折流区(3)流入脱氮除磷池(4)，脱氮除磷池(4)出水溢流进入清水池(5)后经过水泵(6)提升排出，在脱氮除磷池(4)底部设置有反冲洗管(7)，反冲洗管(7)与鼓风机(8)连接。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种脱氮除磷污水处理装置，以克服上述现有技术中的不足。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种脱氮除磷污水处理装置，包含：依次连通的厌氧池、脱氮除磷池和清水池，填料池内布置复合生物填料；复合生物填料包括：木质纤维素、金属物质、低聚糖和生物酶。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步，木质纤维素、金属物质、低聚糖和生物酶的质量比为100:(50-4):(0.1-2.5):(0.005-0.02)。
进一步，木质纤维素包括：纤维素、半纤维素和木质素，纤维素、半纤维素和木质素的质量比为(3-6)：(2-5)：(1-3)。
进一步，木质纤维素的来源为：木、竹、麦秆、玉米秸秆、玉米芯、甘蔗渣。
进一步，金属物质为铁和其他金属，其他金属为锌、锡、镍的其中一种或多种；铁和其他金属的质量比为1：(0.1-0.5)；铁指单质铁含量≥90％的物质。
进一步，低聚糖溶液中的低聚糖包括：低聚蔗糖、低聚果糖、低聚异麦芽糖中的一种或多种，低聚糖与水的质量比为(0.1-1)：1。
进一步，生物酶溶液包括：5％-50％的纤维素酶、2％-20％的蛋白酶、3％-30％的果胶酶中的一种或多种的混合，余量为水。
进一步，复合生物填料的制备方法为：
S100、通过低聚糖溶液和生物酶溶液对木质纤维素进行改性，获得改性木质纤维素材料；
S200、对金属物质酸洗，干燥；
S300、将改性木质纤维素材料、金属物质混合。
更进一步，改性木质纤维素材料的改性方法为：
先均匀喷洒低聚糖溶液于木质纤维素上，待其自然干燥后，再喷洒生物酶溶液，负压抽真空后通风干燥，得到含水率为10％-15％的改性木质纤维素材料；或，将木质纤维素浸泡于低聚糖溶液中12h-24h，取出自然干燥后再喷洒生物酶溶液5min-10min，负压抽真空，通风干燥，得到含水率为10％-15％的改性木质纤维素材料；或，在真空环境下，在木质纤维素上喷洒5min-10min低聚糖溶液，再继续喷洒生物酶溶液5min-10min，负压抽真空通风干燥，得到含水率为10％-15％的改性木质纤维素材料。
进一步，还包括进水管、折流区、水泵、反冲洗管、鼓风机，进水管连入厌氧池，厌氧池出水经过折流区流入脱氮除磷池，脱氮除磷池出水溢流进入清水池后经过水泵提升排出，在脱氮除磷池底部设置有反冲洗管，反冲洗管与鼓风机连接。
本发明的有益效果为：
适用于处理生活污水、湖泊/景观水体、养殖污水等，并且具有较好的脱氮除磷作用；
复合生物填料主要用于脱氮，脱氮机理：复合填料中的木质纤维素在水的浸泡及微生物作用下，可释放出有机物作为反硝化菌脱氮的电子供体，将硝氮还原为氮气，实现污水脱氮，木质纤维素和金属物质在使用中会缓慢消耗，定期补充即可，无需回收，其次该脱氮污水处理装置在运行过程中，自然的微生物会根据进水水质的情况逐渐生长并演化出特定的菌群，达到去除污染物的目的，基本无需进行额外的菌种控制；
木质纤维素母体材料主要作为缓释碳源与挂膜载体，在水的浸泡及微生物作用下，释放出有机物作为反硝化菌脱氮的电子供体，将硝氮还原为氮气，实现污水脱氮；
金属物质可降低溶液氧化还原电位，创造更加有利于反硝化菌生存的还原环境，金属离子的絮凝吸附作用有利于生物膜的形成，金属物质会增加系统微生物种类与脱氮相关功能菌种，提高体系稳定性与去除效率；
在木质纤维素脱氮污水处理装置系统中氮污染物的去除是电子转移、氧化还原、微生物变化等同时或顺次发生的多种反应耦合的结果；
金属在可降低水体的氧化还原电位利于反硝化菌生存，刺激微生物进化增加其多样性，加强微生物聚集增加生物量，提高生物降解能力，其水中反应生成的金属离子可与磷物质反应生成不可溶性的磷酸盐或多聚磷酸盐沉淀产物，从而达到除磷的目的。
（发明人：江鹰，郑力，程晓夏，张玮）