公布日：2024.02.23
申請(qǐng)日：2023.12.16
分類號(hào)：C02F3/30(2023.01)I;C02F3/12(2023.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種改進(jìn)的A3/O+MBBR生活污水處理裝置及其使用方法。本發(fā)明的處理裝置包括好氧區(qū)內(nèi)間隔設(shè)置的MBBR反應(yīng)器，MBBR反應(yīng)器包括內(nèi)設(shè)懸浮填料且表面開孔的筒體，平板式曝氣器與曝氣管路連通且可使筒體內(nèi)的懸浮填料處于流化狀態(tài)；預(yù)脫硝區(qū)內(nèi)固定有搭載催化劑的承載框體，催化劑中金屬活性組分由Pd、Cu組成，好氧區(qū)的硝化液部分輸出至預(yù)脫硝區(qū)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的脫氮效率低、填料懸浮效果差且能耗高等問(wèn)題，具有脫氮效率高、填料懸浮效果好、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求書
1.改進(jìn)的A3/O+MBBR生活污水處理裝置，包括依次連通的預(yù)脫硝區(qū)、厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)、沉淀區(qū)，沉淀區(qū)的部分活性污泥回流至接預(yù)脫硝區(qū)及厭氧區(qū)，好氧區(qū)內(nèi)設(shè)有懸浮填料且其硝化液部分輸出至缺氧區(qū)，還原劑溶液箱(1)的物料輸出接預(yù)脫硝區(qū)；其特征在于：A、好氧區(qū)內(nèi)沿污水傳輸方向間隔設(shè)置MBBR反應(yīng)器(8)，MBBR反應(yīng)器(8)包括筒體(8A)，懸浮填料(8B)設(shè)置于筒體(8A)內(nèi)，平板式曝氣器(8D)與好氧區(qū)底部的曝氣管路(13)連通且可使筒體(8A)內(nèi)的懸浮填料(8B)處于流化狀態(tài)，筒體(8A)表面設(shè)有與其內(nèi)部連通的開孔(8F)；B、預(yù)脫硝區(qū)內(nèi)固定有催化劑承載框體(10)，催化劑承載框體(10)上固定有載體(10G)，載體(10G)上承載有用于化學(xué)催化還原脫氮的催化劑，催化劑中金屬活性組分由Pd、Cu組成，二者的質(zhì)量份數(shù)比為Pd：Cu＝1～1.5：1～1.5；好氧區(qū)的硝化液部分輸出至預(yù)脫硝區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的A3/O+MBBR生活污水處理裝置，其特征在于所述的好氧區(qū)的進(jìn)水輸入端通過(guò)折線形流道與沉淀區(qū)的進(jìn)水輸入端連通，MBBR反應(yīng)器(8)設(shè)置于折線形流道內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的A3/O+MBBR生活污水處理裝置，其特征在于所述的折線形流道內(nèi)間隔設(shè)有潛水推進(jìn)器(9)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的改進(jìn)的A3/O+MBBR生活污水處理裝置，其特征在于開孔(8F)為沿筒體(8A)軸向及徑向間隔開設(shè)的長(zhǎng)圓形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的改進(jìn)的A3/O+MBBR生活污水處理裝置，其特征在于筒體(8A)底部通過(guò)支架(8E)與好氧區(qū)底部固定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的A3/O+MBBR生活污水處理裝置，其特征在于所述的筒體(8A)采用通過(guò)法蘭(8C)連接的分段式結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的A3/O+MBBR生活污水處理裝置，其特征在于所述的載體(10G)采用為大孔聚苯乙烯樹脂，載體(10G)的比表面積為400m2/g～600m2/g，孔容為0.4m3/g～2.Om3/g，孔徑為3.0nm～5.0nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的改進(jìn)的A3/O+MBBR生活污水處理裝置，其特征在于所述的載體(10G)通過(guò)懸掛桿(10C)與催化劑承載框體(10)固定。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的A3/O+MBBR生活污水處理裝置，其特征在于所述的催化劑承載框體(10)通過(guò)導(dǎo)軌(10D)與預(yù)脫硝區(qū)池壁連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或9所述的改進(jìn)的A3/O+MBBR生活污水處理裝置，其特征在于所述的催化劑承載框體(10)采用由環(huán)向框架桿(10A)、水平橫向桿(10E)、水平縱向桿(10F)及豎向連接桿(10B)組成的框架結(jié)構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的A3/O+MBBR生活污水處理裝置，其特征在于還原劑溶液箱(1)的物料輸出的通過(guò)加藥泵(2)接預(yù)脫硝區(qū)，還原劑采用甲酸或甲酸鈉。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的A3/O+MBBR生活污水處理裝置，其特征在于沉淀區(qū)形成的污泥部分通過(guò)排泥泵(4)回流至預(yù)脫硝區(qū)和厭氧區(qū)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的A3/O+MBBR生活污水處理裝置，其特征在于好氧區(qū)產(chǎn)生的硝化液經(jīng)硝化液回流泵(3)輸出至缺氧區(qū)。
14.根據(jù)權(quán)利要求1～13所述的改進(jìn)的A3/O+MBBR生活污水處理裝置的使用方法，其特征在于包括如下步驟：a、污水進(jìn)入預(yù)脫硝區(qū)，沉淀區(qū)的部分活性污泥回流至預(yù)脫硝區(qū)，好氧區(qū)內(nèi)的部分硝化液回流至預(yù)脫硝區(qū)；b、還原劑自還原劑溶液箱(1)內(nèi)投加至預(yù)脫硝區(qū)，自沉淀區(qū)輸入的回流污泥以及自好氧區(qū)輸入的部分硝化液在還原劑及催化劑的作用下進(jìn)行化學(xué)催化還原脫氮反應(yīng)，同時(shí)在活性污泥的作用下進(jìn)行生物脫氮反應(yīng)；c、預(yù)脫硝區(qū)產(chǎn)生的污水以及沉淀區(qū)產(chǎn)生部分活性污泥回流至厭氧區(qū)，進(jìn)行厭氧釋磷和有機(jī)物的降解；d、厭氧區(qū)產(chǎn)生的污水以及好氧區(qū)產(chǎn)生的硝化液輸出至缺氧區(qū)，進(jìn)行生物反硝化脫氮和有機(jī)物降解；e、缺氧區(qū)產(chǎn)生的污水進(jìn)入好氧區(qū)內(nèi)的MBBR反應(yīng)器(8)，有機(jī)物充分降解，污水中的氮進(jìn)行硝化反應(yīng)形成硝態(tài)氮，聚磷菌進(jìn)行好氧吸磷反應(yīng)；f、好氧區(qū)出水進(jìn)入沉淀區(qū)泥水分離，產(chǎn)生的活性污泥部分回流至預(yù)脫硝區(qū)和厭氧區(qū)，余下的作為剩余污泥外排。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種改進(jìn)的A3/O+MBBR生活污水處理裝置及其使用方法，以達(dá)到相比現(xiàn)有技術(shù)具有脫氮效率高，能耗較低且構(gòu)造簡(jiǎn)化的發(fā)明目的。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
改進(jìn)的A3/O+MBBR生活污水處理裝置，包括依次連通的預(yù)脫硝區(qū)、厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)、沉淀區(qū)，沉淀區(qū)的部分活性污泥回流至接預(yù)脫硝區(qū)及厭氧區(qū)，好氧區(qū)內(nèi)設(shè)有懸浮填料且其硝化液部分輸出至缺氧區(qū)，還原劑溶液箱的物料輸出接預(yù)脫硝區(qū)；還包括：
A、好氧區(qū)內(nèi)沿污水傳輸方向間隔設(shè)置MBBR反應(yīng)器，MBBR反應(yīng)器包括筒體，懸浮填料設(shè)置于筒體內(nèi)，平板式曝氣器與好氧區(qū)底部的曝氣管路連通且可使筒體內(nèi)的懸浮填料處于流化狀態(tài)，筒體表面設(shè)有與其內(nèi)部連通的開孔；
B、預(yù)脫硝區(qū)內(nèi)固定有催化劑承載框體，催化劑承載框體上固定有載體，載體上承載有用于化學(xué)催化還原脫氮的催化劑，催化劑中金屬活性組分由Pd、Cu組成，二者的質(zhì)量份數(shù)比為Pd：Cu＝1～1.5：1～1.5；好氧區(qū)的硝化液部分輸出至預(yù)脫硝區(qū)。
改進(jìn)的A3/O+MBBR生活污水處理裝置的使用方法，包括如下步驟：
a、污水進(jìn)入預(yù)脫硝區(qū)，沉淀區(qū)的部分活性污泥回流至預(yù)脫硝區(qū)，好氧區(qū)內(nèi)的部分硝化液回流至預(yù)脫硝區(qū)；
b、還原劑自還原劑溶液箱內(nèi)投加至預(yù)脫硝區(qū)，自沉淀區(qū)輸入的回流污泥以及自好氧區(qū)輸入的部分硝化液在還原劑及催化劑的作用下進(jìn)行化學(xué)催化還原脫氮反應(yīng)，同時(shí)在活性污泥的作用下進(jìn)行生物脫氮反應(yīng)；
c、預(yù)脫硝區(qū)產(chǎn)生的污水以及沉淀區(qū)產(chǎn)生部分活性污泥回流至厭氧區(qū)，進(jìn)行厭氧釋磷和有機(jī)物的降解；
d、厭氧區(qū)產(chǎn)生的污水以及好氧區(qū)產(chǎn)生的硝化液輸出至缺氧區(qū)，進(jìn)行生物反硝化脫氮和有機(jī)物降解；
e、缺氧區(qū)產(chǎn)生的污水進(jìn)入好氧區(qū)內(nèi)的MBBR反應(yīng)器，有機(jī)物充分降解，污水中的氮進(jìn)行硝化反應(yīng)形成硝態(tài)氮，聚磷菌進(jìn)行好氧吸磷反應(yīng)；
f、好氧區(qū)出水進(jìn)入沉淀區(qū)泥水分離，產(chǎn)生的活性污泥部分回流至預(yù)脫硝區(qū)和厭氧區(qū)，余下的作為剩余污泥外排。
為便于好氧區(qū)內(nèi)反應(yīng)的充分進(jìn)行，同時(shí)避免物料短路運(yùn)行，優(yōu)選的技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段是，所述的好氧區(qū)的進(jìn)水輸入端通過(guò)折線形流道與沉淀區(qū)的進(jìn)水輸入端連通，MBBR反應(yīng)器設(shè)置于折線形流道內(nèi)。為便于物料流動(dòng)，優(yōu)選的技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段是，折線形流道內(nèi)間隔設(shè)有潛水推進(jìn)器。
所述的開孔為沿筒體軸向及徑向間隔開設(shè)的長(zhǎng)圓形。
為便于實(shí)現(xiàn)筒體的固定，優(yōu)選的技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段是，所述的筒體底部通過(guò)支架與好氧區(qū)底部固定。
為使筒體的高度能夠滿足不同的需要，同時(shí)便于實(shí)現(xiàn)拆裝維護(hù)，優(yōu)選的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式是，所述的筒體采用通過(guò)法蘭連接的分段式結(jié)構(gòu)。
為滿足催化效果的需要，同時(shí)便于實(shí)現(xiàn)催化劑在載體上的搭載效果，優(yōu)選的技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段是，所述的載體采用為大孔聚苯乙烯樹脂，載體的比表面積為400m2/g～600m2/g，孔容為0.4m3/g～2.Om3/g，孔徑為3.0nm～5.0nm。
為便于實(shí)現(xiàn)載體的安裝，優(yōu)選的技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段是，所述的載體通過(guò)懸掛桿與催化劑承載框體固定。
為便于實(shí)現(xiàn)催化劑承載框體的安裝，優(yōu)選的技術(shù)實(shí)現(xiàn)手段是，所述的催化劑承載框體通過(guò)導(dǎo)軌與預(yù)脫硝區(qū)池壁連接。這樣可以方便地通過(guò)插接配合將催化劑承載框體與預(yù)脫硝區(qū)內(nèi)壁實(shí)現(xiàn)裝配。
催化劑承載框體可以采用多種結(jié)構(gòu)形式的框架結(jié)構(gòu)以滿足結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的需要，同時(shí)便于實(shí)現(xiàn)催化劑的搭載，均不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)，優(yōu)選的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式是，所述的催化劑承載框體采用由環(huán)向框架桿、水平橫向桿、水平縱向桿及豎向連接桿組成的框架結(jié)構(gòu)。
還原劑溶液箱的物料輸出的通過(guò)加藥泵接預(yù)脫硝區(qū)，還原劑采用甲酸或甲酸鈉。
沉淀區(qū)形成的活性污泥部分通過(guò)排泥泵回流至預(yù)脫硝區(qū)和厭氧區(qū)。
好氧區(qū)產(chǎn)生的硝化液經(jīng)硝化液回流泵輸出至缺氧區(qū)。
為驗(yàn)證本發(fā)明的效果，申請(qǐng)人進(jìn)行了如下試驗(yàn)：
脫氮去除率試驗(yàn)
1、實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2023年8月20日；
2、試驗(yàn)地點(diǎn)：河北天大環(huán)境研究院有限公司；
3、試驗(yàn)人員：蔣鵬飛，付時(shí)翔；
4、試驗(yàn)依據(jù)：《水質(zhì)硝酸鹽氮的測(cè)定紫外分光光度法》(HJ/T346-2007)、《水質(zhì)氨氮的測(cè)定納氏試劑分光光度法》(HJ535-2009)、《水質(zhì)亞硝酸鹽氮的測(cè)定分光光度法》(GB7493-87)；
5、試驗(yàn)過(guò)程：處理污水為人工模擬的生活污水，硝酸鹽氮為529mg/L，主要工藝運(yùn)行條件為：甲酸投加量6.5g/L，反應(yīng)溫度25℃，催化劑活性組分Pd-Cu質(zhì)量百分比：Pd1％～1.5％，Cu1％～1.5％；載體大孔聚苯乙烯樹脂比表面積400m2/g～600m2/g，孔容0.4m3/g～2.Om3/g；pH＝4.2，反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)，DO溶解氧0.5-1mg/L；
6、試驗(yàn)結(jié)果：反應(yīng)結(jié)束后硝酸鹽氮為63.48mg/L，氨氮為12mg/L，硝酸鹽去除率為88％，氮?dú)膺x擇性為90％。
在本發(fā)明的描述中，術(shù)語(yǔ)“軸向”、“徑向”、“底部”、“輸入”、“輸出”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于簡(jiǎn)化描述本發(fā)明，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述區(qū)別，而不能理解為暗示重要性。
本發(fā)明所具備的實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)及取得的顯著技術(shù)進(jìn)步在于：
1、本發(fā)明在預(yù)脫硝區(qū)設(shè)置有搭載催化劑的承載框體，一是將化學(xué)催化還原法脫氮與生物脫氮相結(jié)合，可以達(dá)到更高的脫氮效率，經(jīng)申請(qǐng)人試驗(yàn)，采用本發(fā)明的裝置及方法硝酸鹽去除率為88％，氮?dú)膺x擇性達(dá)到90％，相比現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)脫氮效率為50％～70％大幅度提高；二是采用大孔聚苯乙烯樹脂作為催化劑載體，能夠有效保證催化劑的搭載量進(jìn)而滿足反應(yīng)的順利進(jìn)行，同時(shí)承載框體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，利于工藝的穩(wěn)定運(yùn)行。
2、本發(fā)明在好氧區(qū)采用折線形流道+改進(jìn)型MBBR填料布置形式，一是將活性污泥法和生物膜法相結(jié)合，提高了生化處理效率；二是將MBBR反應(yīng)器設(shè)置于水流過(guò)水?dāng)嗝嫣幉⒉捎谜劬�形流道，可以防止水流在好氧區(qū)內(nèi)短路流動(dòng)，同時(shí)延長(zhǎng)反應(yīng)路徑，提高反應(yīng)效果。
3、本發(fā)明將懸浮填料設(shè)置于筒體內(nèi)，下部設(shè)有平板式曝氣器，使筒體內(nèi)的填料處于流化狀態(tài)。相比于現(xiàn)有技術(shù)中一是能耗較低且填料更易于懸��；二是省去攔截裝置，設(shè)備簡(jiǎn)化且投入有效降低。
（發(fā)明人：李小亞;栗勇田;蔣鵬飛;李軍波;王東偉;王方舟;付時(shí)翔;鐘煥;張青）
