專利名稱：城市污水廠二級處理出水深度處理的裝置及工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種污水再生處理技術(shù)領(lǐng)域，具體的是一種用于污水處理廠二級處理出水深度處理的裝置及工藝。
背景技術(shù)：
城市污水再生利用是緩解水資源短缺的有效途徑之一，經(jīng)過凈化處理后的城市污水可以用作生活雜用水、市政綠化用水、工業(yè)用水、景觀生態(tài)補(bǔ)水和農(nóng)田灌溉等多種用途， 可替代等量的新鮮水量。污水的再生利用既開辟了一個穩(wěn)定的新水源，又可減少廢水排放造成的環(huán)境負(fù)荷，對緩解水資源緊缺和改善水環(huán)境都有重要的意義。然而，城市污水廠二級處理出水即再生水中殘留的毒害污染物COD、營養(yǎng)鹽和病原微生物通過不同的回用途徑對生物和受納水體的生態(tài)安全構(gòu)成了潛在的危害。因此，城市污水再生的經(jīng)濟(jì)開發(fā)問題是城市污水再生利用亟待解決的問題。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示污水處理廠二級處理出水中仍然殘留部分有機(jī)物及懸浮物。這些有機(jī)物及懸浮物在再生水的應(yīng)用中，會給生態(tài)環(huán)境以及人體健康帶來嚴(yán)重的破壞，帶來潛在的風(fēng)險。城市污水深度處理技術(shù)主要就是去除在傳統(tǒng)二級處理過程中不能去除或不能完全去除的污染物和病原微生物。由于污水再生利用的目的不同，對污水的處理程度也要求不同，需要針對具體回用目的選用不同的處理工藝。傳統(tǒng)的二級處理出水的污水深度處理工藝為混凝沉淀砂濾，其目的是去除懸浮物、濁度和殺滅水傳染病菌，提高對有機(jī)物、濁度、磷和氮等營養(yǎng)物質(zhì)及其他溶解性物質(zhì)的去除率，改善出水水質(zhì)，但難以徹底去除水中營養(yǎng)鹽及懸浮物、有毒有害微量污染物和色度等，難以保證出水水質(zhì)滿足地表水體的要求。因此，需要對傳統(tǒng)的二級處理出水的污水深度處理工藝做進(jìn)一步的改進(jìn)，以提高污水深度處理的效果，進(jìn)一步提高再生水的水質(zhì)，而且簡化運(yùn)行工藝，降低運(yùn)行成本，更好地滿足社會的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述技術(shù)問題，提出一種城市污水廠二級處理出水深度處理的裝置及工藝，本裝置及工藝采用反硝化生物濾池、超濾膜過濾、臭氧化處理工藝，通過反硝化生物濾池脫氮滿足再生水總氮的要求，再通過超濾膜過濾不僅可以去除濁度，同時降低微生物及C0D，后續(xù)臭氧化處理不僅可以氧化再生水中的色度即水質(zhì)感官指標(biāo)達(dá)到要求，而且能夠殺滅部分病原微生物，降低后續(xù)消毒過程消毒劑的用量。該深度處理裝置及工藝流程簡單、處理質(zhì)量高、投資省、占地小。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的城市污水廠二級處理出水深度處理的裝置，其特征是設(shè)有依序前后排列和連通的反硝化生物濾池、膜濾池和臭氧接觸池；所述反硝化濾池填料采用密度> 1.0的重質(zhì)濾料，反硝化生物濾池的進(jìn)水管與污水處理廠的二級處理出水管連通，該進(jìn)水管上設(shè)有流量可調(diào)變頻泵，反硝化生物濾池內(nèi)水流方向?yàn)橛上轮辽系纳狭魇?；設(shè)有碳源箱、可調(diào)流量可調(diào)變頻投加泵及管路，該碳源投加的管路與反硝化生物濾池的進(jìn)水管路連通；所述膜濾池采用中空纖維超濾膜，該超濾膜孔徑0. 02 μ m，采用完全浸沒式抽吸負(fù)壓產(chǎn)水，出水連通臭氧接觸池；設(shè)有臭氧發(fā)生器和臭氧投加布?xì)夤?，該臭氧投加布?xì)夤芘c所述臭氧接觸池底部連通，經(jīng)布?xì)庋b置與水逆向流動；所述反硝化生物濾池和膜濾池設(shè)有與膜濾池的出水口連通的反沖洗管道；所述臭氧接觸池的出水口設(shè)有一個直接通入清水池的管道和一個經(jīng)消毒裝置后再通入清水池的管道，臭氧接觸池有效水深 3-6m，池中水停留時間10-15min，池底部設(shè)有底部曝氣板，臭氧接觸池中pH為6_7，臭氧投加量為l_15mg/L，優(yōu)選為3-8mg/L ；在所述反硝化生物濾池的進(jìn)水和出水管道上設(shè)有在線硝酸鹽氮濃度計和在線COD濃度計，并設(shè)有控制器，該控制器與所述在線硝酸鹽氮濃度計和在線COD濃度計進(jìn)行信號連接，并與所述反硝化濾的進(jìn)水管上的變頻泵和碳源投加管上的變頻投加泵進(jìn)行流量控制連接。本發(fā)明的利用城市污水廠二級處理出水深度處理裝置的工藝其特征包括以下步驟1)設(shè)定反硝化生物濾池的碳源投加和進(jìn)水控制器的控制數(shù)據(jù)，并開啟裝置開始運(yùn)行設(shè)定出水硝酸鹽氮濃度標(biāo)準(zhǔn)值a、C0D濃度標(biāo)準(zhǔn)值b、碳源投加泵的標(biāo)準(zhǔn)投加量C、當(dāng)硝酸鹽氮含量變化值al，C0D含量變化值bl，出水硝酸鹽氮值a的允許值范圍一般為a彡IOmg/ L ；COD的含量值b允許范圍一般為b ( 30mg/L ；則c值為C= (alXsl) + (blXs2)；式中的sl、s2為常數(shù)，該兩常數(shù)，控制器每隔30-60分鐘進(jìn)行一次提取水硝酸鹽氮濃度和COD濃度值，進(jìn)行一次對變頻泵的調(diào)節(jié)；設(shè)定二級處理出水的進(jìn)水流量值，可以根據(jù)反硝化生物濾池中處理水的停留時間，臭氧接觸池中處理水停留的時間和具體的池體容積來確定，一般反硝化生物濾池中水停留的時間為40-56小時，臭氧接觸池中水停留的時間為10-20分鐘；設(shè)定上述值后開啟裝
置運(yùn)行。2) 二級處理出水進(jìn)入反硝化濾池，在投加碳源的基礎(chǔ)上進(jìn)行反硝化脫氮處理。二級處理出水中的硝酸鹽被硝酸鹽還原菌及亞硝酸鹽還原菌分兩步還原為氮?dú)?；反硝化濾池外加碳源可分為三類(1)易于生物降解的有機(jī)物，如甲醇，乙醇，乙酸等；( 慢速生物降解的有機(jī)物，如淀粉，蛋白質(zhì)等；C3)細(xì)胞物質(zhì)，細(xì)菌利用細(xì)胞成分進(jìn)行內(nèi)源反硝化。易于生物降解的有機(jī)物作為反硝化碳源時，反硝化速率最快，可提高DNBF的處理效率，并使反硝化過程穩(wěn)定可靠，因此，推薦使用易于生物降解的有機(jī)物作為碳源；由于反硝化菌生長較快，且易于培養(yǎng)，生物反應(yīng)器掛膜啟動的方法一般采用先間歇培養(yǎng)，然后再進(jìn)行負(fù)荷逐漸增加的連續(xù)流進(jìn)水或逐漸增加流速進(jìn)行連續(xù)流培養(yǎng)的方法；DNBF反沖洗過程宜采用降水一氣沖一氣水沖一水沖的運(yùn)行方式；反沖洗過程如下降水降低水位至過濾層IOcm以上； 氣沖氣沖強(qiáng)度50 70m/h,時間2-5min ；氣水沖氣沖強(qiáng)度50 70m/h,水沖強(qiáng)度25 40m/h,時間5-10min ；水沖水沖強(qiáng)度25 40m/h,時間5-10min。3)經(jīng)上述反硝化處理工藝處理后，進(jìn)入膜過濾池，膜浸沒在膜池的進(jìn)水中，并由透過液泵將進(jìn)水泵房出水負(fù)壓抽吸過膜壁；膜濾池的反沖洗每間隔30-60分鐘進(jìn)行一次；超濾膜的選型可首選PVDF聚偏氟乙烯(親水性)膜，標(biāo)稱孔徑0. 02微米。經(jīng)過膜濾池的過濾可以降低水中的細(xì)菌和大腸桿菌，有效地清除其中的懸浮顆粒，并在一定程度上降低B0D、 COD、總氮等污染物的濃度。
4)經(jīng)上述工藝后，進(jìn)入臭氧接觸池，對再生水中溶解態(tài)難以生物降解的致色有機(jī)物、毒害有機(jī)物進(jìn)行臭氧氧化脫色降解，進(jìn)一步改善出水色度，對經(jīng)過臭氧接觸池處理后的水質(zhì)進(jìn)行檢測，如果已經(jīng)達(dá)到出水標(biāo)準(zhǔn)，開啟直接通入清水池的管道，將再生水即處理過的二級處理出水排入清水池備用，若在消毒方面仍不符合要求，則開通消毒池通道，再經(jīng)消毒池消毒后排入清水池；5)重復(fù)2)至4)步驟；采用本發(fā)明的處理工藝，可以充分利用二級處理出水中殘余碳源，反硝化脫氮，同時又可以根據(jù)需要增加碳源的投入，以保證處理的效果；通過膜過濾能夠有效去除不溶顆粒態(tài)COD及病原微生物降低出水濁度。臭氧接觸池能夠有效的氧化水中不飽和有機(jī)物，同時可以有效的殺滅部分病原微生物。因此，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)完善、工藝流程簡單、處理質(zhì)量好、效率高、投資省、占地小等多優(yōu)點(diǎn)，在城市污水處理廠二級處理出水的深度處理上有重要的應(yīng)用前景。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明的外形并不受此圖的限制，僅外形改變也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明實(shí)施例城市污水廠二級處理出水深度處理的裝置，設(shè)有依序前后排列和連通的反硝化生物濾池3、膜濾池5和臭氧接觸池6 ；所述反硝化濾池填料采用密度> 1. 0的重質(zhì)濾料，反硝化生物濾池的進(jìn)水管與污水處理廠的二級處理出水管10連通，該進(jìn)水管上設(shè)有流量可調(diào)變頻泵22，反硝化生物濾池內(nèi)水流方向?yàn)橛上轮辽系纳狭魇?；設(shè)有碳源箱1、可調(diào)流量變頻投加泵21及管路，該碳源投加的管路與反硝化生物濾池的進(jìn)水管路連通；所述膜濾池采用中空纖維超濾膜，該超濾膜孔徑 0. 02 μ m，采用完全浸沒式抽吸負(fù)壓產(chǎn)水，出水連通臭氧接觸池6 ；設(shè)有臭氧發(fā)生器8和臭氧投加布?xì)夤?，該臭氧投加布?xì)夤芘c所述臭氧接觸池底部連通，經(jīng)布?xì)庋b置與水逆向流動；所述反硝化生物濾池和膜濾池設(shè)有與膜濾池的出水口連通的反沖洗管道9 ；所述臭氧接觸池的出水口設(shè)有一個直接通入清水池81的管道71和一個經(jīng)消毒池7后再通入清水池的管道，臭氧接觸池有效水深5m，池中水停留時間12min，池底部設(shè)有底部曝氣板，臭氧接觸池中PH為6，臭氧投加量6mg/L;在所述反硝化生物濾池的進(jìn)水和出水管道上設(shè)有在線硝酸鹽氮濃度計和在線COD濃度計4、41，并設(shè)有控制器2，該控制器與所述在線硝酸鹽氮濃度計和在線COD濃度計進(jìn)行信號連接，并與所述反硝化濾的進(jìn)水管上的變頻泵和碳源投加管上的變頻投加泵進(jìn)行流量控制連接。利用城市污水廠二級處理出水深度處理的裝置的工藝1)設(shè)定反硝化生物濾池的碳源投加和反硝化生物濾池進(jìn)水控制器的控制數(shù)據(jù)，并開啟裝置開始運(yùn)行根據(jù)反硝化生物濾池中處理水的停留時間，臭氧接觸池中處理水停留的時間和各池體容積確定進(jìn)水的流量值；設(shè)定出水硝酸鹽氮濃度標(biāo)準(zhǔn)值al = 8mg/L、C0D濃度標(biāo)準(zhǔn)值bl = 30mg/L,當(dāng)進(jìn)水硝酸鹽氮含量a = 20mg/L,進(jìn)出水COD含量b = 30mg/L ’出水硝酸鹽氮值a的值為al = 8mg/L ；COD的含量值bl為35mg/L ；碳源甲醇投加量c通過反硝化生物濾池進(jìn)出水水質(zhì)及下面公式進(jìn)行計算，由控制器完成；
權(quán)利要求
1.一種城市污水廠二級處理出水深度處理的裝置，其特征是設(shè)有依序前后排列和連通的反硝化生物濾池(3)、膜濾池( 和臭氧接觸池(6)；所述反硝化濾池填料采用密度> 1.0的重質(zhì)濾料，反硝化生物濾池的進(jìn)水管與污水處理廠的二級處理出水管(10)連通，該進(jìn)水管上設(shè)有流量可調(diào)變頻泵(22)，反硝化生物濾池內(nèi)水流方向?yàn)橛上轮辽系纳狭魇?；設(shè)有碳源箱(1)、可調(diào)流量變頻投加泵及管路，該碳源投加的管路與反硝化生物濾池的進(jìn)水管路連通；所述膜濾池采用中空纖維超濾膜，該超濾膜孔徑0. 02 μ m，采用完全浸沒式抽吸負(fù)壓產(chǎn)水，出水連通臭氧接觸池(6)；設(shè)有臭氧發(fā)生器(8)和臭氧投加布?xì)夤?，該臭氧投加布?xì)夤芘c所述臭氧接觸池底部連通，經(jīng)布?xì)庋b置與水逆向流動；所述反硝化生物濾池和膜濾池設(shè)有與膜濾池的出水口連通的反沖洗管道(9)；所述臭氧接觸池的出水口設(shè)有一個直接通入清水池(81)的管道(71)和一個經(jīng)消毒池(7)后再通入清水池的管道，臭氧接觸池有效水深3-6m，池中水停留時間10-15min，池底部設(shè)有底部曝氣板，臭氧接觸池中pH 為6-7，臭氧投加量為l_15mg/L，優(yōu)選3_8mg/L ；在所述反硝化生物濾池的進(jìn)水和出水管道上設(shè)有在線硝酸鹽氮濃度計和在線COD濃度計(4、41)，并設(shè)有控制器O)，該控制器與所述在線硝酸鹽氮濃度計和在線COD濃度計進(jìn)行信號連接，并與所述反硝化濾的進(jìn)水管上的變頻泵和碳源投加管上的變頻投加泵進(jìn)行流量控制連接。
2.本發(fā)明的利用城市污水廠二級處理出水深度處理的裝置的工藝其特征包括以下步驟；1)設(shè)定反硝化生物濾池的碳源投加和進(jìn)水控制器的控制數(shù)據(jù)，并開啟裝置開始運(yùn)行 設(shè)定進(jìn)水硝酸鹽濃度為a，出水硝酸鹽氮濃度標(biāo)準(zhǔn)值al、進(jìn)水COD濃度為b，出水COD濃度標(biāo)準(zhǔn)值bl、碳源甲醇投加量值c，出水硝酸鹽氮值a的允許值范圍一般為a彡10mg/L ;C0D的含量值b允許范圍一般為b ( 30mg/L ；不考慮溶解氧及亞硝酸鹽的情況下c值為c = 2. 47(a-al)-0. 67(bl_b)；控制器每隔30-60分鐘進(jìn)行一次提取水硝酸鹽氮濃度和COD濃度值，進(jìn)行一次對變頻泵的調(diào)；設(shè)定二級處理進(jìn)水的進(jìn)水流量值，可以根據(jù)反硝化生物濾池中處理水的停留時間， 臭氧接觸池中處理水停留的時間和具體的池體容積來確定，一般反硝化生物濾池中水停留的時間為40-56小時，臭氧接觸池中水停留的時間為10-20分鐘；設(shè)定上述值后開啟裝置運(yùn)行。2)二級處理出水進(jìn)入反硝化濾池，在投加碳源的基礎(chǔ)上進(jìn)行反硝化脫氮處理二級處理出水中的硝酸鹽被硝酸鹽還原菌及亞硝酸鹽還原菌分兩步還原為氮?dú)?，反硝化濾池外加碳源可分為三類(1)易于生物降解的有機(jī)物，如甲醇，乙醇，乙酸；( 慢速生物降解的有機(jī)物，如淀粉，蛋白質(zhì)；C3)細(xì)胞物質(zhì)，即細(xì)菌用以進(jìn)行內(nèi)碳源反硝化的細(xì)胞物質(zhì)；生物反應(yīng)器掛膜啟動的方法采用先間歇培養(yǎng)，然后再進(jìn)行負(fù)荷逐漸增加的連續(xù)流進(jìn)水或逐漸增加流速進(jìn)行連續(xù)流培養(yǎng)的方法；DNBF反沖洗過程采用降水一氣沖一氣水沖一水沖的運(yùn)行方式； 反沖洗過程如下降水降低水位至過濾層IOcm以上；氣沖氣沖強(qiáng)度50 70m/h，時間 2-5min ；氣水沖氣沖強(qiáng)度50 70m/h，水沖強(qiáng)度25 40m/h,時間5-lOmin ；水沖水沖強(qiáng)度 25 40m/h,時間 5-lOmin ；3)經(jīng)上述反硝化處理工藝處理后，進(jìn)入膜過濾池，膜浸沒在膜池的進(jìn)水中，并由透過液泵將進(jìn)水泵房出水負(fù)壓抽吸過膜壁；膜濾池的反沖洗每經(jīng)過30-60分鐘進(jìn)行一次4)經(jīng)上述工藝后，進(jìn)入臭氧接觸池，對再生水中溶解態(tài)難以生物降解的致色有機(jī)物、毒害有機(jī)物進(jìn)行臭氧氧化脫色降解，進(jìn)一步對出水色度進(jìn)行改善，經(jīng)過臭氧接觸池處理后的水進(jìn)行檢測，如果已經(jīng)達(dá)到出水標(biāo)準(zhǔn)，開啟直接通入清水池的管道，將再生水即處理過的二級處理出水排入清水池備用，若在消毒方面仍不符合要求，則開通消毒池通道，再經(jīng)消毒池消毒后排入清水池；5)重復(fù)2)至4)步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種城市污水廠二級處理出水深度處理的裝置及工藝，裝置設(shè)有反硝化生物濾池、膜濾池和臭氧接觸池；設(shè)有碳源箱、可調(diào)流量變頻投加泵及管路，該碳源投加的管路與反硝化生物濾池的進(jìn)水管路連通；所述膜濾池出水連通臭氧接觸池；還設(shè)有反沖洗管道；臭氧接觸池通入清水池；設(shè)有硝酸鹽氮濃度計和COD濃度計和控制器。工藝1)設(shè)定反硝化生物濾池的碳源投加和反硝化生物濾池進(jìn)水控制器的控制數(shù)據(jù)，并開啟裝置；2)投加碳源反硝化脫氮處理；3)膜過濾池處理；4)進(jìn)入臭氧接觸池，5)重復(fù)2)至4)步驟；本發(fā)明適用于污水二級深度處理，結(jié)構(gòu)完善，工藝效果好，效率高。
文檔編號C02F9/14GK102249491SQ20111016173
公開日2011年11月23日 申請日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月16日
發(fā)明者周軍, 宮飛蓬, 李慧麗, 李魁曉, 甘一萍 申請人:北京城市排水集團(tuán)有限責(zé)任公司