本實(shí)用新型涉及一種處理電廠循環(huán)冷卻排污水的脫氮除磷系統(tǒng)，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國(guó)電廠循環(huán)冷卻水主要采用城鎮(zhèn)污水處理廠的出水(再生水)作為補(bǔ)水，再生水中本身含有的氮、磷、有機(jī)物等指標(biāo)執(zhí)行一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)，但經(jīng)過(guò)循環(huán)冷卻系統(tǒng)濃縮后，排污水中總氮、總磷、有機(jī)物等均不能達(dá)標(biāo)排放，且溶解氧飽和、懸浮物和鹽分偏高，針對(duì)電廠循環(huán)冷卻排污水，國(guó)內(nèi)此前尚無(wú)妥善的脫氮除磷處理技術(shù)。
復(fù)合生物濾池(Combined Biological Filter，簡(jiǎn)稱CBF)是在曝氣生物濾池基礎(chǔ)上改良的廢水處理工藝，屬于一種固定床的膜生物反應(yīng)器。復(fù)合生物濾池將生物氧化、硝化、反硝化與過(guò)濾(固液分離)多種功能集中在同一反應(yīng)器內(nèi)，通過(guò)粒狀填料和附著其上的生物膜的過(guò)濾、絮凝、生物代謝、沿程食物鏈分級(jí)捕食作用，一體化完成去除有機(jī)物和懸浮物、硝化、反硝化等過(guò)程。利用反應(yīng)器內(nèi)的好氧、缺氧等不同環(huán)境的分區(qū)，實(shí)現(xiàn)硝化、反硝化在同一單元反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，相比于普通活性污泥法，省卻二沉池等設(shè)備，工藝上十分精簡(jiǎn)，占地面積小
活性砂濾池又被稱為流砂過(guò)濾器、活性砂濾池等。通過(guò)電路控制，過(guò)濾裝置能自動(dòng)、連續(xù)地進(jìn)行濾層清洗更新。它以其一次性投資費(fèi)用較低、無(wú)需反沖洗系統(tǒng)、運(yùn)行及維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)勢(shì)，在市政及工業(yè)水及污水深度處理工藝中占據(jù)著越來(lái)越重要的地位。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本實(shí)用新型的目的是提出一種處理電廠循環(huán)冷卻排污水的脫氮除磷系統(tǒng)，應(yīng)對(duì)電廠循環(huán)冷卻排污水的深度處理。通過(guò)除氧系統(tǒng)去除進(jìn)水飽和溶解氧，通過(guò)碳源投加系統(tǒng)調(diào)整進(jìn)水碳氮比,利用復(fù)合生物濾池濾料的吸附和生物反硝化作用，去除水中的氮素；通過(guò)上段曝氣強(qiáng)化去除多余的有機(jī)碳源去除；復(fù)合生物濾池出水通過(guò)投加絮凝劑，將磷以沉淀形式固定下來(lái)并通過(guò)后續(xù)活性砂濾池過(guò)濾去除，實(shí)現(xiàn)脫氮除磷一體化。
本實(shí)用新型提出的處理電廠循環(huán)冷卻排污水的脫氮除磷系統(tǒng)，包括藥劑混合槽、復(fù)合生物濾池、絮凝混合槽和活性砂濾池；所述的藥劑混合槽分別與除氧劑加藥系統(tǒng)和碳源加藥系統(tǒng)相連，藥劑混合槽的出口通過(guò)復(fù)合生物濾池進(jìn)水管與復(fù)合生物濾池相連；所述的復(fù)合生物濾池的出口通過(guò)復(fù)合生物濾池出水管與絮凝混合槽相連，復(fù)合生物濾池內(nèi)自上而下設(shè)置有火山巖顆粒濾料層、沸石濾料層和卵石承托層，所述的火山巖顆粒濾料層與復(fù)合生物濾池曝氣管相連，所述的沸石濾料層與卵石承托層的相接處與復(fù)合生物濾池反沖進(jìn)氣管相連，所述的卵石承托層與復(fù)合生物濾池進(jìn)水管相連；所述的卵石承托層同時(shí)與復(fù)合生物濾池的反沖進(jìn)水管相連；所述的絮凝混合槽與混凝劑加藥系統(tǒng)相連，絮凝混合槽的進(jìn)口與復(fù)合生物濾池出水管相連，復(fù)合生物濾池出水管同時(shí)與復(fù)合生物濾池反沖排水管相連，絮凝混合槽的出口通過(guò)砂濾進(jìn)水管與活性砂濾池相連；所述的活性砂濾池內(nèi)自上而下設(shè)置有石英砂填充層和砂濾池卵石墊層，石英砂填充層的上部與砂濾反沖出水管相連，砂濾池卵石墊層的下部與砂濾反沖進(jìn)水管相連，活性砂濾池的頂部出口與砂濾出水管相連。
上述脫氮除磷系統(tǒng)中，所述的復(fù)合生物濾池的主體為柱體，柱體的高徑比為(6-10):1。
上述脫氮除磷系統(tǒng)中，所述的復(fù)合生物濾池的火山巖顆粒濾料層中，火山巖的粒徑為3-5mm，密度為1200-1300kg/m3，比表面積為10-15m3/kg，填充空隙率為50％-60％，填充密度為800-850kg/m3。
上述脫氮除磷系統(tǒng)中，所述的復(fù)合生物濾池的沸石濾料層中，沸石濾料的粒徑為4-8mm，空隙率35％，沸石濾料的含水率為2-3％。
上述脫氮除磷系統(tǒng)中，所述的復(fù)合生物濾池的卵石承托層中，卵石粒徑為16-32mm、8-16mm和4-8mm三種，三種卵石粒徑的卵石自下而上填充。
上述脫氮除磷系統(tǒng)中，所述的復(fù)合生物濾池中，所述的卵石承托層、沸石濾料層、火山巖顆粒濾料層的填充體積比為1:2:(3-4)
上述脫氮除磷系統(tǒng)中，所述的活性砂濾池的石英砂填充層中，采用天然石英砂濾料，天然石英砂濾料粒徑為1.2～2.0mm，不均勻系數(shù)＜1.5。
本實(shí)用新型提出的處理電廠循環(huán)冷卻排污水的脫氮除磷系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)是：
1、本實(shí)用新型的脫氮除磷系統(tǒng)，高氮低碳含磷廢水由復(fù)合生物濾池底部進(jìn)水，通過(guò)外加除氧劑保持進(jìn)水溶解氧濃度適于反硝化菌生長(zhǎng)，通過(guò)外加碳源調(diào)整適宜的碳氮比，在向上流動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)復(fù)合生物濾池粒狀填料和附著其上的生物膜的過(guò)濾、絮凝、生物代謝、沿程食物鏈分級(jí)捕食作用，并利用反應(yīng)器內(nèi)的缺氧、好氧等不同環(huán)境的分區(qū)，一體化完成反硝化、去除有機(jī)物和懸浮物等過(guò)程；出水通過(guò)投加絮凝劑并通過(guò)后續(xù)活性砂濾池過(guò)濾除磷，實(shí)現(xiàn)脫氮除磷工藝一體化。本實(shí)用新型的復(fù)合生物濾池適用于高氮低碳的污水處理工程，特別是針對(duì)高氮低碳、高溶解氧的循環(huán)冷卻排污水的脫氮除磷，并控制出水有機(jī)物、SS等滿足相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)。
2、本實(shí)用新型的脫氮除磷系統(tǒng)，與已有的其他污水處理系統(tǒng)相比，本實(shí)用新型的生物濾池有機(jī)負(fù)荷高、占地面積小、投資少、不產(chǎn)生污泥膨脹、氧傳輸效率高、出水水質(zhì)好。
3、本實(shí)用新型的脫氮除磷系統(tǒng)中，設(shè)置了多套加藥系統(tǒng)，分別為碳源加藥系統(tǒng)、除氧劑加藥系統(tǒng)和除磷劑加藥系統(tǒng)，以分別滿足進(jìn)水碳氮比調(diào)節(jié)、溶解氧調(diào)節(jié)和絮凝除磷功能。加藥系統(tǒng)還可以采用一體化自動(dòng)控制系統(tǒng)，由在線監(jiān)測(cè)設(shè)備將進(jìn)出水水質(zhì)參數(shù)如總氮、總磷、化學(xué)需氧量、流量等參數(shù)反饋給智能控制系統(tǒng)，系統(tǒng)根據(jù)濾池模型運(yùn)算得到應(yīng)該調(diào)整的加藥量，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)控。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型提出的處理電廠循環(huán)冷卻排污水的脫氮除磷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1中，1是復(fù)合生物濾池進(jìn)水管，2是除氧劑加藥系統(tǒng)，3是碳源加藥系統(tǒng)，4是藥劑混合槽，5是載體填充區(qū)，6是復(fù)合生物濾池出水管，7是復(fù)合生物濾池反沖進(jìn)水管，8是復(fù)合生物濾池反沖排水管，9是復(fù)合生物濾池曝氣管，10是復(fù)合生物濾池反沖進(jìn)氣管，11是卵石承托層，12是沸石濾料層，13是火山巖顆粒濾料層，14是混凝劑加藥系統(tǒng)，15是絮凝混合槽，16是砂濾進(jìn)水管，17是砂濾池卵石墊層，18是石英砂填充層，19是砂濾反沖洗進(jìn)氣管，20是砂濾反沖進(jìn)水管，21是砂濾反沖出水管，22是砂濾出水管。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提出的處理電廠循環(huán)冷卻排污水的脫氮除磷系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括藥劑混合槽4、復(fù)合生物濾池、絮凝混合槽15和活性砂濾池。藥劑混合槽4分別與除氧劑加藥系統(tǒng)2和碳源加藥系統(tǒng)3相連，藥劑混合槽4的出口通過(guò)復(fù)合生物濾池進(jìn)水管1與復(fù)合生物濾池相連。復(fù)合生物濾池的出口通過(guò)復(fù)合生物濾池出水管6與絮凝混合槽15相連，復(fù)合生物濾池內(nèi)自上而下設(shè)置有火山巖顆粒濾料層13、沸石濾料層12和卵石承托層11，火山巖顆粒濾料層13與復(fù)合生物濾池曝氣管9相連，沸石濾料層12與卵石承托層11的相接處與復(fù)合生物濾池反沖進(jìn)氣管10相連，卵石承托層11與復(fù)合生物濾池進(jìn)水管1相連，并同時(shí)與復(fù)合生物濾池反沖進(jìn)水管7相連。絮凝混合槽15與混凝劑加藥系統(tǒng)14相連，絮凝混合槽15的進(jìn)口與復(fù)合生物濾池出水管6相連，復(fù)合生物濾池出水管6同時(shí)與復(fù)合生物濾池反沖排水管8相連，絮凝混合槽15的出口通過(guò)砂濾進(jìn)水管16與活性砂濾池相連?；钚陨盀V池內(nèi)自上而下設(shè)置有石英砂填充層18和砂濾池卵石墊層17，石英砂填充層18的上部與砂濾反沖出水管21相連，砂濾池卵石墊層17的下部與砂濾反沖進(jìn)水管20相連，活性砂濾池的頂部出口與砂濾出水管22相連。
上述脫氮除磷系統(tǒng)中，所述的復(fù)合生物濾池的主體為柱體，柱體的高徑比為(6-10):1。
上述脫氮除磷系統(tǒng)中，所述的復(fù)合生物濾池的火山巖顆粒濾料層中，火山巖的粒徑為3-5mm，密度為1200-1300kg/m3，比表面積為10-15m3/kg，填充空隙率為50％-60％，填充密度為800-850kg/m3。
上述脫氮除磷系統(tǒng)中，所述的復(fù)合生物濾池的沸石濾料層中，沸石濾料的粒徑為4-8mm，空隙率35％，沸石濾料的含水率為2-3％。
上述脫氮除磷系統(tǒng)中，所述的復(fù)合生物濾池的卵石承托層中，卵石粒徑為16-32mm、8-16mm和4-8mm三種，三種卵石粒徑的卵石自下而上填充。
上述脫氮除磷系統(tǒng)中，所述的復(fù)合生物濾池中，所述的卵石承托層、沸石濾料層、火山巖顆粒濾料層的填充體積比為1:2:(3-4)
上述脫氮除磷系統(tǒng)中，所述的活性砂濾池的石英砂填充層中，采用天然石英砂濾料，天然石英砂濾料粒徑為1.2～2.0mm，不均勻系數(shù)＜1.5。
本實(shí)用新型的脫氮除磷系統(tǒng)，可以利用自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)控制。通過(guò)向高氮低碳、高溶解氧的循環(huán)冷卻排污水中投加碳源和除氧劑，保持適宜的碳氮比和進(jìn)水溶解氧濃度，污水流經(jīng)復(fù)合生物濾池，反硝化菌在復(fù)合生物濾池填料中掛膜生長(zhǎng)，利用反硝化作用去除污染水樣中的氮素，并通過(guò)在生物填料區(qū)上部曝氣，碳化多余的有機(jī)物；通過(guò)多級(jí)濾料的吸附和過(guò)濾，同步截留污水中的部分氨氮和懸浮物；復(fù)合生物濾池出水添加除磷劑，經(jīng)過(guò)絮凝作用后磷以沉淀方式進(jìn)入活性砂濾池，通過(guò)過(guò)濾除磷并進(jìn)一步去除懸浮物。通過(guò)碳氮比、除氧劑用量、除磷劑用量、容積負(fù)荷等參數(shù)的優(yōu)化，達(dá)到良好的脫氮除磷效果。該組合工藝適用于電廠循環(huán)冷卻排污水處理工程，也適用于其他類似水質(zhì)廢水的脫氮除磷深度處理。
以下介紹本實(shí)用新型脫氮除磷系統(tǒng)的實(shí)施例：
實(shí)施例1
采用圖1所示的中試裝置，復(fù)合生物濾池直徑0.6m，高4m，有效容積565L，選取濾料為火山巖、沸石組合濾料，活性砂濾池有效容積85L，采用石英砂濾料；進(jìn)水為某燃?xì)鉄犭姀S循環(huán)冷卻排污水，溶解氧8.5-9.0mg/L，總氮濃度35-60mg/L，以乙酸鈉為外加碳源，碳氮比比3.5：1，總磷0.4-2.0mg/L，懸浮物9-18mg/L。
在容積總氮負(fù)荷0.45-0.76kg/m3·d(進(jìn)水流量300L/h)，的條件下，經(jīng)過(guò)30d的運(yùn)行，總氮出水濃度低于10mg/L，總氮去除率在71.4％-83.3％之間；懸浮物降低到5mg/L以下；通過(guò)復(fù)合生物濾池上段曝氣可以去除多余碳源，出水化學(xué)需氧量低于20mg/L；復(fù)合生物濾池出水投加聚合氯化鋁除磷，實(shí)際投加系數(shù)3.85～6.50，出水總磷低于0.2mg/L。
本實(shí)用新型的脫氮除磷系統(tǒng)中的碳源加藥系統(tǒng)，是將純度≥99.5％的三水合乙酸鈉(CH2COONa2·3H2O)加入去離子水中，配置成乙酸鈉有效成分為1％的水溶液，置于密封儲(chǔ)罐內(nèi)。采用蠕動(dòng)泵調(diào)節(jié)流量，投加到待處理水樣中。其中的除氧系統(tǒng)：利用亞硫酸鈉與氧氣的反應(yīng)，去除水中飽和溶解氧。將分析純的亞硫酸鈉(Na2SO3)加入去離子水中，配置成亞硫酸鈉有效成分為0.4％的水溶液，置于密封儲(chǔ)罐內(nèi)。采用蠕動(dòng)泵調(diào)節(jié)流量，投加到待處理水樣中。