一种尾水压力输送管道生物膜深度除磷脱氮反应器及尾水深度处理方法技术

本发明专利技术公开一种尾水压力输送管道生物膜深度除磷脱氮处理反应器及尾水深度处理方法，该反应器由尾水输送管道及填料组成。本发明专利技术在尾水长距离的输送管道中设置填料，构建出尾水深度处理生物膜系统，集尾水输送与净化为一体。反应器具有处理效能高、工艺简单、工程投资低、无需专用占地、管理简便等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于污水处理、环境保护
，具体涉及一种针对城市污水处理厂尾水输送管道的生物膜深度处理反应器深度除磷脱氮反应器。
技术介绍
许多城市次级河流为季节性河流，非降雨季节河流流量较小，往往无法满足生态及景观用水要求。污水处理厂尾水作为稳定的水源，可将其输送至城市河道用作景观水体的补水；然而，大部分污水处理厂执行的是国家《城镇污水厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B排放标准，其出水中携带的氮、磷污染物浓度大大超过了地表水环境标准，不经处理直接进入河道，将导致河道滞留区域的富营养化，无法保证地表水环境质量和功能。因此，必须对污水处理厂尾水进行深度处理，进一步去除水中的营养物质，避免其在对城市河道补水的同时可能造成的污染。近年来，用于城市污水厂尾水处理的技术成为热点，例如中国专利文献先后公开的CN101412564“一种用于污水厂尾水深度净化的湿地工艺”、CN102249500A“一种城市污水处理厂尾水深度净化组合装置及操作方法”、CN102260012A“河岸式尾水处理系统装置”、CN102491585A“一种去除城市污水厂尾水硝态氮的组合方法”、CN103193325A“污水厂尾水补给型城市河道的原位与旁路联合净化方法”、CN103253822A“一种复合型人工湿地尾水处理系统”、CN103420540A“一种基于稳定塘-生态廊道-人工湿地的尾水处理系统”、CN103523927A“一种低污染尾水深度处理装置”、CN201605211U“城市尾水组合再生装置”、CN201850198U“一种用于污水厂尾水深度处理的高效脱氮湿地系统”、CN202072588U“河岸式尾水处理系统装置”、CN203256023U“用于尾水深度处理的曝气型竹丝填料基质的生态浮岛”等，上述处理技术均要求单独修建构筑物或处理装置，需要在污水厂外或厂内占地，工程投资高、运行管理复杂。城市河道采用污水厂尾水进行水量补充时，通常需要在污水厂内设置提升泵房，并通过管道将尾水输送到补水或用水地点，在其长距离输送过程中具有较长的水力停留时间；由于尾水补水管通常具有较大的管径，本专利技术拟利用其管道空间对尾水进行深度净化，使尾水在输送过程中同时得到净化，为尾水深度处理开辟新途径。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种集城市污水处理厂尾水压力输送与深度处理一体的生物膜深度除磷脱氮反应器，能将尾水中的氮和磷在输送过程中处理达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）规定的类水环境标准。本专利技术的技术方案如下：一种尾水压力输送管道生物膜深度除磷脱氮反应器，其由尾水输送管道和填料组成，填料包括两种类型，分别是柔性纤维束填料和聚氨酯泡沫层填料。当采用柔性纤维束填料时：对于采用热熔连接的尾水输送管道，所述柔性纤维束填料是通过填料固定装置加载在尾水输送管道中，填料固定装置径向通过热熔连接固定在管道内壁，并沿管道长度方向间距设置，柔性纤维束填料是由很多单束填料通过连接绳串联构成，连接绳两端固定在填料固定装置上。对于采用法兰盘连接的尾水输送管道，所述柔性纤维束填料是通过法兰盘加载在尾水输送管道中，在法兰盘之间固定有不锈钢镂空盘片，柔性纤维束填料是由很多单束填料通过连接绳串联构成，连接绳两端固定在不锈钢镂空盘片上；所述柔性纤维束填料上的单束填料长度8~10cm，质量3~6g，两束填料间间距10~20cm，柔性纤维束填料的加载密度采用30%~40%。当采用聚氨酯泡沫层填料时：所述聚氨酯泡沫填料粘接固定在尾水输送管道内壁上，聚氨酯泡沫层填料厚度3~5cm。利用上述结构的尾水压力输送管道生物膜深度除磷脱氮反应器，对尾水进入尾水管道时添加碳源和除磷药剂，并反应器末端增加塘或者人工湿地，使尾水除氮和磷外的其他指标外达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）规定的类水环境标准，实现尾水的深度处理。与现有技术比较，本专利技术具有以下特点：①集尾水输送与净化为一体本专利技术在尾水输送管道中加载填料，形成生物膜净化系统，使尾水在输送过程中通过生物降解作用去除尾水中的营养物质，实现尾水的深度处理，系统集尾水输送和处理于一体。②尾水输送管道生物膜系统氮磷净化效能高污水厂尾水在补充碳源后，通过加压泵提升进入尾水管道，与管道内填料表面的生物膜接触，通过生物降解去除污染物。一方面，管道反应器稳定的流速使基质和生物膜充分接触，反应器长距离输送污水厂尾水沿程微生物种群分类分布，种群多样性好，类似多级生物膜反应器，在碳源充分条件下脱氮效率高；另一方面，污水厂尾水可投加除磷药剂后进入尾水管道，通过生物-化学协同作用高效除磷。③工艺简单、投资低、无需专用占地、管理简便本专利技术尾水输送管道生物膜反应器，集尾水输送与净化为一体，工艺过程简单、工程投资低；不需要专用占地，系统易于维护和管理，在尾水深度处理中具有良好的应用前景。④利用尾水管道余压改善河道滞留区水动力尾水压力输送管道出口处存在余压，通过设置水动力改善管道，充分利用尾水余压改善补水河道滞留区的水动力条件，防止水体富营养化。综上所述，本尾水压力输送管道生物膜深度除磷脱氮反应器集尾水输送与净化为一体，在长距离的输送管道中，利用管道内部的填料构建出尾水深度处理生物系统，具有处理效能高、工艺简单、工程投资低、无需专用占地、管理简便等特点。附图说明图1：尾水压力输送管道平面图；图2和图2A：柔性纤维束填料加载纵剖面图和横断面图（热熔连接）；图3和图3A：填料固定装置平面图和侧面图（热熔连接）；图4：柔性纤维束填料详图图5和图5A：柔性纤维束填料加载纵剖面图和横断面图（法兰盘连接）；图6：不锈钢镂空盘片详图图7和图7A：聚氨酯泡沫填料层加载纵剖面图和横断面图；图中：1.尾水管道2.柔性纤维束填料3.填料固定装置4.小孔5.凹槽6.单束填料7.连接绳8.法兰盘9.不锈钢镂空盘片10.螺栓孔11.聚氨酯泡沫填料12.检修口。具体实施方式以下结合附图进一步说明本专利技术：参见图1~图7，尾水压力输送管道生物膜深度除磷脱氮反应器由尾水管道1和填料组成，尾水管道每隔60~100m设置一个检查口12。尾水管道可以采用的管材有钢丝网骨架塑料复合管和PE管，能承受压力0.3~1.0Mpa，管径采用DN300~DN1000，根据补水地点和污水厂之间的实际地形进行敷设。尾水管道可以采用两种连接方式，分别是法兰盘连接和热熔连接。填料包括两种类型，分别是柔性纤维束填料2和聚氨酯泡沫层填料11。参见图2、图2A、图3和图3A，尾水管道1加载柔性纤维束填料2，并采用热熔连接时，柔性纤维束填料2固定在填料固定装置3的小孔4上，填料固定装置3通过热熔连接径向固定在尾水管道1内壁，并且间距设置多个。图5、图5A和图6：尾水管道加载柔性纤维束填料2，并采用法兰盘8连接时，柔性纤维束填料2固定在法兰盘8间的不锈钢镂空盘片9上。...

【技术保护点】
一种尾水压力输送管道生物膜深度除磷脱氮反应器，其由尾水输送管道（1）和填料组成；其特征在于，填料包括两种类型，分别是柔性纤维束填料（2）和聚氨酯泡沫层填料（11）：   当采用柔性纤维束填料（2）时：   对于采用热熔连接的尾水输送管道（1），所述柔性纤维束填料（2）是通过填料固定装置（3）加载在尾水输送管道（1）中，填料固定装置（3）径向通过热熔连接固定在管道内壁，并沿管道长度方向间距设置，柔性纤维束填料（2）是由很多单束填料通过连接绳（6）串联构成，连接绳（6）两端固定在填料固定装置（3）上；    对于采用法兰盘（8）连接的尾水输送管道（1），所述柔性纤维束填料（2）是通过法兰盘（8）加载在尾水输送管道（1）中，在法兰盘（8）之间固定有不锈钢镂空盘片（9），柔性纤维束填料（2）是由很多单束填料通过连接绳（6）串联构成，连接绳（6）两端固定在不锈钢镂空盘片（9）上； 所述柔性纤维束填料（2）上的单束填料（6）长度8~10cm，质量3~6g，两束填料间间距10~20cm，柔性纤维束填料（2）的加载密度采用30%~40%；当采用 聚氨酯泡沫层填料（11）时：所述聚氨酯泡沫填料（11）粘接固定在尾水输送管道内壁上，聚氨酯泡沫层填料（11）厚度3~5cm。...

【技术特征摘要】
1.一种尾水压力输送管道生物膜深度除磷脱氮反应器，其由尾水输送管道（1）和填料组成；其特征在于，填料包括两种类型，分别是柔性纤维束填料（2）和聚氨酯泡沫层填料（11）：
当采用柔性纤维束填料（2）时：
对于采用热熔连接的尾水输送管道（1），所述柔性纤维束填料（2）是通过填料固定装置（3）加载在尾水输送管道（1）中，填料固定装置（3）径向通过热熔连接固定在管道内壁，并沿管道长度方向间距设置，柔性纤维束填料（2）是由很多单束填料通过连接绳（6）串联构成，连接绳（6）两端固定在填料固定装置（3）上；
对于采用法兰盘（8）连接的尾水输送管道（1），所述柔性纤维束填料（2）是通过法兰盘（8）加载在尾水输送管道（1）中，在法兰盘（8）之间固定有不锈钢镂空盘片（9），柔性纤维束填料（2）是由很多单束填料通过连接绳（6）串联构成，连接绳（6）两端固定在不锈钢镂空盘片（9）上；
所述柔性纤维束填料（2）上的单束填料（6）长度8~10cm，质量3~6g，两束填...

【专利技术属性】
技术研发人员：何强，周健，李彦澄，王颖慕，刘涛，王佳乐，龚本洲，温馨，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50