一种移动床反硝化脱氮滤池及脱氮方法技术

本发明专利技术涉及一种移动床反硝化脱氮滤池及脱氮方法，所述脱氮方法是通过移动床反硝化脱氮滤池完成的，所述脱氮滤池包括反应系统、收集系统和气提‑再生系统，反应系统是在滤池中设底部布水器和滤料，污水与滤料表面的生物膜充分接触，降解污染物；收集系统是在布水器下部设滤料分配器，随着反硝化进行，部分滤料被收集至反应器底部；气提‑再生系统是在滤池底部出口设置气提进气管和滤料提升泵，气提进气管与滤料提升泵通过外部设置的滤料提升管与滤池顶部设置的滤料清洗器相连，滤料在气提进气管和滤料提升泵的作用下经由滤料提升管输送至滤料清洗器中，实现反硝化滤料的不断移动、循环及更新。本发明专利技术具有生化速率快、反应负荷高、水力停留时间短、占地面积小、操作简易、维护方便等特点。

A mobile bed denitrifying nitrogen removal filter and nitrogen removal method

The present invention relates to a moving bed denitrification filter and nitrogen removal method. The denitrification method is completed by a moving bed denitrification filter. The denitrification filter includes a reaction system, a collection system and a gas extraction regeneration system. The reaction system is a bottom distributor and filter material in the filter, the surface of the sewage and the filter material. The biofilm is fully contacted to degrade pollutants; the collection system is a filter distributor in the lower part of the water distributor. With denitrification, some of the filter material is collected to the bottom of the reactor; the gas extraction regeneration system is set up at the bottom of the filter pool to set up the air lift inlet and filter lifting pump, and the air intake pipe and filter lift pump are set out through the outside. The filter material is connected to the filter cleaner at the top of the filter, and the filter material is transported to the filter cleaner by the filter lifting tube under the action of the air intake pipe and the filter lifting pump to realize the continuous movement, circulation and renewal of the denitrifying filter. The invention has the advantages of fast biochemical rate, high reaction load, short hydraulic residence time, small occupied area, simple operation and convenient maintenance.

【技术实现步骤摘要】
一种移动床反硝化脱氮滤池及脱氮方法
本专利技术属于水污染控制领域，具体地，涉及一种移动床反硝化脱氮滤池及脱氮方法。
技术介绍
随着工农业的迅速发展，大量有毒有害污染物进入环境水体，使水质状况恶化，部分环境功能丧失。据环保部发布的《2014年中国环境状况公报》显示：在包括长江、黄河、珠江等在内423条主要河流、62座重点湖泊（水库）的968个国控地表水监测断面中，Ⅰ-Ⅲ类、Ⅳ-Ⅴ类和劣Ⅴ类水质断面的比例分别为63.1%、27.7%和9.2%。近年来为控制水环境恶化，各地方排放新标准不断出台，除有机物指标COD控制更为严格外，对氮类营养盐的控制也由仅控制氨氮转为氨氮和总氮同时控制，如江苏省颁布的《太湖地区城镇污水处理厂及重点工业行业主要水污染物排放限值》（DB32/1072-2007）规定氨氮和总氮的排放限值分别为5mg/L和15mg/L。北京市《水污染综合排放标准》（DB11-307-2013）A级排放限值规定氨氮和总氮的排放限值分别为1.0mg/L和10mg/L。天津市《城镇污水处理厂污染物排放标准》（DB11-307-2013）A级排放限值规定氨氮和总氮的排放限值分别为1.5mg/L和10mg/L。现有城镇及企业污水处理厂（站）多采用“缺氧-好氧”及其衍生工艺脱氮，总氮去除效率约为70%，与新标准的排放限值尚有较大差距。后置反硝化滤池作为集生化和过滤为一体的工艺单元，经常被用作保障污水总氮达标的技术手段。目前，后置反硝化滤池存在部分缺陷，主要表现在以下几个方面：其一，随着运行时间的延长，反硝化产生的氮气会附着在滤料表面或滤料之间的缝隙中产生气阻，需增设驱氮系统以保障滤池正常运行；其二，对于悬浮物造成的堵塞，需定期进行反洗，强度过低难以将滤池中的悬浮物和脱落生物膜清除出反应系统，强度过高无法在短时间内恢复滤池的反硝化功能；其三，由于反洗方法的局限性，反硝化滤池床层深度受限，且污水中的溶解氧仍需消耗一定的床层空间，削弱了滤池的脱氮效果。CN201410377835.9公开了一种深床反硝化滤池控制氮气释放的方法，该方法设定氮气间隔释放周期内堆积悬浮物、生物淤泥和氮气引起的最大水头损失为固定值，当过滤及反硝化过程滤头损失测量参数增至固定值时，启动氮气释放系统。为保持滤池的正常运行，需要在单个周期内利用水反冲方式多次释放氮气。CN201410377926.2公开了一种波流式反硝化滤池，将滤池与反硝化滤池并行布置，水流从滤池顶部进入，下行依次流经砾石层和滤料层，从反硝化滤池顶部流出装置。该装置实际上是将过滤器与反硝化滤池串联布置，利用过滤器消除部分溶解氧和悬浮物，在增加空间的同时并未从根本上解决反硝化滤池氮气积累和反洗等问题。CN201410377927.7公开了一种深床滤池降水位反冲洗系统，滤池反冲洗程序启动首先降低池内水位至滤料层表面设定高度，再进行气水反冲，避免空气反冲和气水同时反冲过程的滤池排水，只控制最后单水反冲过程为排水过程，可以在一定程度上减少反冲洗废水量。上述反硝化滤池，必须定期驱氮或反洗，且驱氮、反冲洗系统复杂，滤床生物系统负荷低、反洗后恢复速率慢，影响脱氮系统运行的连续性和稳定性；并且需要大量的反洗水，不利于节能降耗。
技术实现思路
针对现有反硝化滤池必须定期停机驱氮及反洗，驱氮系统、反冲洗系统复杂，滤床生物系统负荷低、反洗后恢复速率慢等一系列问题，本专利技术提供一种移动床反硝化脱氮滤池及脱氮方法。本专利技术的反硝化脱氮方法是通过以下移动床反硝化脱氮滤池完成的，所述的脱氮滤池包括反应系统、收集系统和气提-再生系统，反应系统是在滤池中设底部布水器和滤料，污水在上向流过程中与滤料表面的生物膜充分接触，污水中的污染物被降解；收集系统是在布水器下部设滤料分配器，随着反硝化反应的进行，部分滤料被收集至反应器底部，气提-再生系统是在滤池底部出口设置气提进气管和滤料提升泵，气提进气管与滤料提升泵通过外部设置的滤料提升管与滤池顶部设置的滤料清洗器相连，滤料在气提进气管和滤料提升泵的作用下经由滤料提升管输送至滤料清洗器中，在气、液、固三相的作用下，滤料表面的生物膜部分脱落，清洗后的滤料在重力作用下回落至反应系统中，滤料表面吸附的氮气在剪切下释放至大气，滤料截留的悬浮物随清洗水排出，从而实现反硝化滤料的不断移动、循环及更新。本专利技术中，所述的移动床反硝化脱氮滤池为圆柱形或矩形，一般高径比为4:1-20:1。在滤池内设有进水设施、排水设施等，其中进水设施包括进水管、布水器等，进水管位于移动床反硝化脱氮滤池上部与布水器相连。污水通过进水设施进入反应器底部，在上向流过程中与滤料表面的生物膜充分接触，污水中的污染物被反硝化菌降解，达到去除污染物的目的。当碳源不足时，可以在进水管设碳源投加管，与污水一同进入滤池中，进行反硝化脱氮。所述排水设施包括排水堰、排水管等，排水堰设于反硝化脱氮滤池上部与排水管相连，处理后废水经排水堰收集后通过排水管排出滤池。本专利技术中，所述滤料作为生物膜生长的载体，其外观为球形或近球形，如可以采用轻质填料等，优选为轻质陶粒滤料，粒径为2-8mm，有助于更好地在移动床反硝化脱氮滤池中移动和循环。本专利技术中，所述滤料分配器位于反硝化脱氮滤池底部，布水器下部，滤料分配器为两个对接的圆锥体，轻质陶粒滤料从滤料分配器的周边通过重力作用逐渐滑落至装置底部，以防止滤料堆积。圆锥体的直径为反应器直径的1/2-1/4，高度为反应器高度的1/16-1/40。本专利技术中，滤料提升管与反硝化滤池的直径之比为1:20-1:50，滤料循环速率为1-5mm/min，提供空气的压力为0.2-0.4MPa。本专利技术中，所述的滤料清洗器由外筒、内筒及交错设置的清洗环构成。滤料在重力作用下分配至滤料清洗器的外筒和内筒之间，外筒和内筒之间交错设置有清洗环，滤料在下落过程中与清洗环摩擦、碰撞，滤料表面的生物膜进一步脱落。滤料清洗器设有排气管和排污管，其出口水位低于滤床出水口水位，滤料截留的悬浮物及生物膜随清洗水由排污管排出。本专利技术中，反硝化进水为硝化单元出水，或者是含有硝酸盐和/或亚硝酸盐的污水。在实际运行过程中，根据污水中可利用的碳源，进行碳源的适量投加，投加的碳源可选择甲醇、乙酸钠或葡萄糖等有机物，控制碳氮比为3:1-10:1。本专利技术中，反硝化反应的温度为25-35℃，pH为6.0-9.0，溶解氧浓度小于1mg/L，水力停留时间为30-120min。本专利技术还提供了用于上述反硝化脱氮的移动床反硝化脱氮滤池，包括反应系统、收集系统和气提-再生系统，反应系统是在滤池中设底部布水管和滤料，用于完成反硝化反应；收集系统是在布水器下部设滤料分配器，用于滤料收集；气提-再生系统是在滤池底部出口设置气提进气管和滤料提升泵，气提进气管与滤料提升泵通过外部设置的滤料提升管与滤池顶部设置的滤料清洗器相连，用于滤料的移动、循环及更新。与现有技术相比，本专利技术技术方案具有如下特点：（1）将反硝化过程和滤料再生过程整合，无需定期停机水洗、气洗或联合反洗等严格的控制过程，保证了反硝化反应的连续性，解决了常规反硝化滤池需定期进行气水反冲洗，气水反洗过程中导致大量生物膜随之脱落，反硝化效果下降，不利于反硝化系统的稳定运行和总氮不能达标排放等问题。（2）污水从滤池底部进入，底部滤料上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反硝化脱氮方法，其特征在于：是通过以下移动床反硝化脱氮滤池完成的，所述的脱氮滤池包括反应系统、收集系统和气提‑再生系统，反应系统是在滤池中设底部布水器和滤料，污水在上向流过程中与滤料表面的生物膜充分接触，污水中的污染物被降解；收集系统是在布水器下部设滤料分配器，随着反硝化反应的进行，部分滤料被收集至反应器底部，气提‑再生系统是在滤池底部出口设置气提进气管和滤料提升泵，气提进气管与滤料提升泵通过外部设置的滤料提升管与滤池顶部设置的滤料清洗器相连，滤料在气提进气管和滤料提升泵的作用下经由滤料提升管输送至滤料清洗器中，在气、液、固三相的作用下，滤料表面的生物膜部分脱落，清洗后的滤料在重力作用下回落至反应系统中，滤料表面吸附的氮气在剪切下释放至大气，滤料截留的悬浮物随清洗水排出，从而实现反硝化滤料的不断移动、循环及更新。

【技术特征摘要】
1.一种反硝化脱氮方法，其特征在于：是通过以下移动床反硝化脱氮滤池完成的，所述的脱氮滤池包括反应系统、收集系统和气提-再生系统，反应系统是在滤池中设底部布水器和滤料，污水在上向流过程中与滤料表面的生物膜充分接触，污水中的污染物被降解；收集系统是在布水器下部设滤料分配器，随着反硝化反应的进行，部分滤料被收集至反应器底部，气提-再生系统是在滤池底部出口设置气提进气管和滤料提升泵，气提进气管与滤料提升泵通过外部设置的滤料提升管与滤池顶部设置的滤料清洗器相连，滤料在气提进气管和滤料提升泵的作用下经由滤料提升管输送至滤料清洗器中，在气、液、固三相的作用下，滤料表面的生物膜部分脱落，清洗后的滤料在重力作用下回落至反应系统中，滤料表面吸附的氮气在剪切下释放至大气，滤料截留的悬浮物随清洗水排出，从而实现反硝化滤料的不断移动、循环及更新。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的移动床反硝化脱氮滤池为圆柱形或矩形，高径比为4:1-20:1。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在滤池内设有进水设施和排水设施，其中进水设施包括进水管和布水器，进水管位于移动床反硝化脱氮滤池上部与布水器相连；所述排水设施包括排水堰和排水管，排水堰设于反硝化脱氮滤池上部与排水管相连，处理后废水经排水堰收集后通过排水管排出滤池。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：在进水管设碳源投加管，与污水一同进入滤池中，进行反硝化脱氮。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述滤料外观为球形或近球形，优选为轻质陶粒滤料，粒径为2-8mm。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述滤料分...

【专利技术属性】
技术研发人员：马传军，王雪清，张蕾，陈天佐，郭宏山，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11