一体化高级氧化槽深度净化城市二级水装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种一体化高级氧化槽深度净化城市二级水装置，该装置主要包括：硝化区，反硝化区，超滤区，催化氧化区四大部分。硝化区的功能是通过控制进水负荷、曝气量、水力停留时间、温度、DO值以及加药量，使硝化反应充分进行，并调试出硝化细菌反应的最佳条件。反硝化区的功能是通过控制进入硝化区的进水负荷和折流时间(从中部进入再流入填料空间的时间)以及反硝化细菌的量，使得反硝化效果最佳。超滤区的功能是进一步净化反硝化后的水质，以免混入杂质影响催化氧化区催化剂的性能。催化氧化区的功能是进一步脱氮除磷，降低COD等，杀死水中细菌类物质。设备占地面积少、运行稳定、适于推广，特别适用于分散移动式作业。

【技术实现步骤摘要】
一体化高级氧化槽深度净化城市二级水装置及方法
本专利技术涉及的是水处理技术中的深度处理的装置及方法，特别涉及的是城市二级水深度净化的一体化装置及方法。
技术介绍
由于国家对天津市城镇污水处理厂污染物排放标准出台新规《城镇污水处理厂污染物排放标准》10月起实施。《标准》的实施，将实现城镇污水处理厂出水标准与地表水环境质量标准、受纳水体水环境功能要求及污水再生回用相关标准的紧密衔接。《标准》规定，新(改、扩)建城镇污水处理厂自标准实施之日起执行；现有城镇污水处理厂自2018年1月1日起执行。据测算，本次提高污水处理厂污染物排放标准，全市可实现COD减排2.08万吨/年，氨氮减排0.44万吨/年，分别占全市排放总量的10％和18％。面临严峻的水污染形势，制定和实施更加严格的《城镇污水处理厂污染物排放标准》，并与即将实施的《水污染防治条例》形成组合拳，是我市推动水污染防治的重大举措。这些举措对促进我市深入贯彻落实国家“水十条”，大力推进清水河道行动，促进非常规水源开发利用、实现污染物减排和水环境质量明显改善，推动京津冀生态环保联防联控都将起到至关重要作用。目前国内外对脱氮水处理技术大致分为非生物方法和生物方法两大类。非生物方法主要是利用物化方法研发出的处理技术，例如离子选择性交换法、吹脱法除氨、絮凝沉淀法等；生物法主要是依赖微生物的降解作用或是生物降解和物化去除的集成处理技术，例如传统生物脱氮工艺的自养菌硝化过程、异养菌反硝化过程；新型生物脱氮工艺的短程硝化-厌氧氨氧化工艺、分段进水多级AO工艺、好氧反硝化工艺等。废水脱氮的物理化学方法离子选择性交换法污水处理过程中最常见的离子交换反应是水的软化，除盐及去除或回收废水中的重金属离子等，如水中的Ca2+、Mg2+、Fe2+、Mn2+等离子，与交换剂上的Na+进行交换反应，在此过程中，电解质离子首先从溶液中扩散到离子交换剂的表面；然后，电解质离子在通过离子交换剂和溶液的界面或膜扩散到离子交换剂的结构内部；接着被交换后的离子从交换剂结构内部向外扩散，交换后的离子扩散进入溶液中。吹脱法除氨废水的NH4+-N，多以氨离子(NH4+)和游离氨(NH3)的状态存在，两者共同存在并保持动态平衡，平衡关系为：由公式(1)可见，这一平衡过程会收到pH影响，当溶液中pH值升高，反应式平衡向左移动，NH4+转变成NH3导致游离氨在溶液中的比例增大，最后达到平衡。当pH值中性时，水溶液中氨多以NH4+的状态存在，而当pH值为碱性时，NH3大致在90％以上。NH3不稳定易于从水中挥发出来，如果通过曝空气气体吹脱的作用，并使水体中的碱性升高，可以加速NH3从水中挥发出来。在反应过程中用氢氧化钙固液混合液提高原水的碱度，并除去水中的P。污水流经氨吹脱塔曝入空气，空气中的CO2使氢氧化钙溶液生成CaCO3固定而沉淀下来，同时使溶液中的碱性下降。但是该反应过程在实际操作过程中会受到环境温度影响，随周围环境温度的降低，处理效果会有所下降，只能够通过增加曝气量来弥补。絮凝沉淀法絮凝沉淀法是指在废水中加入絮凝剂，与NH4+-N形成沉淀从而达到脱氮的目的。絮凝剂常用FeCl3、Al2(SO4)3和阴、阳及非离子型聚合物。此法可去除重金属、NH4+-N及某些大分子有机物，常与其它处理技术组合，既适用于反渗透、活性炭吸附等深度处理的预处理，也可用于生化处理的预处理或深度处理，但此方法实际应用中费用比吹脱法高，产生的污泥容易对对环境造成二次污染。传统生物脱氮工艺废水中有机物和氨的去除传统上认为是两个相反的反应过程：自养微生物菌的好氧硝化作用和异养微生物菌的厌氧反硝化作用。自养菌在好氧的条件下把氨氧化为NO3-，然后异养菌在缺氧条件下利用碳源把NO3-还原为N2。在这过程中，氮的转化经过了NH4+→NH2OH→NO2-→NO3-→NO2-→NO→N2O→N2一系列变化。其中NO、N2O和N2是产物，而N2是主要产物。传统生物脱氮的基本原理在于通过硝化反应先将废水中的NH4+-N氧化为NO3--N，再通过反硝化反应将NO3--N还原成气态N从水中逸出。自养菌硝化过程自养菌的硝化过程是好氧生物过程，氨首先被氨氧化菌(AOB)氧化为NO2-，然后由硝化细菌(NOB)氧化为NO3-，至今还没有发现能把氨直接氧化为NO3-的自养细菌。对氨氧化菌来说，氨是它生长的唯一能源。氨氧化为NO2-是两步反应。传统上认为硝化过程是由专性好氧菌进行的，是在好氧条件下发生的，DO浓高于1.0mg/L。异养菌反硝化过程反硝化过程是由那些能利用氧化态氮做电子受体的许多种类的细菌把氮氧物的离子还原为N2的过程。这类细菌大多数是兼性的，但更倾向于利用O2作为电子受体。NO3-反硝化反应是由以下氮产物构成的NO3-→NO2-→NO→N2O→N2。利用有机组分作为电子受体的异养菌反硝化是反硝化最普通的形式。新型生物脱氮工艺近些年来随着生物脱氮工艺技术的发展打破了传统的理论观念，为了保持脱氮效率持续、高效、低能耗，环境工程师们通过各种方法来尝试改变原有的生物脱氮工艺，使未来的脱氮工艺更具有持续性。最近的研究成果主要有短程硝化-反硝化工艺(ShortcutNitrification-Denitrification)、厌氧氨氧化工艺(Anammox，AnaerobicAmmoniumOxidation)、全程自养脱氮工艺(CANON，CompletelyAutotrophicNitrogenRemovalOverNitriteinOneSingleReactor)、同步硝化反硝化(SND，SilmutaneousNitrificationandDenitrification)、好氧反硝化(AerobicDenitrification)等。短程硝化-厌氧氨氧化工艺传统生物反应的硝化过程首先是由AOB菌在有较低DO的条件下将NH4+氧化为NO2-，然后是由NOB菌在较低DO条件下将生成的NO2-氧化为NO3-的亚硝态氮氧化过程。早在1975年就有研究人员指出在硝化过程中会出现NO2-的积累现象。并首次提出了短程硝化-反硝化工艺。20世纪90年代初期，荷兰生物学家发现了一种新型细菌——厌氧氨氧化菌Anammox)，这类微生物可以在缺氧的条件下以亚硝酸盐为电子受体，将氨氧化为N2。为提供Anammox菌代谢所需的亚硝酸盐，需前置短程硝化过程，利用短程硝化过程将一半的进水氨氧化成NO2-，产生的NO2-与剩余的NH4+相结合生成N2，从而达到脱氮的效果。分段进水多级AO工艺分段进水多级AO与传统AO工艺相比，采用间歇曝气的方式，在空间上形成硝化反硝化的串联，省去硝化液回流过程，从而减少进入前段厌氧区的DO。并且降低了反硝化菌对外源碳源的竞争，促使聚磷菌有足够的碳源进行厌氧释磷。同时，硝化过程中消耗的碱度可以由反硝化过程中产生的碱度来补充，从而维持反应器pH的稳定，使硝化细菌与反硝化细菌同时保持较高的活性。好氧反硝化工艺近年来，国外有不少水处理研究人员发现，在传统的处理氨的硝化反硝化过程中，出现了同步硝化反硝化(SND)现象。尤其是在有DO存在的情况下，反硝化现象存在不同的生物处理系统中。对此，普遍被接受的是从物理学解释的微环境理论，该理论认为：在活性本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一体化高级氧化槽深度净化城市二级水装置，其特征在于：该装置主要包括硝化区1，反硝化区2，超滤区3，催化氧化区4四大部分。

【技术特征摘要】
1.一种一体化高级氧化槽深度净化城市二级水装置，其特征在于：该装置主要包括硝化区1，反硝化区2，超滤区3，催化氧化区4四大部分。2.按权利要求1中所述的一种一体化高级氧化槽深度净化城市二级水装置，其特征在于：所述的一种一体化高级氧化槽深度净化二级水装置依次串联着硝化-反硝化反应器1、2，超滤膜3-1、催化氧化反应器4。加药槽1-1，曝气头1-4，曝气泵1-5连接在硝化区1上；加药槽2-1连接在反硝化区2上，陶粒填料2-5填充在反硝化区内壁管2-4与外壁管之间；中空纤维超滤膜组件3-1和反冲洗泵3-2连接在超滤区4；臭氧发生器4-4、臭氧在线监测仪4-2、臭氧收集器4-1连接在催化氧化区4，催化剂4-3搁置在催化氧化区4中间部位。3.按权利要求1中所述的一种一体化高级氧化槽深度净化城市二级水装置，其特征在于：硝化区1通过蠕动泵1...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨宗政，康华娜，刘爱霖，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：天津,12