一种横流式生物滤池系统、脱氮除磷方法技术方案

本发明专利技术公开了一种横流式生物滤池系统、脱氮除磷方法，所述系统沿水流方向依次设置有第一还原区和吸附区；第一还原区内用于使水中的硝酸根与铁屑或含零价铁的颗粒材料接触，硝酸根转化为氨氮和亚硝酸根；用于将部分硝酸根转换为氮气，用于去除水中的磷酸根；吸附区用于输入第一还原区处理后的水，沸石去除水中的氨氮，复合金属氧化物颗粒吸附剂去除磷酸根及部分氨氮；通过硝化作用将氨氮转化成硝酸根；生长在沸石和复合金属氧化物颗粒吸附剂上的聚磷菌去除磷酸根，截留的氢氧化铁絮体通过吸附和共沉淀作用去除磷酸根。本发明专利技术可解决农村地区生活污水深度处理和污水厂尾水总氮处理能力不足的技术问题。力不足的技术问题。力不足的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
一种横流式生物滤池系统、脱氮除磷方法


[0001]本专利技术属于地表水净化
，涉及湖库微污染水、农村分散式污水以及城市污水的深度处理等领域，特别涉及一种横流式生物滤池系统、脱氮除磷方法。

技术介绍

[0002]近年来，水体富营养化问题日益严重，其中氮磷污染物是加快水体富营养化的主要原因。
[0003]现有传统的“硝化
‑
反硝化”处理工艺在不额外投加碳源的情况下对水中氮磷的处理(示例解释性的，尤其是硝态氮等)通常难以达到排放标准；另外，在农村污水处理中，现有常规的好氧生物法对削减总氮含量效果不佳，且由于分散式污水碳氮比相对较低，反硝化进行不完全，导致水中硝态氮含量偏高。
[0004]基于上述现有技术背景，亟需研究一种对污水厂尾水、农村生活污水和湖库微污染水深度处理氮磷的反应系统，寻求在不额外投加碳源的情况下仍可深度脱氮除磷的方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种横流式生物滤池系统、脱氮除磷方法，以解决上述存在的一个或多个技术问题。本专利技术具体公开了一种倒置的“反硝化
‑
(硝化
‑
反硝化)”横流式生物滤池系统以及基于本专利技术系统的脱氮除磷方法，可解决农村地区生活污水深度处理和污水厂尾水总氮处理能力不足的技术问题。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]本专利技术提供的一种横流式生物滤池系统，沿水流方向依次设置有第一还原区和吸附区；
[0008]所述第一还原区内填充有铁屑或含零价铁的颗粒材料，接种有厌氧污泥；所述第一还原区内用于使水中的硝酸根与铁屑或含零价铁的颗粒材料接触，零价铁失去电子变成Fe
2+
或Fe
3+
，硝酸根得到Fe0提供的电子转化为氨氮、亚硝酸根和氮气；用于污泥接种后，零价铁和各种形式的Fe(Ⅱ)化合物在厌氧环境下为铁自养反硝化提供电子供体，也将部分硝酸根转换为氮气；用于铁细菌诱导Fe
2+
转化成Fe
3+
，Fe
3+
水解生成氢氧化铁絮体通过吸附作用或共沉淀作用去除水中的磷酸根；
[0009]所述吸附区内填充有沸石或具有氮磷削除效果的复合金属氧化物颗粒吸附剂，接种有好氧污泥；所述吸附区用于输入所述第一还原区处理后的水，在污泥接种前期，沸石用于利用自身吸附作用去除水中的氨氮，复合金属氧化物颗粒吸附剂通过离子交换、吸附作用以及共沉淀作用去除磷酸根，同时也去除一部分氨氮；接种预设时间后，利用吸附区进水前端的硝化细菌在好氧环境下通过硝化作用将氨氮转化成硝酸根；用于通过生长在沸石和复合金属氧化物颗粒吸附剂上的聚磷菌去除磷酸根，截留的氢氧化铁絮体通过吸附和共沉淀作用去除磷酸根。
[0010]本专利技术的进一步改进在于，所述复合金属氧化物颗粒吸附剂包括：铝锆复合金属氧化物颗粒吸附剂、铈锰复合金属氧化物颗粒吸附剂、铁锰复合金属氧化物颗粒吸附剂和铁锰镁复合金属氧化物颗粒吸附剂中的一种或多种。
[0011]本专利技术的进一步改进在于，沿水流方向，在所述吸附区后还设置有氧化区和第二还原区；
[0012]所述氧化区内装填不同粒径的锰砂；所述氧化区用于输入所述吸附区处理后的水，将未被去除的氨氮或亚硝酸根氧化为硝酸根；
[0013]所述第二还原区内填充有铁屑或含零价铁的颗粒材料，接种有厌氧污泥；所述第二还原区用于输入所述氧化区处理后的水，通过反硝化去所述氧化区生成的硝酸根。
[0014]本专利技术的进一步改进在于，所述第一还原区、所述吸附区、所述氧化区和所述第二还原区均设置有取样口。
[0015]本专利技术的进一步改进在于，所述氧化区内设有曝气装置，用于增加处理水中溶解氧含量。
[0016]本专利技术的进一步改进在于，所述曝气装置为射流曝气设备或跌水曝气设备。
[0017]本专利技术的进一步改进在于，所述吸附区内设置有反冲洗系统。
[0018]本专利技术的进一步改进在于，所述横流式生物滤池系统设置有调节堰，用于调节进水或出水水位。
[0019]本专利技术提供的一种脱氮除磷方法，采用本专利技术上述的横流式生物滤池系统，包括以下步骤：
[0020]将待处理的水样输入所述第一还原区，使水中的硝酸根与铁屑或含零价铁的颗粒材料接触，零价铁失去电子变成Fe
2+
或Fe
3+
，硝酸根得到Fe0提供的电子转化为氨氮、亚硝酸根和氮气；污泥接种，通过零价铁和各种形式的Fe(Ⅱ)化合物在厌氧环境下为铁自养反硝化提供电子供体，将部分硝酸根转换为氮气；通过铁细菌诱导Fe
2+
转化成Fe
3+
使得部分Fe
2+
被氧气氧化成Fe
3+
，Fe
3+
水解生成氢氧化铁絮体通过吸附作用或共沉淀作用去除水中的磷酸根；
[0021]将所述第一还原区处理后的水输入所述吸附区；在污泥接种前期，通过沸石利用自身吸附作用去除水中的氨氮，复合金属氧化物颗粒吸附剂通过离子交换、吸附作用以及共沉淀作用去除磷酸根，同时也去除一部分氨氮；接种一段时间后，利用吸附区进水前端的硝化细菌在好氧环境下通过硝化作用将氨氮转化成硝酸根；通过生长在沸石和复合金属氧化物颗粒吸附剂上的聚磷菌去除磷酸根，截留的氢氧化铁絮体通过吸附和共沉淀作用去除磷酸根。
[0022]本专利技术的进一步改进在于，所述横流式生物滤池系统水流方向，在所述吸附区后还设置有氧化区和第二还原区；所述氧化区内装填不同粒径的锰砂；所述第二还原区内填充有铁屑或含零价铁的颗粒材料，接种有厌氧污泥；
[0023]所述脱氮除磷方法还包括：将所述吸附区处理后的水输入所述氧化区，将未被去除的氨氮或亚硝酸根氧化为硝酸根；将所述氧化区处理后的水输入所述第二还原区，通过类似第一还原区种的“零价铁
‑
生物”协同反硝化作用去所述氧化区生成的硝酸根。
[0024]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0025]本专利技术提供的技术方案中，沿水流方向依次设置有第一还原区和吸附区，所述第
一还原区内填充有铁屑或含零价铁的颗粒材料，且所述吸附区内填充有沸石或具有氮磷削除效果的复合金属氧化物颗粒吸附剂；相比于现有传统的“硝化
‑
反硝化”脱氮技术，本专利技术通过倒置硝化和反硝化，利用零价铁为铁自养反硝化提供电子供体，以解决由于碳源不足反硝化进行不完全的问题；利用复合金属氧化物颗粒吸附剂、聚磷菌类微生物和被填料截留的氢氧化铁絮体去除水中磷酸根，达到除磷效果。
[0026]本专利技术提供的方法中，先利用零价铁提供电子供体进行铁自养反硝化，将硝态氮转化成氮气排出水体；后利用沸石的吸附作用和硝化细菌的硝化作用降低水中氨氮含量；之后再通过“零价铁
‑
生物”的协同反硝化作用将硝酸盐转化为氮气排出水体；通过“反硝化
‑
(硝化
‑
反硝化)”处理，在不额外投加碳源的情况下连续本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种横流式生物滤池系统，其特征在于，沿水流方向依次设置有第一还原区(1)和吸附区(2)；所述第一还原区(1)内填充有铁屑或含零价铁的颗粒材料，接种有厌氧污泥；所述第一还原区(1)内用于使水中的硝酸根与铁屑或含零价铁的颗粒材料接触，零价铁失去电子变成Fe
2+
或Fe
3+
，硝酸根得到Fe0提供的电子转化为氨氮、亚硝酸根和氮气；用于污泥接种后，零价铁和各种形式的Fe(Ⅱ)化合物在厌氧环境下为铁自养反硝化提供电子供体，也将部分硝酸根转换为氮气；用于铁细菌诱导Fe
2+
转化成Fe
3+
，Fe
3+
水解生成氢氧化铁絮体通过吸附作用或共沉淀作用去除水中的磷酸根；所述吸附区(2)内填充有沸石或具有氮磷削除效果的复合金属氧化物颗粒吸附剂，接种有好氧污泥；所述吸附区(2)用于输入所述第一还原区(1)处理后的水，在污泥接种前期，沸石用于利用自身吸附作用去除水中的氨氮，复合金属氧化物颗粒吸附剂通过离子交换、吸附作用以及共沉淀作用去除磷酸根，同时也去除一部分氨氮；接种预设时间后，利用吸附区进水前端的硝化细菌在好氧环境下通过硝化作用将氨氮转化成硝酸根；用于通过生长在沸石和复合金属氧化物颗粒吸附剂上的聚磷菌去除磷酸根，截留的氢氧化铁絮体通过吸附和共沉淀作用去除磷酸根。2.根据权利要求1所述的一种横流式生物滤池系统，其特征在于，所述复合金属氧化物颗粒吸附剂包括：铝锆复合金属氧化物颗粒吸附剂、铈锰复合金属氧化物颗粒吸附剂、铁锰复合金属氧化物颗粒吸附剂和铁锰镁复合金属氧化物颗粒吸附剂中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的一种横流式生物滤池系统，其特征在于，沿水流方向，在所述吸附区(2)后还设置有氧化区(3)和第二还原区(4)；所述氧化区(3)内装填不同粒径的锰砂；所述氧化区(3)用于输入所述吸附区(2)处理后的水，将未被去除的氨氮或亚硝酸根氧化为硝酸根；所述第二还原区(4)内填充有铁屑或含零价铁的颗粒材料，接种有厌氧污泥；所述第二还原区(4)用于输入所述氧化区(3)处理后的水，通过反硝化去所述氧化区(3)生成的硝酸根。4.根据权利要求3所述的一种横流式生物滤池系统，其特征在于，所述第一还原区(1)、所述吸附区(2)、所述氧化区(3)和所述第二还原区(4)均设置有取样口。5.根据权利要求3所述的一种横流式...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴鹍，刘婷，刘天宇，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：