【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及污水生物处理，具体是指一种用于极限脱氮除磷的铁-硫铁矿-沸石复合滤池装置。
技术介绍
1、随着污水处理厂的提标改造，出水氮磷浓度降低，在污水处理过程中大部分溶解性无机氮(din)和无机磷(dip)可以被有效去除，相比之下，溶解性有机氮(don)很难去除，成为限制出水氮磷浓度进一步降低的关键制约因素。传统的生物脱氮技术如a/o工艺对don的去除率较低。反硝化脱氮对don的去除也存在困难，脱氮深度和速率都不高，这主要是由于现有反硝化填料的性能所限，如粉煤灰等天然矿物填料，对don去除效果很有限。
2、硫铁矿是地壳中广泛存在的一种含硫和铁的矿物，可以作为自养反硝化的可持续底物，可有效去除no3--n和难降解的don，且无需外加有机碳源，污泥产量低，硫铁矿溶出的亚铁离子与磷酸根形成沉淀除磷。但硫铁矿自养反硝化启动慢，水力停留时间长限制了实际应用。铁自养反硝化反应速率快，效率高，但单一形式铁的应用中，铁的形态和反应性能随运行时间发生变化，导致反硝化性能下降。所以，单一的自养反硝化工艺无法满足对氮磷的高效深度去除，铁-硫铁矿复合体系集成了两者的优势，既具有铁自养反硝化的高反应性，也具有硫铁矿自养反硝化的持续性。同时，铁屑可以利用硫铁矿自养反硝化产生的h+转化为fe2+，与磷酸根形成沉淀除磷。此外，沸石材料加入，可通过静电引力吸附don去除过程中产生的nh4+-n，有助于进一步提升氮去除水平。
3、因此，一种用于极限脱氮除磷的铁-硫铁矿-沸石复合滤池装置技术的开发，可望实现污水中氮磷化合物，特别是难降解d
技术实现思路
1、为解决现有技术中的不足，本专利技术提供一种用于极限脱氮除磷的铁-硫铁矿-沸石复合滤池装置，混合铁屑和硫铁矿，硫铁矿溶出的亚铁离子与磷酸根形成沉淀除磷，同时铁屑利用硫铁矿自养反硝化产生的h+转化为亚铁离子，也可与磷酸根形成沉淀除磷，二者结合可充分发挥铁自养反硝化和硫铁矿自养反硝化的优势去除氮化合物，进一步通过沸石吸附don转化过程中产生的氨氮，并且无需投加有机碳源强化反硝化，即可在去除din和dip的基础上，深度去除don。
2、本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种用于极限脱氮除磷的铁-硫铁矿-沸石复合滤池装置，包括进水泵、进水口、水口、气-水联合反冲洗系统以及设置在滤池内的布水器、填料支架、填料和沉降池。
3、作为优选，复合滤池底部进水管与布水器连接，底部有填料支架，作为填料的支撑层。
4、作为优选，气-水联合反冲洗系统分别为设置在复合滤池底部的反冲洗气管和顶部的反冲洗水管，当装置存在堵塞时，将复合滤池顶部的密封装置打开，先开启底部的反冲洗气管进行气洗，再开启顶部的反冲洗水管进行水洗，之后进行气-水联合反冲洗，之后恢复运行。
5、复合滤池的有效体积占总体积的80％，下层填充体积比1：4-9的混合均匀的铁屑和硫铁矿并接种活性污泥，所占体积为填料总体积的80％，上层填充沸石，占填料总体积的20％。
6、作为优选，接种活性污泥包括厌氧污泥和硫自养反硝化污泥。
7、反硝化滤池顶部设置沉降池，并设有出水口，处理完的废水溢流出水。
8、一种用于极限脱氮除磷的铁-硫铁矿-沸石复合滤池装置，步骤如下：
9、1)复合滤池采取上流式进水模式，滤池分为进水区(1)、填料区(2)和出水区(3)三部分，废水通过进水泵以一定流速进入到反硝化滤池内，通过布水器(6)使废水均匀充分接触到填料，处理后的废水通过沉降池(11)溢流出水；
10、2)废水在进入反硝化滤池前，先曝氮气，降低溶解氧含量；
11、3)填料区(2)下层是30-32cm的混合填料层(9)，铁屑和硫铁矿以1：4-9的体积比混合均匀，并接种活性污泥，上层填充8-10cm的沸石，废水通过铁-硫铁矿进行第一次脱氮除磷，去除硝酸盐、磷酸盐和有机氮，再经过沸石(7)吸附，二次脱氮，去除有机氮转化过程中生成的氨氮。
12、4)当装置存在堵塞时，通过气-水联合反冲洗系统对装置进行反冲洗；反冲洗时，先关闭出水口(12)，先开启反冲洗气管(8)进行气洗，再开启反冲洗水管(13)进行水洗，之后进行气-水联合反冲洗，之后恢复运行。
13、步骤1)中所述废水，采用城镇污水处理厂二沉池出水，其硝酸盐浓度为16-22mg/l，几乎不含氨氮和亚硝酸盐，磷酸盐浓度为0.7-1.2mg/l，有机氮浓度在1.5-2.2mg/l之间，cod为14-20mg/l，是典型的低c/n废水。
14、步骤3)中所述铁屑、硫铁矿和沸石的粒径分别为1-9mm、3-4mm和6-8mm，使用前先用稀盐酸浸泡2小时，除去表面氧化物和杂质，随后用去离子水充分冲洗至中性，并烘干后使用。
15、步骤3)中所述活性污泥为2-3g/l的厌氧污泥和1-2g/l的硫自养反硝化污泥
16、作为优选，水力停留时间设置为4-12h。
17、对比现有技术，本专利技术的有益效果在于：
18、(1)铁-硫铁矿-沸石反硝化滤池在处理低c/n废水时，无需外加有机碳源即可实现深度去除有机氮，污泥产量低，污水处理过程中二氧化碳的排放量少，符合目前国际主导的碳中和和可持续发展的绿色发展理念；
19、(2)铁屑的加入可以利用氧气，大幅削减进水的溶解氧，创造良好的缺氧环境，硫铁矿可促进反硝化菌的生长以及为反硝化提供能量，从而形成协同促进效应，显著提高对氮污染物尤其是有机氮的去除率。
20、(3)铁自养反硝化过程产生碱度，可以弥补硫铁矿自养反硝化造成的碱度消耗。
21、(4)硫铁矿中的溶出的fe2+以及铁屑利用硫铁矿自养反硝化产生的h+转化出的fe2+，可以与po43-形成沉淀，达到极限除磷的效果。
22、(5)铁屑、硫铁矿和沸石价格低廉，原料易得，有效节约成本。
23、(6)铁自养反硝化和硫铁矿自养反硝化的结合，解决了单一铁屑作为电子供体易板结，单一硫铁矿作为电子供体启动缓慢周期长的缺陷，铁和硫铁矿混合，同时以铁单质和硫化物作为电子供体，可有效去除硝酸盐和有机氮。
24、(7)有机氮在转化过程中通过脱氨基作用生成氨氮，添加沸石吸附氨氮，显著提高对无机氮和有机氮的去除率。
25、(8)三者联用实现深度脱氮的同时，运行成本低、工艺简单，可有效脱氮除磷，解决废水处理中有机氮深度去除的难题。
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1.一种用于极限脱氮除磷的铁-硫铁矿-沸石复合滤池装置，其特征在于：所述装置由下至上依次为进水区(1)、填料区(2)和出水区(3)，所述进水区(1)包括进水泵(4)、进水口(5)、布水器(6)、填料支架(7)和反冲洗气管(8)，所述填料区(2)包括混合填料层(9)和沸石(10)，所述出水区(3)包括沉降池(11)、出水口(12)和反冲洗水管(13)。
2.一种用于极限脱氮除磷的铁-硫铁矿-沸石复合滤池装置，其特征在于，步骤如下：
3.根据权利要求2所述的一种用于极限脱氮除磷的铁-硫铁矿-沸石复合滤池装置，其特征在于：步骤1中混合填料层(9)和沸石(10)分别占填料区(2)体积的80％和20％，实现硝酸盐、磷酸盐、溶解性有机氮和氨氮的去除。
4.根据权利要求2所述的一种用于极限脱氮除磷的铁-硫铁矿-沸石复合滤池装置，其特征在于：步骤1中所述混合填料层(9)由体积比为1：4-9的铁屑和硫铁矿均匀混合组成并接种活性污泥。
5.根据权利要求2所述的一种用于极限脱氮除磷的铁-硫铁矿-沸石复合滤池装置，其特征在于：步骤1中所述混合填料层(9)中
6.根据权利要求5所述的一种用于极限脱氮除磷的铁-硫铁矿-沸石复合滤池装置，其特征在于：所述铁屑、硫铁矿和沸石使用前在稀盐酸中浸泡2小时，除去表面氧化物和杂质，随后用去离子水充分冲洗至中性，并烘干后使用。
...【技术特征摘要】
1.一种用于极限脱氮除磷的铁-硫铁矿-沸石复合滤池装置，其特征在于：所述装置由下至上依次为进水区(1)、填料区(2)和出水区(3)，所述进水区(1)包括进水泵(4)、进水口(5)、布水器(6)、填料支架(7)和反冲洗气管(8)，所述填料区(2)包括混合填料层(9)和沸石(10)，所述出水区(3)包括沉降池(11)、出水口(12)和反冲洗水管(13)。
2.一种用于极限脱氮除磷的铁-硫铁矿-沸石复合滤池装置，其特征在于，步骤如下：
3.根据权利要求2所述的一种用于极限脱氮除磷的铁-硫铁矿-沸石复合滤池装置，其特征在于：步骤1中混合填料层(9)和沸石(10)分别占填料区(2)体积的80％和20％，实现硝酸盐、磷酸盐、溶...
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