[发明专利]一种高纳污能力低能耗的污水深度脱氮装置及其运行方法

权利要求书

1.一种高纳污能力低能耗的污水深度脱氮装置，其特征在于，主要包括沉淀池(2)、电渗析装置(3)、pH调节池(4)、储药罐一(6)、生物滤池(8)、储药罐二(11)、氧化还原电位测量装置(16)、反冲洗泵(28)、清水池(29)，所述沉淀池(2)、电渗析装置(3)、pH调节池(4)及生物滤池(8)之间通过管道连接，所述储药罐一(6)通过第一加药口(5)连通至所述pH调节池(4)与所述生物滤池(8)之间的管道内，所述生物滤池(8)从上往下依次设置有气体收集装置(9)、均匀布水器(17)、第一过滤床(18)、第二过滤床(19)、第三过滤床(20)、第四过滤床(21)，所述第一过滤床(18)与所述第二过滤床(19)之间以及所述第二过滤床(19)与所述第三过滤床(20)之间留有一定的间隔，所述第三过滤床(20)的底部设有承托板(25)，所述承托板(25)中间设有向下突出的开口，所述氧化还原电位测量装置(16)的电极通入到所述开口处，所述第四过滤床(21)位于所述承托板(25)中间的开口的下方，在所述第二过滤床(19)的下方设有第二加药口(7)，所述储药罐二(11)分别通过第一流路(14)和第二流路(15)通入到所述第二加药口(7)，所述第一流路(14)上设有泵一(12)，所述第二流路(15)上设有泵二(13)，所述氧化还原电位测量装置(16)通过导线与所述泵二(13)相连，在所述生物滤池(8)的底端通过处理水排出管(26)与所述清水池(29)相连，所述反冲洗泵(28)通过反冲洗管(27)设在清水池(29)与所述生物滤池(8)的底端之间；

在所述第一过滤床(18)、第二过滤床(19)、第三过滤床(20)的上方分别设有反冲洗水出口一(22)、反冲洗水出口二(23)、反冲洗水出口三(24)；

所述均匀布水器(17)由分级布水装置构成，分别由进水总管、主管、支管和布水孔均匀分布的布水器组成；

所述第一过滤床(18)的填料为沸石，选择粒径为7-8mm，密度2.0-2.4g/cm³。

2.如权利要求1所述的一种高纳污能力低能耗的污水深度脱氮装置，其特征在于，所述第二过滤床(19)的填料为蛭石，蛭石的粒径为1-3mm。

3.如权利要求1所述的一种高纳污能力低能耗的污水深度脱氮装置，其特征在于，所述第三过滤床(20)的填料由石英砂组成，选择粒径为3-4.2mm，密度2.8-3.0g/cm³，孔隙率大于55％。

4.如权利要求1所述的一种高纳污能力低能耗的污水深度脱氮装置，其特征在于，所述第四过滤床(21)所用的过滤材料按重量组分计是由10-20份凝灰岩、2-10份弱酸性粘土、1-5份珊瑚粉、1-6份椰壳炭、10-40份陶瓷粉末、16-25份有机泡沫材料组成。

5.如权利要求1所述的一种高纳污能力低能耗的污水深度脱氮装置，其特征在于，所述储药罐一(6)内的药为乙酸钠与甲醇的混合溶液，二者的摩尔比为1:3。

6.如权利要求1所述的一种高纳污能力低能耗的污水深度脱氮装置，其特征在于，所述储药罐二(11)内的药为氯化亚铁溶液，所述氯化亚铁溶液的浓度为3-10mg/L。

7.一种采用权利要求1所述装置的高纳污能力低能耗的污水深度脱氮处理方法，其步骤为：

(1)生化二级出水由原水进口(1)通入沉淀池(2)进行初步沉淀，再通入电渗析装置(3)进行电解，继续通入pH调节池(4)，调节pH值至5.0-7.0，储药罐一(6)内的药液通过第一加药口(5)打入由pH调节池(4)通向生物滤池(8)的管道中，药液随污水进入生物滤池(8)，使得进水中外加碳源的COD/N＝2；

(2)污水经过均匀布水器(17)首先经过第一过滤床(18)，进水中粒径较大的悬浮固体在沸石的吸附截留作用下被去除，同时进水中少量的氨氮也被吸附去除，大粒径悬浮固体和部分DO得到了去除；

(3)污水经过第一过滤床(18)后进入第二过滤床(19)，由于蛭石的含水性，其有效容积得到增加，水力停留时间得到增长，进一步消耗进水中的DO；

(4)流出第二过滤床(19)的废水，进入第三过滤床(20)，打开泵一(12)，储药罐二(11)内的氯化亚铁溶液通过第一流路(14)随水流进入第三过滤床(20)；反硝化菌利用进水中的碳源将硝酸盐和亚硝酸盐还原为氮气，同时一些硝态氮铁氧化菌利用硝态氮中的氧可将二价铁氧化为三价铁，同时硝态氮被还原为氮气；氮气通过所述气体收集装置(9)收集，并从气体排出口(10)排出，此外粒径较小的悬浮固体被吸附截留，同时由于三价铁的絮凝吸附，出水悬浮固体含量更低；

(5)废水经第三过滤床(20)经过承托板(25)底下的开口处流出，通过氧化还原电位测量装置(16)的电极检测上述氧化还原反应的程度，若氧化还原反应的程度不够，则打开所述泵二(13)，使储药罐二(11)内的氯化亚铁溶液通过第二流路(15)随水流进入第三过滤床(20)，以增加废水中氯化亚铁溶液的浓度，促进氧化还原反应的进程，反之，则关闭所述泵二(13)，降低废水中氯化亚铁溶液的浓度，从而达到自动控制的目的；

(6)废水继续经过第四过滤床(21)，经所述过滤材料进一步过滤净化；

(7)处理的水通过处理水排出管(26)进入清水池(29)；打开反冲洗泵(28)，一部分清水池(29)中的水用于反冲洗，反冲洗分为三个阶段，第一阶段，是对第三过滤床(20)的反冲洗，关闭反冲洗水出口一(22)和反冲洗水出口二(23)，反冲洗水由反冲洗水出口三(24)流出，第二阶段是对第二过滤床(19)的反冲洗，关闭反冲洗水出口一(22)和反冲洗水出口三(24)，反冲洗水由反冲洗水出口二(23)流出，第三阶段是对第一过滤床(18)的反冲洗，关闭反冲洗水出口二(23)和反冲洗水出口三(24)，反冲洗水由反冲洗水出口一(22)流出，反冲洗水回流至二沉池，一部分达标排放。