一體化生物粉末活性炭吸附沉淀裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種污水深度處理裝置，特別是涉及一種一體化生物粉末活性炭吸附沉淀裝置。
【背景技術】
[0002]目前很多工業企業或者工業集聚區的污水處理裝置都存在難以達標的難題，主要原因是工業污水中成份復雜，水質和水量的波動都比較大，現有的污水處理設備難以滿足要求。
[0003]活性炭尤其是粉末活性炭的再生，近年來已經得到了廣泛應用。這會大幅度降低粉末活性炭的使用成本，消減到現有粉末活性炭價格的20?30%，使活性炭吸附有機物的應用變成可能。
[0004]考慮到經濟性，目前在污水處理中粉末活性炭的吸附主要應用于兩個方面:第一種是用于廢水深度處理工藝的吸附有機物和脫色，第二種是結合活性污泥法的粉末炭生物強化工藝(PACT工藝)。
[0005]中國專利申請號為201510891935.8、名稱為“一種吸附催化氧化法深度處理印染廢水的系統與方法”的中國專利公開了一種利用可再生的粉末炭結合臭氧氧化的工藝，用于印染廢水的深度處理及回用，就是第一種的應用。中國專利申請號為201010202027.0、名稱為“一體式生物強化活性炭動態膜同步脫氮除磷工藝”的中國專利和中國專利申請號為201510044999.4、名稱為“一種改進的粉末活性炭生物處理的污水脫氮除磷處理裝置”的中國專利都公開了利用生物強化的粉末活性炭來進行污水的脫氮除磷，就是第二種的應用。第一種應用吸附飽和后的粉末活性炭中其它雜質少，主要是活性炭吸附的有機物，活性炭易于再生，再生后吸附性能恢復的效果也好。第二種應用由于混合了大量活性污泥，粉末活性炭很難再生，再生后吸附性能恢復的效果也很難保證。
[0006]大部分工業污水，尤其是工業集聚區污水處理廠生化后廢水，往往存在有機物、氨氮、總氮和總磷微量超標的情況，目前技術所涉及的可再生粉末活性炭吸附，多應用于有機物的去除，難以去除氨氮、總氮和總磷。
【發明內容】
[0007]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種一體化生物粉末活性炭吸附沉淀裝置，其利用粉末活性炭較強的吸附性能，通過粉末活性炭的吸附和再生，以較低的運行費用去除廢水中難以生化降解的有機物，同時，通過在粉末活性炭載體上的生物強化，還具有去除氨氮和總氮的功能。
[0008]本實用新型是通過下述技術方案來解決上述技術問題的:一種一體化生物粉末活性炭吸附沉淀裝置，其特征在于，所述一體化生物粉末活性炭吸附沉淀裝置包括進水管路、出水管路、曝氣管路、吸附區、回流區、上升區、浮床沉淀區、三相分離器、污泥斗、出水溢流堰、攪拌器、氣體釋放管路，出水管路位于吸附區的側面，回流區與出水溢流堰連通，曝氣管路、進水管路都與吸附區連通，吸附區位于回流區內，上升區位于回流區的側面，浮床沉淀區位于吸附區的側面且位于上升區的上方，三相分離器位于上升區和浮床沉淀區之間，污泥斗位于回流區的側面且位于出水溢流堰與氣體釋放管路之間，攪拌器位于回流區內且位于吸附區的下方。
[0009]優選地，所述一體化生物粉末活性炭吸附沉淀裝置與一個污泥回流栗連接。
[0010]本實用新型的積極進步效果在于:本實用新型利用粉末活性炭較強的吸附性能，通過粉末活性炭的吸附和再生，以較低的運行費用去除廢水中難以生化降解的有機物，同時，通過在粉末活性炭載體上的生物強化，還具有去除氨氮和總氮的功能。
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型一體化生物粉末活性炭吸附沉淀裝置的結構示意圖。
[0012]圖2為本實用新型一體化生物粉末活性炭吸附沉淀裝置的工作原理圖。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖給出本實用新型較佳實施例，以詳細說明本實用新型的技術方案。
[0014]如圖1和圖2所示，本實用新型一體化生物粉末活性炭吸附沉淀裝置2包括進水管路7、出水管路8、曝氣管路9、吸附區(硝化區)10、回流區(反硝化區)11、上升區(反硝化氣泡釋放區)12、浮床沉淀區13、三相分離器14、污泥斗15、出水溢流堰16、攪拌器17、氣體釋放管路19，出水管路8位于吸附區10的側面，回流區11與出水溢流堰16連通，曝氣管路9、進水管路7都與吸附區10連通，吸附區10位于回流區11內，上升區12位于回流區11的側面，浮床沉淀區13位于吸附區10的側面且位于上升區12的上方，三相分離器14位于上升區12和浮床沉淀區13之間，污泥斗15位于回流區11的側面且位于出水溢流堰16與氣體釋放管路19之間，攪拌器17位于回流區11內且位于吸附區10的下方。
[0015]本實用新型一體化生物粉末活性炭吸附沉淀裝置與一個污泥回流栗18連接。
[0016]一體化生物粉末活性炭吸附沉淀裝置運行方式是待處理的污水7進入吸附區(硝化區)10，在吸附區10投加粉末活性炭進行有機物吸附，同時吸附區好氧曝氣，會在粉末活性炭表面生長細菌，發生硝化作用，吸附區10出水進入回流區(反硝化區)11，在這個區域投加碳源，可以發生反硝化作用，然后污水進入上升區(反硝化氣泡釋放區)12，污水通過三相分離器14時，污水中反硝化的氮氣通過釋放管路19散發到空氣中，污水進入浮床沉淀區13，炭和污水分離進入污泥斗15，污水通過出水溢流堰16排出裝置。污泥回流栗18是將回流區(反硝化區)11的粉末活性炭和污水回流到吸附區(硝化區)10，這樣做能保持吸附區(硝化區)10有足夠多的粉末活性炭(主要是活性炭表面附著的微生物)發揮硝化的功能實現。
[0017]—體化生物粉末活性炭吸附沉淀裝置能夠去除污水中的有機物，是通過在吸附區10投加粉末活性炭，粉末活性炭對有機物有較好的吸附去除能力實現的。而吸附飽和的粉末活性炭會通過一體化裝置的污泥斗15排出一體化裝置，用粉末活性炭再生裝置2再生恢復吸附性能后，粉末活性炭繼續投加到一體化生物粉末活性炭吸附沉淀裝置中的吸附區10。
[0018]—體化生物粉末活性炭吸附沉淀裝置能夠去除污水中的氨氮和總氮，是因為在吸附區10好氧曝氣，吸附區內的粉末活性炭表面會生長生物膜，這些生物膜具有“硝化”的功能，將污水中的氨氮轉化成硝態氮。而吸附區10和回流區(反硝化區)11連通，污水和粉末活性炭進入回流區時，沒有曝氣，屬于缺氧的環境，這個時候投加碳源，粉末活性炭表面生長的生物膜又會發生“反硝化”的功能，將污水中的硝態氮轉化成氮氣，這樣水中的氨氮及總氮(含氨氮及硝態氮)就得到了去除。
[0019]需要說明的是，“硝化作用”是硝化菌和亞硝化菌在好氧條件下，將污水中的氨氮轉化為硝態氮和亞硝態氮的過程。“反硝化作用”也稱脫氮作用，反硝化細菌在缺氧條件下，利用碳源還原硝酸鹽，釋放出分子態氮(N2)的過程。在粉末活性炭表面會生長很多細菌，包括硝化菌、亞硝化菌和反硝化細菌，這些細菌在好氧(指吸附區10)和缺氧(指回流區11)情況下，發生不同的反應，將污水中的氨氮及總氮(含氨氮及硝態氮)去除。
[0020]需要提標處理的污水I進入一體化生物粉末活性炭吸附沉淀裝置2，根據需要在吸附區10投加適量的粉末活性炭，在回流區11投加反硝化碳源，在反應器吸附區10中發生有機物吸附和氨氮去除，在回流區11發生總氮的脫除，吸附飽和的活性炭通過污泥斗15排出一體化生物粉末活性炭吸附沉淀裝置2，用粉末活性炭再生裝置3進行再生后，返回一體化生物粉末活性炭吸附沉淀裝置2繼續使用，沉淀出水如果總磷不達標，投加除磷藥劑4，然后進入過濾裝置5進行處理，達標后污水6排放。
[0021]三相分離器14的作用是在污水投加碳源反硝化后，會生成氮氣，利用三相分離器區分上升區12和浮床沉淀區13，可以保護沉淀區的運行環境，避免氣泡的擾動，同時三相分離器兼起到配水的作用，經過收集的氮氣通過氣體釋放管19排放到大氣中。污泥斗15是為了調節浮床污泥層的高度而設置的，在實際工程中，這個污泥斗可以調節高度，這樣就達到浮床的穩定。浮床沉淀區13通過粉末活性炭形成的炭床的過濾機理，來達到沉淀的效果，這樣可以保證沉淀區的高效率、高效果。
[0022]本實用新型需要提標處理的污水中的難降解有機物是通過投加粉末活性炭來去除的，因為大部分污水已經經過了生化處理，其⑶D指標較低，因此僅需要投加適量的粉末活性炭，以降低運行費用。這部分粉末炭投加量是基于有機物的吸附，一般設計中根據:廢水吸附的COD重量/投加的粉末炭重量=0.05-0.40來取值，吸附接觸時間設計為O?3小時。
[0023]本實用新型需要提標處理的污水中的氨氮，是通過好氧曝氣的方式，利用附著在粉末活性炭上的硝化菌去除的。硝化區的設計停留時間為O?3小時，好氧曝氣的溶解氧控制在O?2.5mg/L，PH值控制在6.5-8.0。在運行過程中通過反硝化區的污泥回流到硝化區，以維持硝化區的污泥濃度為O?50g/L，回流比為O?10倍。控制整個系統的污泥齡為O?20天，可保證脫氮效果。
[0024]本實用新型需要提標處理的污水中的總氮，是通過往污水中投加碳源的方式，利用附著在粉末活性炭上的反硝化菌去除的。反硝化區的設計停留時間為O?4小時，采用攪拌機攪拌，溶解氧控制在O?1.0mg/L以下，PH值控制在6.5?8.0。
[0025]本實用新型需要提標處理的污水中的總磷，是通過往經過粉末活性炭吸附沉淀的出水中投加混凝藥劑，并在后續的濾池截留而去除的，所投加的混凝劑可以采用鐵鹽、鋁鹽，投加量根據總磷要求范圍在0~500mg/L。所采用的過濾裝置可以采用轉盤濾池、V型濾池等。
[0026]本實用新型中的一體化生物粉末活性炭吸附沉淀裝置，由吸附區(同時也是好氧硝化區)、回流區(同時也是反硝化區)、上升區(同時也是反硝化氣泡釋放區)、浮床沉淀區組成，在一個反應器內實現有機物、氨氮、總氮的同時脫除。
[0027]本實用新型中，粉末活性炭除了作為吸附有機物的介質，還作為微生物的載體，通過提高活性炭濃度，可以提高反應器中微生物含量。活性炭具有多孔性，比表面積大，可以為微生物提供良好的粘附界面和微環境，促進微生物生長，提高微生物活性和對可降解有機污染物、氮和磷的去除效果。通過控制反應器中不同區域的溶解氧濃度，實現生物強化活性炭硝化、反硝化過程，達到氮的有效去除。裝置運行環境利于反硝化聚磷菌繁殖，利用硝酸鹽為電子受體吸收磷，實現脫氮和除磷。
[0028]本實用新型利用可再生的粉末活性炭，吸附處理廢水中的難降解有機物，同時利用生物強化作用去除廢水中的氨氮、總氮，也可藥劑強化去除總磷。
[0029]以上所述的具體實施例，對本實用新型的解決的技術問題、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種一體化生物粉末活性炭吸附沉淀裝置，其特征在于，所述一體化生物粉末活性炭吸附沉淀裝置包括進水管路、出水管路、曝氣管路、吸附區、回流區、上升區、浮床沉淀區、三相分離器、污泥斗、出水溢流堰、攪拌器、氣體釋放管路，出水管路位于吸附區的側面，回流區與出水溢流堰連通，曝氣管路、進水管路都與吸附區連通，吸附區與回流區連通，上升區位于回流區的側面，浮床沉淀區位于吸附區的側面且位于上升區的上方，三相分離器位于上升區和浮床沉淀區之間，污泥斗位于回流區的側面且位于出水溢流堰與氣體釋放管路之間，攪拌器位于回流區內且位于吸附區的下方。2.如權利要求1所述的一體化生物粉末活性炭吸附沉淀裝置，其特征在于，所述一體化生物粉末活性炭吸附沉淀裝置與一個污泥回流栗連接。
【專利摘要】本實用新型公開了一種一體化生物粉末活性炭吸附沉淀裝置，其包括進水管路等，出水管路位于吸附區的側面，回流區與出水溢流堰連通，曝氣管路、進水管路都與吸附區連通，吸附區與回流區連通，上升區位于回流區的側面，浮床沉淀區位于吸附區的側面且位于上升區的上方，三相分離器位于上升區和浮床沉淀區之間，污泥斗位于回流區的側面且位于出水溢流堰與氣體釋放管路之間，攪拌器位于回流區內且位于吸附區的下方。本實用新型以較低的運行費用去除廢水中難以生化降解的有機物，同時，通過在粉末活性炭載體上的生物強化，還具有去除氨氮和總氮的功能。
【IPC分類】C02F3/30
【公開號】CN205387501
【申請號】CN201620159419
【發明人】王瑋
【申請人】上海合源環境科技有限公司
【公開日】2016年7月20日
【申請日】2016年3月3日