專利名稱：提高污水脫氮除磷方法及回流液脫氧裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能有效提高污水處理脫氮除磷方法，尤其涉及通過簡便去除回流液中溶解氧含量方法，提高污水脫氮除磷方法及所用脫氧裝置。

背景技術(shù)：
氮磷是造成水體富營養(yǎng)化的重要因素，其有效去除日益受到重視，污水處理工藝?yán)鏏2/O、氧化溝、生物流化床，及中國專利CN1186050等，常通過設(shè)置回流工藝，利用生物脫氮除磷功能在缺氧段和/或厭氧段，去除處理水體中的氮、磷。然而為維持各個(gè)工藝階段的處理效果，其好氧、厭氧、缺氧工藝對溶解氧(DO)控制有較高要求，例如好氧段DO需維持在2.5-3.0mg/l，厭氧段DO需小于0.2mg/l，缺氧段DO需小于0.5mg/l，以分別維持處理的好氧、厭氧和缺氧狀態(tài)。而脫氮效率又與混合液回流比有關(guān)，為達(dá)到較高的脫氮和除磷效率，回流混合液和回流污泥量需大，一般混合液的回流比在100％-400％，污泥回流比在25％-100％，因此導(dǎo)致較高的DO隨著回流混合液和回流污泥(以下統(tǒng)稱回流液)回流帶至厭氧段和缺氧段，造成厭氧段和缺氧段DO過高，無法保證所需厭氧和缺氧狀態(tài)，最終影響脫氮除磷效果，致使厭氧和缺氧段處理達(dá)不到預(yù)期效果，影響整個(gè)工藝運(yùn)行。因此廢水處理工藝設(shè)計(jì)脫氮除磷很好，但實(shí)際運(yùn)行效果達(dá)不到預(yù)期設(shè)計(jì)要求，經(jīng)申請人研究分析此就是一個(gè)重要因素。
現(xiàn)有技術(shù)中雖有對回流液脫氧報(bào)導(dǎo)，以減少回流時(shí)DO帶入，例如中國專利CN1903744、CN1903745改進(jìn)的UCT工藝裝置，使好氧反應(yīng)器出水經(jīng)脫氧反應(yīng)器10-20分鐘攪拌脫氧后回流。中國專利CN101104541改良型四段進(jìn)水A/O深度脫氮裝置，在傳統(tǒng)的四段進(jìn)水A/O系統(tǒng)未端設(shè)置一后缺氧區(qū)兼脫氧區(qū)，不曝氣只進(jìn)行缺氧攪拌。然而由于好氧工藝，氧均勻溶于水中，通過攪拌僅能使少量氧釋出，并且由于受池容及停留時(shí)間的限制，試驗(yàn)表明實(shí)際難以脫至厭氧、缺氧對低溶解氧要求，回流液中DO仍然過高，不能保證設(shè)計(jì)脫氮除磷對厭氧和缺氧要求，實(shí)際效果較差不理想；其次，為能有效脫氧，脫氧池回流液在其中停留時(shí)間相對較長，其過程中回流液本身已經(jīng)發(fā)生了一定的生化反應(yīng)，導(dǎo)致回流液物理化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了一定變化，加之大的回流量，客觀上造成了對厭氧和/或缺氧段污水改善的改變。而污水生物處理過程是使污水在池內(nèi)通過設(shè)定的微生物濃度和停留時(shí)間，使得有機(jī)物得到降解，如果工藝參數(shù)例如停留時(shí)間、微生物濃度等發(fā)生變化，就難以保證達(dá)到原設(shè)計(jì)效果，需對整個(gè)工藝重新調(diào)整。這樣需對原處理工藝進(jìn)行重新調(diào)整，而實(shí)際重新調(diào)整難度較大，需專門人員借助儀器測定，這是一般污水處理廠管理人員所不能進(jìn)行的，此也是污水處理廠調(diào)試時(shí)處理效果很好，以后的運(yùn)行效果會(huì)有所下降的原因這一。
中國專利CN1422817厭氧-兼氧-好氧一體化污水處理，通過在各個(gè)處理區(qū)域設(shè)置溶解氧探頭或電極，由中央處理微機(jī)運(yùn)行模糊控制程序控制給氧量控制器。此法不僅控制復(fù)雜，而且如果水質(zhì)、氣溫等條件發(fā)生變化時(shí)，與程序中設(shè)定條件不一致時(shí)，運(yùn)行往往達(dá)不到預(yù)期效果；并且還會(huì)因監(jiān)測探頭或電極的不穩(wěn)定性，影響效果。因此缺乏實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
因此現(xiàn)有技術(shù)通過設(shè)置回流工藝進(jìn)行生物脫氮除磷，實(shí)際運(yùn)行難以達(dá)到設(shè)計(jì)效果，一是未能真正找到效果達(dá)不到設(shè)計(jì)要求的原因，二是未能尋求到簡便有效脫除回流液中溶解氧的方法。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種可以通過簡便有效大幅度降低回流液中DO，并保持回流液理化性狀不發(fā)生改變，從而提高污水脫氮除磷方法。
本發(fā)明另一目的在于提供一種上述方法中所用回流液脫氧裝置。
本發(fā)明方法目的實(shí)現(xiàn)，主要改進(jìn)是使回流液在封閉容器中，通過抽氣方式降低液面氣壓，使水體“沸騰”，從而使其中大部份DO逸出得到排除完成脫氧，低成本實(shí)現(xiàn)高的脫氧效率，降低回流液中DO，并實(shí)現(xiàn)脫氧值可控，以及短的脫氧停留時(shí)間，基本不改變回流液理化性狀，從而克服現(xiàn)有技術(shù)不足，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的。具體說，本發(fā)明提高污水脫氮除磷方法，包括帶有回流系統(tǒng)的生物污水處理工藝，其特征在于所述工藝的好氧和/或沉淀池和/或缺氧回流通路中串接有抽氣式脫氧裝置，使回流液經(jīng)脫氧至滿足回流到段溶解氧要求后回流。
本發(fā)明所說帶有回流系統(tǒng)的生物污水處理工藝，為現(xiàn)有技術(shù)，例如A2/O、氧化溝、生物流化床等，以及它們的改進(jìn)工藝，并在其中設(shè)置有回流工藝。其回流去路(回流到段)及回流量按原設(shè)計(jì)要求可以不作改變，僅是降低回流液中DO濃度，至大致符合回流到達(dá)工藝段設(shè)計(jì)DO要求，但此不應(yīng)理解為數(shù)學(xué)意義上的絕對完全相等。
抽氣式脫氧裝置，其功能是通過抽氣形成負(fù)壓，使回流液中呈彌散“溶于水中”的DO釋出，并隨抽氣排出，從而達(dá)到降低回流液中的DO濃度，理論上具有此功能作用的脫氧裝置都可以被利用。
對于設(shè)計(jì)回流量較大，可以設(shè)置若干并聯(lián)抽氣式脫氧裝置，以減少回流液停留時(shí)間，以及滿足脫氧要求，并且可以交替運(yùn)行。
本發(fā)明回流液脫氧裝置，其結(jié)構(gòu)至少包括密閉脫氧罐，上部有進(jìn)水口及抽氣口，下端有出水。脫氧時(shí)，回流液從進(jìn)水口進(jìn)入罐內(nèi)，抽氣口不斷抽氣使罐內(nèi)形成負(fù)壓，回流液在負(fù)壓狀態(tài)下“沸騰”釋出所含氧氣，并隨抽氣排出，從而達(dá)到降低回流液中DO目的。為實(shí)現(xiàn)回流液連續(xù)脫氧，一種較好是在脫氧罐底部保持有一定水位(例如0.8-1.5m水層)，用于維持連續(xù)脫氧水封形成負(fù)壓，在出水口外加接有出水抽水裝置，使脫氧罐在負(fù)壓下保持回流液脫氧后連續(xù)排出。保持負(fù)壓的水封，還可以通過在脫氧罐出水口外接水封形成，例如通用彎管水封，確保罐內(nèi)能形成負(fù)壓。
出水抽水裝置，主要作用是為脫氧罐在負(fù)壓下連續(xù)保持流量出水提供“引流”動(dòng)力源，一種最簡便為采用水泵抽吸，當(dāng)然其他具有“引流”裝置都可以被應(yīng)用。
為有效縮短脫氧停留時(shí)間和提高脫氧效率，使回流液中DO達(dá)到滿足設(shè)計(jì)厭氧、缺氧低要求，一種較好為在脫氧裝置中設(shè)置接觸生物填料，例如拉西環(huán)、鮑爾環(huán)、多面空心球、水處理生物填料等，并使回流液以噴淋方式通過填料層，這樣回流液在脫氧裝置內(nèi)可以獲得較大的“釋氧”表面，從而提高脫氧效率，縮短脫氧時(shí)間，并不改變回流液理化性狀。其中更好為采用融合有多種有利于微生物快速附著生長物質(zhì)及微量元素的高分子生物載體填料，例如申請人的裕龍牌活性生物填料，使生物填料更易附著高耗氧微生物，并通過微生物耗氧，強(qiáng)化了脫氧能力。
此外，在裝置上部(抽氣口下)較好設(shè)置有水處理用收水器，例如斜板、折板收水器等，通過隔離抽氣時(shí)液體回涌，防止回流液隨抽氣排出，以及影響抽氣。
本發(fā)明提高污水脫氮除磷方法，相對于現(xiàn)有技術(shù)，由于在回流液通路中串接有抽氣式脫氧裝置，通過簡便有效方法，低成本(僅抽氣消耗動(dòng)力)使得回流液中大部份DO釋出隨抽氣排出，從而使回流液中溶解氧得到較大幅度脫除降低，確保大流量回流后厭氧段和缺氧段(統(tǒng)稱回流到段)低DO滿足厭氧和缺氧狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行設(shè)計(jì)脫氮除磷效果，試驗(yàn)表明相同工藝，應(yīng)用本發(fā)明改造后總氮至少可以降低30-50％，總磷至少可以降低50-80％。本發(fā)明方法，簡單、可靠、運(yùn)行簡便、脫氧控制容易效果好，通過抽氣式脫氧后殘余的溶解氧可低于0.2mg/l，增加成本極少，僅是增加一密閉脫氧罐，更適合于對現(xiàn)有工藝的改造(回流管路回流水泵前或后)。特別是，脫氧效率高，回流液脫氧停留時(shí)間短，只需3-8分鐘，不會(huì)導(dǎo)致脫氧罐中回流液理化改善發(fā)生較大的變化，除增加脫氧罐外，其余均不發(fā)生變化，因而不會(huì)影響原設(shè)計(jì)工藝及運(yùn)行參數(shù)，因此不需改變處理工藝參數(shù)，改造無風(fēng)險(xiǎn)費(fèi)用低，改造周期短，特別適用于現(xiàn)有的污水處理廠提標(biāo)改造。本發(fā)明裝置，結(jié)構(gòu)簡單，物理和生物相結(jié)合除氧，通過抽氣形成負(fù)壓降水體表面氣壓，回流液中氧更容易釋出，以及淋水通過填料在高好氧微生物雙重作用下，具有極好的脫氧效果，完全能滿足現(xiàn)有工藝厭氧段和缺氧段對DO低要求，通過本裝置殘余溶解氧最低可低于0.2mg/l，配以測氧傳感器，可以精確控制回流液中溶解氧，維持不同工藝厭氧段和缺氧段的厭、缺氧狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)工藝運(yùn)行達(dá)到預(yù)期的效果。
以下結(jié)合一個(gè)具體實(shí)施例及對比試驗(yàn)，示例性說明及幫助進(jìn)一步理解本發(fā)明實(shí)質(zhì)，但實(shí)施例具體細(xì)節(jié)僅是為了說明本發(fā)明，并不代表本發(fā)明構(gòu)思下全部技術(shù)方案，因此不應(yīng)理解為對本發(fā)明總的技術(shù)方案限定，一些在技術(shù)人員看來，不偏離本發(fā)明構(gòu)思的非實(shí)質(zhì)性增加和/或改動(dòng)，例如以具有相同或相似技術(shù)效果的技術(shù)特征簡單改變或替換，均屬本發(fā)明保護(hù)范圍。



圖1比較例常規(guī)A2/O工藝流程圖。
圖2本發(fā)明實(shí)施例高脫氮除磷A2/O工藝流程圖。
圖3為實(shí)施例抽氣式脫氧裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施例方式 比較例參見圖1，污水來源某企業(yè)廠區(qū)內(nèi)生活和部分工業(yè)廢水，采用A2/O工藝，包括順次工藝連接的厭氧段、缺氧段、好氧段、沉淀池，處理廢水100m3/h。處理工藝參數(shù)見表1，處理進(jìn)出水質(zhì)見表2。由于回流混合液及污泥中含有較高的溶解氧，檢測平均達(dá)為2.5mg/l左右，且為了維持穩(wěn)定的污泥濃度和脫氮除磷工藝要求，混合液回流比達(dá)200％，污泥回流比達(dá)100％，致使厭氧和缺氧階段溶解氧高，運(yùn)行達(dá)不到設(shè)計(jì)預(yù)期效果，出水始終無法達(dá)標(biāo)。
實(shí)施例參見圖2、3，同樣上述污水處理工藝(圖2)及運(yùn)行參數(shù)，在好氧段和沉淀池回流管路中，分別增設(shè)抽氣式脫氧裝置(圖3)。該抽氣式脫氧裝置，包括Φ1.6m×4.0m密閉罐體6，上下端分別設(shè)有進(jìn)水口1和抽氣孔2，及出水口9，其內(nèi)自上而下分別設(shè)置有斜板收水器3，噴淋布水器4，申請人裕龍牌活性生物填料5(中國專利200720036902.6中空輪狀)，填料支撐7，下底部為存水區(qū)8(保持0.8-1.5m液位)，內(nèi)設(shè)置有溶解氧電極及存水液位計(jì)(圖中未給出)，分別控制抽氣裝置抽氣負(fù)壓，控制回流液中的DO，和保持存水液位防抽空。出水口外接有正壓抽水裝置，例如抽水泵(圖中未給出)。
回流液脫氧外接水射器抽氣裝置(圖中未給出)連續(xù)抽氣(氣源來自鼓風(fēng)機(jī)房壓力空氣)，使脫氧罐維持負(fù)壓，回流液由回流水泵抽吸從進(jìn)水口進(jìn)入，經(jīng)噴淋布水器4向填料5均勻淋水，使回流液在負(fù)壓狀態(tài)呈淋水形式通過填料層，大的釋氣面積使其中溶解氧釋出隨抽氣排出，同時(shí)填料上附著的大量好氧微生物消耗氧，兩者共同作用降低了回流液中DO，保持高的脫氧效率，停留時(shí)間約3min，回流液經(jīng)脫氧由自身重力，及與出水口9連接的水射器提供抽水正壓排出，分別回流于缺氧段、厭氧段(圖2)。脫氧裝置內(nèi)收水器3隔絕抽氣時(shí)水體回涌，可以提高抽氣效率。存水區(qū)在液位計(jì)控制下保持存儲(chǔ)一定水量，維持抽氣水密封和提供一定的出水正壓。回流污水DO≈2.5mg/l，水溫t＝20℃，設(shè)計(jì)淋水密度為50m3/(m2·h)，抽氣量0.39m3/h，抽氣壓力2.337kPa，出水正壓84.042kPa，脫氧回流液溶解氧降低至0.5mg/l，回流污泥溶解氧降低至0.2mg/l。由于回流液經(jīng)脫氧處理降低了其中溶解氧，有效維持了厭氧段和缺氧段的厭、缺氧狀態(tài)，使得工藝運(yùn)行達(dá)到預(yù)期效果，出水達(dá)標(biāo)，處理進(jìn)出水質(zhì)見表2。
此外，對于新建污水處理項(xiàng)目，還可以將抽氣式脫氧裝置于回流水泵前，利用回流水泵提供正壓使脫氧回流液排出，這樣可以省略另設(shè)出水抽水裝置。
還可以根據(jù)設(shè)計(jì)工藝，回流液可以由缺氧段回流至厭氧段工藝。
對于回流量較小，為減小設(shè)備，脫氧裝置中存水區(qū)高度可以降低，另通過出水外接U型、S型等水封，防止出水引出排空造成漏氣，不能形成負(fù)壓。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，在本專利構(gòu)思及具體實(shí)施例啟示下，能夠從本專利公開內(nèi)容及常識(shí)直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的一些變形，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將意識(shí)到也可采用其他方法，或現(xiàn)有技術(shù)中常用公知技術(shù)的替代，以及特征間的相互不同組合，例如填料、抽氣、排水裝置等的改變，采用多個(gè)脫氧裝置并聯(lián)或串并運(yùn)行，出水口加接電控閥，以及帶有回流系統(tǒng)的生物污水處理工藝，采用氧化溝、生物流化床等其他處理工藝及改進(jìn)變形工藝，其他結(jié)構(gòu)形式的抽氣式脫氧裝置(稍復(fù)雜)，等等的非實(shí)質(zhì)性改動(dòng)，同樣可以被應(yīng)用，都能實(shí)現(xiàn)與上述實(shí)施例基本相同功能和效果，不再一一舉例展開細(xì)說，均屬于本專利保護(hù)范圍。
表1工藝運(yùn)行參數(shù) 表2對比處理進(jìn)出水水質(zhì)表 注A出水表示比較例原工藝處理出水水質(zhì)；B出水表示實(shí)施例回流通路中增加脫氧裝置后處理出水水質(zhì)。
權(quán)利要求
1.提高污水脫氮除磷方法，包括帶有回流系統(tǒng)的生物污水處理工藝，其特征在于所述工藝的好氧和/或沉淀池和/或缺氧回流通路中串接有抽氣式脫氧裝置，使回流液經(jīng)脫氧至滿足回流到達(dá)段溶解氧要求后回流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述提高污水脫氮除磷方法，其特征在于抽氣式脫氧裝置由若干個(gè)并聯(lián)運(yùn)行。
3.抽氣式脫氧裝置，包括存放回流液的脫氧罐，其特征在于脫氧罐為密閉罐，上部有進(jìn)水口及抽氣口，下端有出水口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述回流液脫氧裝置，其特征在于脫氧罐底部有維持罐內(nèi)負(fù)壓的0.8-1.5m水層和/或外接水封。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述回流液脫氧裝置，其特征在于出水口外有出水抽水裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述回流液脫氧裝置，其特征在于脫氧罐中有存水液位計(jì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述回流液脫氧裝置，其特征在于存水區(qū)內(nèi)有氧含量檢測器。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述回流液脫氧裝置，其特征在于脫氧罐抽氣口下方有收水器。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述回流液脫氧裝置，其特征在于脫氧罐中有接觸生物填料。
10.根據(jù)權(quán)利要求3、4、5、6、7、8或9所述回流液脫氧裝置，其特征在于脫氧罐內(nèi)有噴淋布水裝置，回流液以噴淋方式下落或通過填料層。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種能有效提高污水處理脫氮除磷方法及所用脫氧裝置，其特征是在帶有回流系統(tǒng)的生物污水處理工藝，好氧和/或沉淀池和/或缺氧回流通路中串接有抽氣式脫氧裝置，使回流液經(jīng)脫氧至滿足回流到達(dá)段溶解氧要求后回流。通過對回流液簡便高效脫氧，降低其DO含量，滿足回流到段低DO要求，使運(yùn)行脫氮除磷達(dá)到設(shè)計(jì)效果，并不改變原設(shè)計(jì)處理工藝參數(shù)，特別適用于現(xiàn)有污水處理提標(biāo)改造。本發(fā)明脫氧裝置，采用物理和生物相結(jié)合除氧，具有極好的脫氧效果，回流液脫氧停留時(shí)間短，結(jié)構(gòu)、控制簡單，完全能滿足現(xiàn)有工藝回流到段對DO低要求，實(shí)現(xiàn)工藝運(yùn)行達(dá)到預(yù)期效果。
文檔編號(hào)C02F1/58GK101767857SQ201010101308
公開日2010年7月7日 申請日期2010年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月26日
發(fā)明者韓炳泉, 吳鷹, 任玉斌, 朱卓銘, 黃東輝 申請人:江蘇裕隆環(huán)保有限公司