[發(fā)明專利]一種高氨氮有機(jī)污水凈化處理系統(tǒng)與方法

無效

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• 申請日: 2013-02-08
• 公開（公告）號: CN103112997A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蒲小東;鄧良偉;宋立;王智勇;劉刈
• 申請（專利權(quán)）人: 農(nóng)業(yè)部沼氣科學(xué)研究所
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14
• 代理公司: 成都賽恩斯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51212
• 代理人: 張帆

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種污水凈化處理系統(tǒng)與方法，特別是涉及一種以多層礦物質(zhì)材料為過濾介質(zhì)的高氨氮有機(jī)污水凈化處理系統(tǒng)與方法，屬于水、廢水或污水處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

高氨氮（NH₄-N）有機(jī)污水是當(dāng)前我國主要污染物種類之一，來源包括味精污水、食品加工污水、禽畜養(yǎng)殖污水、垃圾滲濾液等，這類污水中氨氮含量通常大于等于300ml/L。高氨氮有機(jī)污水的凈化處理辦法一般首先采用沼氣發(fā)酵工藝進(jìn)行厭氧消化去除絕大部分有機(jī)污染物，同時(shí)回收能源沼氣。厭氧消化后的厭氧消化液（處理原水）在無法完全用作農(nóng)田肥料的條件下，需經(jīng)進(jìn)一步處理后達(dá)標(biāo)排放。但是，高氨氮有機(jī)污水厭氧消化液（處理原水）后置處理過程中存在脫氮效果差、運(yùn)行成本高，土地承載力不足等問題，大量厭氧消化液（處理原水）無法達(dá)標(biāo)排放往往引起二次污染。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種顯著提高污水中有機(jī)氨氮去除能力的污水凈化處理系統(tǒng)與方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種高氨氮有機(jī)污水凈化處理系統(tǒng)，包括處理原水儲(chǔ)存池，處理原水儲(chǔ)存池通過管道與礦質(zhì)過濾池連接，礦質(zhì)過濾池內(nèi)填裝多層礦質(zhì)過濾介質(zhì)，處理原水儲(chǔ)存池出水口連接必要的水泵再連接至布水管，布水管開口在礦質(zhì)過濾介質(zhì)層上部，礦質(zhì)過濾介質(zhì)層下部布置收水管；其特征在于：所述礦質(zhì)過濾池填裝的礦質(zhì)過濾介質(zhì)分為三層，由上至下分別是粗砂層、沸石層、碎石層，所述沸石層與碎石層厚度相等，粗砂層厚度是沸石層或碎石層厚度的二倍；所述布水管出水終端是霧化噴水裝置。

上述高氨氮有機(jī)污水凈化處理系統(tǒng)采用普通礦質(zhì)材料作為過濾介質(zhì)，過濾介質(zhì)的選擇與布置考慮到三點(diǎn)技術(shù)原理：

一、多層礦質(zhì)過濾介質(zhì)由上至下分為三層，當(dāng)處理原水（即厭氧消化液）進(jìn)入本發(fā)明凈化處理系統(tǒng)，從上往下逐層經(jīng)過各礦質(zhì)過濾介質(zhì)層，在粗砂層為亞硝化區(qū)，通過強(qiáng)化布水均勻度提高了滲濾層中溶解氧氧濃度。在系統(tǒng)填料層中粗砂層進(jìn)行好氧反應(yīng)，在該好氧段，由于溶解氧的氧化作用，氨氮經(jīng)亞硝化反應(yīng)轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮，因此相應(yīng)亞硝態(tài)氮濃度持續(xù)增加；在沸石層與碎石層為厭氧氨氧化區(qū)，亞硝態(tài)氮通過厭氧氨氧化作用，亞硝態(tài)氮與剩余氨氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)狻?/p>

二、污水凈化系統(tǒng)凈化效率的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是嚴(yán)格控制凈化反應(yīng)中各階段的反應(yīng)程度與反應(yīng)時(shí)間，本發(fā)明系統(tǒng)通過控制各礦質(zhì)過濾介質(zhì)層厚度顯著提升系統(tǒng)污水凈化效率。其中，沸石層與碎石層厚度相等可能提供氨氮與亞硝氮在厭氧氨氧化區(qū)有足夠反應(yīng)時(shí)間，富集足夠的功能菌種；粗砂層厚度是沸石層或碎石層厚度的二倍可以控制污水中含氧量，將流徑粗砂層的污水中的氨氮控制在亞硝化反應(yīng)階段，實(shí)現(xiàn)處理原水進(jìn)入本系統(tǒng)流經(jīng)粗砂層后氨氮轉(zhuǎn)化率達(dá)到50%；在優(yōu)化設(shè)計(jì)下，粗砂層厚度設(shè)計(jì)為600mm，可以進(jìn)一步保證氨氮轉(zhuǎn)化率達(dá)到50%。

三、進(jìn)一步設(shè)計(jì)過濾介質(zhì)的規(guī)格，具體是粗砂層粒徑0.5mm～2.0mm，沸石層粒徑2.0mm～5.0mm，碎石層粒徑10.0mm～30.0mm，碎石層的碎石粒徑由上向下逐漸增大，其作用主要是提供生化反應(yīng)區(qū)并作為承托層承托上層的粗砂層與沸石層。通過對過濾介質(zhì)材料選擇、過濾介質(zhì)層厚度設(shè)計(jì)以及過濾介質(zhì)規(guī)格控制，能夠保證進(jìn)入系統(tǒng)的處理原水經(jīng)各礦質(zhì)過濾介質(zhì)層過濾后無堵塞，并順利完成各階段生化反應(yīng)。

上述系統(tǒng)的布水管終端的布水裝置采用霧化噴水裝置。霧化噴水是園林灌溉中常用的灌溉方式，其主要作用是通過高頻震蕩將水分子霧化為超微粒子（如1μm～5μm），并借助通過風(fēng)動(dòng)裝置將水霧擴(kuò)散到空氣中，既增加水超微粒子與土壤、植物、空氣的接觸面積，又增加水分在中空氣中的沉降時(shí)間，長時(shí)間保護(hù)環(huán)境空氣濕潤，由此達(dá)到節(jié)水灌溉的目的。在本系統(tǒng)中，采用無堵塞霧化噴水裝置作為終端布水裝置主要為實(shí)現(xiàn)五個(gè)技術(shù)目的，一、防止原水雜質(zhì)堵塞噴頭，二、均勻增加處理原水與過濾介質(zhì)層的接觸面積，三、降低原水微粒在過濾介質(zhì)層中的過濾速度、延長過濾時(shí)間，四、增加原水與空氣接觸面積、延長水分在空氣中的沉降時(shí)間，從而增加處理原水曝氧時(shí)間、提高過濾介質(zhì)層中溶解氧，避免了凈化處理系統(tǒng)中出現(xiàn)凈化死區(qū)；五、可以省略現(xiàn)有凈化系統(tǒng)中專門的曝氧裝置。

以上述高氨氮有機(jī)污水凈化處理系統(tǒng)為基礎(chǔ)，本發(fā)明還提供一種利用該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的高氨氮有機(jī)污水凈化處理方法，具體技術(shù)方案如下：