申请/专利权人：优德太湖水务(苏州)有限公司

申请日：2018-02-07

公开（公告）日：2024-03-08

公开（公告）号：CN108163965B

主分类号：C02F3/00

分类号：C02F3/00;C02F3/28;C02F101/16;C02F101/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.08#授权;2018.07.31#实质审查的生效;2018.06.15#公开

摘要：本发明提供一种固定床生物膜包容式微电解深度脱氮除磷舱，包括地埋式的舱本体；舱本体为顶部敞口的中空筒状围壁结构；若干固定床生物膜管竖直紧密排列于舱本体内部；固定床生物膜管为中空管状结构；固定床生物膜管管壁上设置有若干微孔；固定床生物膜管内放置微电解填料；微电解缓慢释放金属离子，污水中的磷酸盐与金属离子结合形成沉淀后，同时微电解材料消耗水体中的氧，降低舱内溶氧量，有利于缺氧反硝化脱氮。本发明采用微电解与生物膜结构相结合，达到缓慢释放除磷同时进行脱氮处理，对于农村分散式污水深度处理效果优异，有效提高出水指标；同时缓释效果优异，节省人力维护成本，便于农村污水处理推广应用。

主权项：1.一种固定床生物膜包容式微电解深度脱氮除磷舱，其特征在于：包括舱本体；所述舱本体为顶部敞口的中空筒状围壁结构；所述舱本体顶部侧面分别设有进水口、出水口；所述进水口通过进水管道导向固定床生物膜管，若干所述固定床生物膜管竖直紧密排列于所述舱本体内部；所述固定床生物膜管为中空管状结构；所述固定床生物膜管管壁上设置有若干微孔；所述固定床生物膜管内放置微电解填料；微电解缓慢释放金属离子，污水中的磷酸盐与金属离子结合形成沉淀后从所述出水口排出；放置有微电解填料的固定床生物膜管作为缓释通道的通道壁，未放置有微电解填料的固定床生物膜管作为缓释通道的通道。

全文数据：一种固定床生物膜包容式微电解深度脱氮除磷舱技术领域[0001]本发明涉及水处理，尤其涉及一种固定床生物膜包容式微电解深度脱氮除磷舱。背景技术[0002]生活污水常含有大量的磷，排入水体会造成藻类过度繁殖，导致水体富营养化，使水质恶化。生活污水中，80%的磷来自人体排泄，其余的来自于洗涤废水和食物废渣。其中含磷洗衣粉是生活含磷污水的主要来源。磷是引起水体富营养化的关键营养物质。水体富营养化不仅会导致水中藻类疯长，而且会使水体含氧量急剧下降，影响鱼类等水生生物的生存。水体富营养化在湖泊、水库表现为水华。为了治理上述危害，就必须减少生活污水处理中出水磷的含量。[0003]随着人们对环境质量要求的提升，污水排放对氮、磷等的去除要求也在逐步严格起来。相比而言，磷可以利用化学沉淀方法脱除，而氮的降解则主要依靠生物处理法，这就要求污水处理工艺单元需加强考虑脱氮问题。[0004]2002年以前我国城镇污水厂出水标准为二级排放标准，其中只有氨氮NH3-N指标要求，没有总氮指标要求，这种情况下，曝气生物处理过程可将NH3-N氧化为硝态氮，实现达标排放。目前，对于污水中氮的去除国内外分散式污水处理设施通常采用在常规二级处理后进行深度反硝化提标改造，本技术旨在重点突破农村等地区分散式污水处理设备的深度反硝化提标技术，实施重点工程的提标改造，完成废水资源化利用程度。[0005]全国农村每年产生的生活污水量为90多亿吨，已成为环境污染的重要来源。农村生活污水等分散式污染点源涉及范围广，分布零散，随机性比较强，水质水量变化幅度大，且污水成分复杂。现有大多数农村分散生活污水处理设备的处理工艺采用缺氧-好氧AO工艺，一方面生物除磷作用很小，出水磷难以达标;现有技术中也有采用电解除磷工艺可以保证出水磷达标排放，但适用于小型设备，5Td处理量以上能耗很高，而且电极板损耗严重，不适合采用；如果采用加药除磷的方式，因药剂反应效率无法控制，释放量与释放时间无法预估，一般需额外增加储药罐和计量栗，而且需增加一名工人每天进行设备维护和药剂制备，对于农村分布广，路程远的特点，如此维护带来额外的设备成本与人力维护成本；另一方面，传统采用加药工艺中，反应虽然迅速，但无法持久，需要采用人工或设备持续加药，无法适用于农村分布式的小型污水处理系统，且悬浮物、总磷、漂浮油、色度等指标无法稳定达到国家水处理标准，无法做到水质深度处理;若采用反渗透膜结构的污水处理系统虽然处理效果不错，但建设成本高昂，对于农村分布式小型污水处理系统，处理量不大，采用地埋式结构，目前国内用于地埋结构主要有预制混凝土池体、玻璃钢罐、碳钢罐;其中，预制混凝土池体因施工周期长，防腐蚀性能差，形成渗漏易对水体造成污染的缺点而不适合农村污水处理;玻璃钢罐因其刚性差，易变性，长期耐温性差，同时抗老化性能低，制作工艺不环保导致环境二次污染同时危险人体健康;碳钢罐因强度低，耐腐蚀性差，无法达到农村生活污水地埋式设备的结构需求;急需一种新型适用于农村分散式的深度除磷及脱氮设备或者技术。发明内容[0006]为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种固定床生物膜包容式微电解深度脱氮除磷舱，采用微电解与生物膜结构相结合，达到缓慢释放除磷同时进行脱氮处理，对于农村分散式污水深度处理效果优异，有效提高出水指标。[0007]本发明提供一种固定床生物膜包容式微电解深度脱氮除磷舱，包括舱本体;所述舱本体为顶部敞口的中空筒状围壁结构;所述舱本体顶部侧面分别设有进水口、出水口；所述进水口通过进水管道导向固定床生物膜管，若干所述固定床生物膜管竖直紧密排列于所述舱本体内部;所述固定床生物膜管为中空管状结构;所述固定床生物膜管管壁上设置有若干微孔;所述固定床生物膜管内放置微电解填料;微电解缓慢释放金属离子，污水中的磷酸盐与金属离子结合形成沉淀后从所述出水口排出。[0008]进一步地，所述舱本体底部还设有搅拌装置。[0009]进一步地，所述进水管道顶部开有溢流口。[0010]进一步地，所述舱本体的罐体上设有加强筋;所述加强筋均匀分布于所述罐体上。[0011]进一步地，所述舱本体的罐体上还设有至少两吊装凸块。[0012]进一步地，间隔相邻的且放置有微电解填料的所述固定床生物膜管形成缓释通道。[0013]进一步地，所述缓释通道的宽度为单根所述固定床生物膜管的管径。[00M]进一步地，所述缓释通道的宽度为双根所述固定床生物膜管的管径。[0015]进一步地，所述进水口的轴线与所述出水口的轴线不共线。[0016]进一步地，所述微孔的形状为菱形。[0017]相比现有技术，本发明的有益效果在于：[0018]本发明提供一种固定床生物膜包容式微电解深度脱氮除磷舱，包括地埋式的舱本体;舱本体为顶部敞口的中空筒状围壁结构;舱本体顶部侧面分别设有进水口、出水口；进水口通过进水管道导向固定床生物膜管，若干固定床生物膜管竖直紧密排列于舱本体内部；固定床生物膜管为中空管状结构；固定床生物膜管管壁上设置有若干微孔;固定床生物膜管内放置微电解填料;微电解缓慢释放金属离子，微孔的晶格呈网状菱形孔，占比较大，水流通过性好；当微电解填料消耗时，仅需固定床生物膜管管口补充微电解材料;且管壁表面经过特殊处理，利于微生物挂载微电解材料反应过程中消耗水体氧气，整个舱体溶解氧低于0.5mgL，利于缺氧反硝化），脱氮效果较好;污水中的磷酸盐与金属离子结合形成沉淀后从出水口排出。本发明采用微电解与生物膜结构相结合，达到缓慢释放除磷同时进行脱氮处理，对于农村分散式污水深度处理效果优异，有效提高出水指标；同时缓释效果优异，节省人力维护成本，便于农村污水处理推广应用。[0019]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。附图说明[0020]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：[0021]图1为本发明的一种固定床生物膜包容式微电解深度脱氮除磷舱结构示意图；[0022]图2为本发明的一种固定床生物膜包容式微电解深度脱氮除磷舱侧视图；[0023]图3为图2的剖视图B-B;[0024]图4为本发明的一种固定床生物膜包容式微电解深度脱氮除磷舱的内部结构示意图；[0025]图5为本发明的缓释通道示意图一；[0026]图6为本发明的缓释通道示意图二；[0027]图7为本发明的固定床生物膜管管壁局部示意图。[0028]图中：舱本体1、罐体2、加强筋21、吊装凸块22、舱口23、进水口3、出水口4、进水管道5、溢流口51、固定床生物膜管6、微孔61、搅拌装置7、支架8、压管9。具体实施方式[0029]下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。[0030]一种固定床生物膜包容式微电解深度脱氮除磷舱，如图1-图4所示，包括舱本体1;舱本体1为顶部敞口的中空筒状围壁结构;舱本体1顶部侧面分别设有进水口3、出水口4;进水口通过进水管道5导向固定床生物膜管6，若干固定床生物膜管6竖直紧密排列于舱本体1内部；固定床生物膜管6为中空管状结构；固定床生物膜管6管壁上设置有若干微孔61;固定床生物膜管6内放置微电解填料;微电解缓慢释放金属离子，污水中的磷酸盐与金属离子结合形成沉淀后从出水口4排出。其中，为将固定床生物膜管6安装固定，固定床生物膜管6通过支架8侧向固定，通过压管9顶部限位。[0031]在一实施例中，如图7所示，为固定床生物膜管6比表面积，微孔61的形状为菱形。微孔61的内切圆孔径为20mm-1OOmm，其中微孔61的内切圆孔径为40mm-70mm效果较佳，在实际实验应用中，微孔61的内切圆孔径为40mm或55mm或70mm;相邻两微孔61的菱形边间距为8mm-10mm，微生物挂膜后效果最佳，同时也易于微生物死后的脱膜。[0032]其中，微电解填料的微电解技术是目前处理高浓度有机污水的一种理想工艺，它是在不通电的情况下，利用填充在污水中的微电解材料自身产生1.2V电位差对污水进行电解处理，以达到降解有机污染物的目的。[0033]目前，微电解技术中最常用的微电极为铁碳微电极，其电解反应如下:析氢腐蚀过程中，铁为阳极，其反应方程为:Fe_2e—Fe2+，碳为阴极，其反应方程式为:2H+2e—2[H]—H2;在有氧条件下铁碳微电极中的铁会发生吸氧腐蚀，反应过程为:2Fe2++〇2+4H+—2H2〇+Fe3+，〇2+4H++4e—^21120?〇2+2H2〇+4e—^OH。[0034]由以上反应过程可知，微电极的电极反应会产生大量的金属离子，其能够与磷酸根、硫酸根等无机离子发生反应，去除溶解性磷酸根，还能还原部分有毒金属离子，达到解毒的作用，从而能够实现对污水的处理。在本实施例中，微电解填料制成球状结构，填充于固定床生物膜管6内，如图7所示，通过微孔61，微电解填料与污水接触，缓慢释放金属离子，达到药剂缓释效果。同时有效的提高处理后出水的悬浮物、总磷、漂浮油、色度等指标。当微电解填料随着水处理过程消融后，再通过人工加入填料补充，补充间隔至少为一年，无需专职安排人手对其进行定点定时处理，符合农村分散式的水处理维护简便的要求。[0035]在一实施例中，如图3、图4所示，为加快反应效率，均匀污水，舱本体1底部还设有搅拌装置7。[0036]在一实施例中，如图4所示，为防止污水量瞬间过大，进水管道5顶部开有溢流口51，当进水口3水量过大时，过量的污水从溢流口51流进舱本体1内部。[0037]一般地，舱本体1由聚乙烯制成，耐腐蚀，经久耐用，结构强度高，不易破损造成二次污染;在一实施例中，如图2所示，加强筋21均匀间隔分布，使垂直方向上受力均匀，同时埋地后与泥土接触面积增大，不易轻易窜动移位。特殊地，由于舱本体1整体重量较重，为方便舱本体1的安装，舱本体1的罐体2上还设有至少两吊装凸块22,通过吊具与起吊装置配合，将舱本体1放置于事先建设好的地下。如图2,舱本体1的舱口23通过连接件与井盖组件固定连接图未示），其中井盖组件露出地面，舱本体1置于地面之下。[0038]为创建供污水快速有效反应的环境，间隔相邻的且放置有微电解填料的固定床生物膜管6形成缓释通道。待处理污水通过缓释通道，放置有微电解填料的固定床生物膜管6作为缓释通道的通道壁，未放置有微电解填料的固定床生物膜管6作为缓释通道的通道。在一实施例中，如图5所示，缓释通道的宽度为单根固定床生物膜管6的管径;在另一实施例中，如图6所示，缓释通道的宽度为双根固定床生物膜管6的管径;其中，阴影部分为放置有微电解填料的固定床生物膜管6,空白部分为未放置有微电解填料的固定床生物膜管6。应当理解，舱本体1内的缓释通道的数量可以为唯一通道，也可为多条同向通道，共同完成从进水口3指向出水口4的过程。具体地，为提高水处理效果，进水口3的轴线与出水口4的轴线不共线，使污水进水后无法形成直接对流，避免待处理污水不经缓释通道就直接流至出水口4，在一实施例中，为提高反应效率，保证反应充分，如图3所示，搅拌装置7安装于舱本体1中心位置，进水管道5的轴线与舱本体1的中心轴线形成的平面与搅拌装置7旋转轴的竖直平面夹角为25°-35°，出水口4位置与进水口3位置关于舱本体1中心轴线中心对称。[0039]特别地，固定床生物膜管6的管径决定管孔隙率，管孔隙率决定搅拌效果，搅拌效果决定去除速率及能力；一方面，管径决定相同体积内堆放的微电解材料的数量最终影响处理除磷效果，管径越大，堆积微电解填料数量越多，处理效果越好;另一方面，管径决定固定床生物膜管6的比表面积最终影响挂载的微生物的数量，影响脱氮效果，管径越大，比表面积越小，微生物量越少，脱氮效果越差，但同时，管径越小，更易形成管内堵塞，同样影响挂膜效果。其中，固定床生物膜管6的管径直径值为[2.5,8]cm，如下表所示，优选地，固定床生物膜管6管径为5.5cm时，脱氮与除磷综合效果最佳，符合农村分散式水处理要求。[0041]经固定床生物膜管6形成的缓释通道后，污水中的磷浓度达到国家一级A标准，脱氮效果较佳，且通过微电解与挂膜结合的方式，区别与传统加药曝气方式，酸碱性无需调整，同时采用非曝气结构，药剂缓慢释放，药剂整体寿命长，充分满足农村分散式的水处理的处理要求。[0042]微孔的晶格呈网状菱形孔，占比较大，水流通过性好；当微电解填料消耗时，仅需固定床生物膜管管口补充微电解材料;且管壁表面经过特殊处理，利于微生物挂载，需要说明的是微电解材料反应过程中消耗水体氧气，整个舱体内溶解氧低于〇.5mgL，利于反硝化细菌的缺氧反硝化，脱氮效果较好。[0043]本发明提供一种固定床生物膜包容式微电解深度脱氮除磷舱，包括舱本体;舱本体为顶部敞口的中空筒状围壁结构;舱本体顶部侧面分别设有进水口、出水口；进水口通过进水管道导向固定床生物膜管，若干固定床生物膜管竖直紧密排列于舱本体内部；固定床生物膜管为中空管状结构；固定床生物膜管管壁上设置有若干微孔；固定床生物膜管内放置微电解填料;微电解缓慢释放金属离子，污水中的磷酸盐与金属离子结合形成沉淀后从出水口排出。本发明采用微电解与生物膜结构相结合，达到缓慢释放除磷同时进行脱氮处理，对于农村分散式污水深度处理效果优异，有效提高出水指标；同时缓释效果优异，节省人力维护成本，便于农村污水处理推广应用。[0044]以上，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制;凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

权利要求：1.一种固定床生物膜包容式微电解深度脱氮除磷舱，其特征在于:包括舱本体;所述舱本体为顶部敞口的中空筒状围壁结构;所述舱本体顶部侧面分别设有进水口、出水口；所述进水口通过进水管道导向固定床生物膜管，若干所述固定床生物膜管竖直紧密排列于所述舱本体内部;所述固定床生物膜管为中空管状结构;所述固定床生物膜管管壁上设置有若干微孔;所述固定床生物膜管内放置微电解填料;微电解缓慢释放金属离子，污水中的磷酸盐与金属离子结合形成沉淀后从所述出水口排出。2.如权利要求1所述的一种固定床生物膜包容式微电解深度脱氮除磷舱，其特征在于：所述舱本体底部还设有搅拌装置。3.如权利要求1所述的一种固定床生物膜包容式微电解深度脱氮除磷舱，其特征在于：所述进水管道顶部开有溢流口。4.如权利要求1所述的一种固定床生物膜包容式微电解深度脱氮除磷舱，其特征在于：所述舱本体的罐体上设有加强筋;所述加强筋均匀分布于所述罐体上。5.如权利要求1所述的一种固定床生物膜包容式微电解深度脱氮除磷舱，其特征在于：所述舱本体的罐体上还设有至少两吊装凸块。6.如权利要求1-5任一项所述的一种固定床生物膜包容式微电解深度脱氮除磷舱，其特征在于:间隔相邻的且放置有微电解填料的所述固定床生物膜管形成缓释通道。7.如权利要求6所述的一种固定床生物膜包容式微电解深度脱氮除磷舱，其特征在于：所述缓释通道的宽度为单根所述固定床生物膜管的管径。8.如权利要求6所述的一种固定床生物膜包容式微电解深度脱氮除磷舱，其特征在于：所述缓释通道的宽度为双根所述固定床生物膜管的管径。9.如权利要求7或8所述的一种固定床生物膜包容式微电解深度脱氮除磷舱，其特征在于:所述进水口的轴线与所述出水口的轴线不共线。10.如权利要求9所述的一种固定床生物膜包容式微电解深度脱氮除磷舱，其特征在于:所述微孔的形状为菱形。

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