一种用于污水脱氮的铁碳耦合反硝化滤池
阅读：693发布：2020-05-12
专利汇可以提供一种用于污水脱氮的铁碳耦合反硝化滤池专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种用于污 水 脱氮的 铁 碳 耦合反硝化滤池，包括包括铁碳混合池、反硝化滤池，反硝化滤池上部设有铁碳微 电池 床，中部设有反硝化滤池滤料层，下部设有曝气管，底部为穿孔管进水口，通过进水总管与铁碳混合池顶部一侧的出水口连接，铁碳混合池下设有进水口。该反硝化滤池能够产生无数微电池，使铁碳粉在污水中产生H2O2和·OH等 氧 化态物质使碳源耦合转化，提供了反硝化除氮需要的优质碳源，不需外加碳源，避免产生 能源 浪费，改变污水中COD的结构和特性，使有机物发生断链、开环，铁碳离子对污水中悬浮物进行 吸附 ，增强对难降解有机物的耦合；带正电荷铁离子能够使反硝化滤池陶粒滤料的电中和，使陶粒滤料与 微 生物 的吸附性增强。，下面是一种用于污水脱氮的铁碳耦合反硝化滤池专利的具体信息内容。
1.一种用于污水脱氮的铁碳耦合反硝化滤池，其特征在于，包括铁碳混合池、反硝化滤池，所述反硝化滤池上部设有铁碳微电池床，中部设有反硝化滤池滤料层，下部设有曝气管，底部为穿孔管进水口，通过进水总管与铁碳混合池顶部一侧的出水口连接，所述铁碳混合池下设有进水口。
2.根据权利要求1所述的用于污水脱氮的铁碳耦合反硝化滤池，其特征在于，所述铁碳混合池内部设有搅拌器并加有铁碳粉，所加铁碳量浓度在30-50mg/L。
3.根据权利要求2所述的用于污水脱氮的铁碳耦合反硝化滤池，其特征在于，所述铁碳粉是细铁粉与细碳粉混合，铁碳粉粒径为10～30μm，细铁粉与细碳粉的质量比为0.5:1～
1.5:1。
4.根据权利要求1所述的用于污水脱氮的铁碳耦合反硝化滤池，其特征在于，所述反硝化滤池滤料层设有陶粒滤料层，高度为1.0-1.2m。
5.根据权利要求4所述的用于污水脱氮的铁碳耦合反硝化滤池，其特征在于，所述陶粒滤料层中陶粒滤料粒径为3～5mm。
6.根据权利要求1所述的用于污水脱氮的铁碳耦合反硝化滤池，其特征在于，所述反硝化滤池采用气水联合反冲洗方式。
7.根据权利要求1所述的用于污水脱氮的铁碳耦合反硝化滤池，其特征在于，所述反硝化滤池水力停留时间为2-4h，滤速为4-6m/h，经过反硝化滤池的出水排入水体。
8.根据权利要求1所述的用于污水脱氮的铁碳耦合反硝化滤池，其特征在于，所述反硝化滤池溶解氧浓度为0.2-0.5mg/L。
一种用于污水脱氮的铁碳耦合反硝化滤池
技术领域
[0001] 本发明涉及一种反硝化池，更具体地，涉及一种用于污水脱氮的铁碳耦合反硝化滤池。
背景技术
[0002] 随着社会经济的快速发展和人们生活水的日益提高，对水环境水生态提出了更高的要求，为此政府制定了更为严格的污水排放标准。污水处理厂深度处理改造过程中对总氮的去除尤为重要，但因其处理难度高、投资比例大，且大多数污水处理厂面临碳源不足导致脱氮效果差等问题，使深度处理的效果不是很满意。反硝化滤池具有吸附过滤性强、脱氮效果好、水力停留时间短、占地少等优点，能够解决污水处理厂TN含量超标的问题，但由于进水中碳源不足或COD碳源品质差而不得不大量投加醋酸、葡萄糖等外加碳源，使得为了脱氮达标而浪费大量碳源，增加了污水厂的运行费用。
发明内容
[0004] 技术方案：本发明所述一种用于污水脱氮的铁碳耦合反硝化滤池，包括铁碳混合池、反硝化滤池，反硝化滤池上部设有铁碳微电池床，中部设有反硝化滤池滤料层，下部设有曝气管，底部为穿孔管进水口，通过进水总管与铁碳混合池顶部一侧的出水口连接，铁碳混合池下设有进水口。
[0005] 其中，铁碳混合池内部设有搅拌器并加有铁碳粉，所加铁碳量浓度在30-50mg/L，铁碳粉是细铁粉与细碳粉混合，铁碳粉粒径为10～30μm，细铁粉与细碳粉的质量比为0.5:1～1.5:1；反硝化滤池滤料层设有陶粒滤料层，高度为1.0-1.2m，陶粒滤料层中陶粒滤料粒径为3～5mm；反硝化滤池采用气水联合反冲洗方式，反硝化滤池水力停留时间为2-4h，滤速为4-6m/h，经过反硝化滤池的出水排入水体，反硝化滤池溶解氧浓度为0.2-0.5mg/L。
[0006] 工作原理：由于污水中存在离子，将铁粉和粉末碳浸没在污水中时，污水便充当电解液，由于铁和碳之间存在电极电位差，在污水中会形成无数个微原电池，这些细微电池是以电位低的铁成为阳极,电位高的碳做阴极,在电解质中发生电化学反应，反应的结果是铁受到腐蚀变成二价的铁离子进入溶液，由于铁离子有混凝作用,它与污染物中带微弱负电荷的微粒异性相吸,形成比较稳定的絮凝物，而进行悬浮物的吸附。同时，带正电荷铁离子能够实现对填料表面负电荷的电中和，实现对反硝化滤池陶粒滤料的电中和，使陶粒滤料与微生物的吸附性大大增强，提高了污水中悬浮物的吸附。
[0007] 前置铁碳混合池，混合后进入陶粒滤池深层，这时通过无数个微原电池形成了Fe2+，同时强化铁粉的金属给电子能力，具有较高的氧化还原电化学。碳粉可将水中的部分溶2+
解氧还原成过氧化氢，且在Fe 作用下生成羟基·OH，具有高氧化性。
解氧还原成过氧化氢，且在Fe 作用下生成羟基·OH，具有高氧化性。
[0008] 阳极(Fe):Fe-2e→Fe2+
[0009] 阴极(C):O2+2H++2e→H2O2→2·OH
[0010] 反应中，产生的H2O2和·OH等氧化态物质具有高化学活性，能改变污水中COD的结构和特性，使有机物发生断链、开环等；同时，Fe2+很快在氧气的作用下生成Fe3+，而与反应中剩余的OH－生成聚合度大的Fe(OH)3胶体絮凝剂，也可以有效地吸附、凝聚水中的污染物，进一步增强对难降解有机物的耦合，结果就是B/C得到大幅提高，不仅不用投加碳源，而且可以有效的降解COD，使碳源耦合转化，这些正是反硝化除氮最需要的优质碳源。
[0011] 这样无数微电池产生的H2O2和·OH等氧化态物质使碳源耦合转化，解决了碳源问题，而陶粒滤池的生物膜法增强反硝化细菌附着能力，双重作用下强化和富集反硝化滤池的微生物生长，极大提高了反硝化滤池有机物的降解和总氮的去除。
[0012] 有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：1、能够产生无数微电池，使铁碳粉在污水中产生H2O2和·OH等氧化态物质使碳源耦合转化，改变污水中COD的结构和特性，使有机物发生断链、开环；2、碳源耦合转化，提供了反硝化除氮需要的优质碳源，不需外加碳源，避免产生能源浪费，增加生产成本；3、铁碳离子对污水中悬浮物进行吸附，增强对难降解有机物的耦合，COD的去除率达63.6％，TN的去除率达84.2％；4、带正电荷铁离子能够使反硝化滤池陶粒滤料的电中和，使陶粒滤料与微生物的吸附性增强。
具体实施方式
[0013] 实施例1
[0014] 用于污水脱氮的铁碳耦合反硝化滤池，包括铁碳混合池、反硝化滤池，反硝化滤池上部设有铁碳微电池床，中部设有反硝化滤池滤料层，下部设有曝气管，底部为穿孔管进水口，通过进水总管与铁碳混合池顶部一侧的出水口连接，铁碳混合池下设有进水口。
[0015] 来自污水处理厂二沉池的污水进入铁碳混合池，在混合池内加入铁碳粉，铁碳粉是细铁粉与细碳粉混合，铁碳粉粒径为10μm，质量比为0.5:1，池内设有搅拌器，转速为100r/min，水力停留时间控制在50min左右，所加铁碳量浓度在30mg/L，铁碳混合池的出水作为反硝化滤池的进水，铁碳粉随污水进入陶粒滤料内，滤料粒径3mm，形成无数的微电池；
反硝化滤池也采用曝气管曝气，但溶解氧浓度控制在0.5mg/L，反硝化滤池中陶粒滤池的高度为1.2m，水力停留时间控制在4h，滤速控制在4m/h。经过反硝化滤池的出水排入水体，滤池采用气水联合反冲洗方式。气洗的反冲洗强度：13L/m2·s，反冲洗时间3min；气水联合反冲洗：气的反冲洗强度13L/m2·s，水的反冲洗强度3L/m2·s，冲洗历时5min；水洗的反冲洗强度：6L/m2·s，冲洗历时5min。反冲洗水排入废水池，经沉淀后铁碳循环使用补充至铁碳混合池，而污泥排入污泥系统进行处理。
反硝化滤池也采用曝气管曝气，但溶解氧浓度控制在0.5mg/L，反硝化滤池中陶粒滤池的高度为1.2m，水力停留时间控制在4h，滤速控制在4m/h。经过反硝化滤池的出水排入水体，滤池采用气水联合反冲洗方式。气洗的反冲洗强度：13L/m2·s，反冲洗时间3min；气水联合反冲洗：气的反冲洗强度13L/m2·s，水的反冲洗强度3L/m2·s，冲洗历时5min；水洗的反冲洗强度：6L/m2·s，冲洗历时5min。反冲洗水排入废水池，经沉淀后铁碳循环使用补充至铁碳混合池，而污泥排入污泥系统进行处理。
[0016] 处理效果：污水处理厂二沉池的污水COD为55mg/L，TN为19mg/L；反硝化滤池出水的COD为40mg/L，TN为12mg/L；COD的去除率为27.3％，TN的去除率为36.8％。
[0017] 实施例2
[0018] 来自污水处理厂二沉池的污水进入铁碳混合池，在混合池内加入铁碳粉，铁碳粉是细铁粉与细碳粉混合，铁碳粉粒径为10μm，质量比为1:1，池内设有搅拌器，转速为100r/min，水力停留时间控制在50min左右，所加铁碳量浓度在30mg/L，铁碳混合池的出水作为反硝化滤池的进水，铁碳粉随污水进入陶粒滤料内，滤料粒径3mm，形成无数的微电池；反硝化滤池也采用曝气管曝气，但溶解氧浓度控制在0.5mg/L，反硝化滤池中陶粒滤池的高度为1.2m，水力停留时间控制在4h，滤速控制在4m/h。经过反硝化滤池的出水排入水体，滤池采用气水联合反冲洗方式。气洗的反冲洗强度：13L/m2·s，反冲洗时间3min；气水联合反冲洗：气的反冲洗强度13L/m2·s，水的反冲洗强度3L/m2·s，冲洗历时5min；水洗的反冲洗强度：6L/m2·s，冲洗历时5min。反冲洗水排入废水池，经沉淀后铁碳循环使用补充至铁碳混合池，而污泥排入污泥系统进行处理。
[0019] 处理效果：污水处理厂二沉池的污水COD为55mg/L，TN为19mg/L；反硝化滤池出水的COD为28mg/L，TN为8mg/L；COD的去除率为49.1％，TN的去除率为57.9％。
[0020] 实施例3
[0021] 来自污水处理厂二沉池的污水进入铁碳混合池，在混合池内加入铁碳粉，铁碳粉是细铁粉与细碳粉混合，铁碳粉粒径为10μm，质量比为1.5:1，池内设有搅拌器，转速为100r/min，水力停留时间控制在50min左右，所加铁碳量浓度在30mg/L，铁碳混合池的出水作为反硝化滤池的进水，铁碳粉随污水进入陶粒滤料内，滤料粒径3mm，形成无数的微电池；
反硝化滤池也采用曝气管曝气，但溶解氧浓度控制在0.5mg/L，反硝化滤池中陶粒滤池的高度为1.2m，水力停留时间控制在4h，滤速控制在4m/h。经过反硝化滤池的出水排入水体，滤池采用气水联合反冲洗方式。气洗的反冲洗强度：13L/m2·s，反冲洗时间3min；气水联合反
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冲洗：气的反冲洗强度13L/m·s，水的反冲洗强度3L/m·s，冲洗历时5min；水洗的反冲洗强度：6L/m2·s，冲洗历时5min。反冲洗水排入废水池，经沉淀后铁碳循环使用补充至铁碳混合池，而污泥排入污泥系统进行处理。
反硝化滤池也采用曝气管曝气，但溶解氧浓度控制在0.5mg/L，反硝化滤池中陶粒滤池的高度为1.2m，水力停留时间控制在4h，滤速控制在4m/h。经过反硝化滤池的出水排入水体，滤池采用气水联合反冲洗方式。气洗的反冲洗强度：13L/m2·s，反冲洗时间3min；气水联合反
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冲洗：气的反冲洗强度13L/m·s，水的反冲洗强度3L/m·s，冲洗历时5min；水洗的反冲洗强度：6L/m2·s，冲洗历时5min。反冲洗水排入废水池，经沉淀后铁碳循环使用补充至铁碳混合池，而污泥排入污泥系统进行处理。
[0022] 处理效果：污水处理厂二沉池的污水COD为55mg/L，TN为19mg/L；反硝化滤池出水的COD为25mg/L，TN为7mg/L；COD的去除率为54.5％，TN的去除率为63.2％。
[0023] 实施例4
[0024] 来自污水处理厂二沉池的污水进入铁碳混合池，在混合池内加入铁碳粉，铁碳粉是细铁粉与细碳粉混合，铁碳粉粒径为10μm，质量比为1:1，池内设有搅拌器，转速为100r/min，水力停留时间控制在50min左右，所加铁碳量浓度在40mg/L，铁碳混合池的出水作为反硝化滤池的进水，铁碳粉随污水进入陶粒滤料内，滤料粒径3mm，形成无数的微电池；反硝化滤池也采用曝气管曝气，但溶解氧浓度控制在0.5mg/L，反硝化滤池中陶粒滤池的高度为1.2m，水力停留时间控制在4h，滤速控制在4m/h。经过反硝化滤池的出水排入水体，滤池采用气水联合反冲洗方式。气洗的反冲洗强度：13L/m2·s，反冲洗时间3min；气水联合反冲洗：气的反冲洗强度13L/m2·s，水的反冲洗强度3L/m2·s，冲洗历时5min；水洗的反冲洗强度：6L/m2·s，冲洗历时5min。反冲洗水排入废水池，经沉淀后铁碳循环使用补充至铁碳混合池，而污泥排入污泥系统进行处理。
[0025] 处理效果：污水处理厂二沉池的污水COD为55mg/L，TN为19mg/L；反硝化滤池出水的COD为22mg/L，TN为5mg/L；COD的去除率为60.0％，TN的去除率为73.7％。
[0026] 实施例5
[0027] 来自污水处理厂二沉池的污水进入铁碳混合池，在混合池内加入铁碳粉，铁碳粉是细铁粉与细碳粉混合，铁碳粉粒径为10μm，质量比为1:1，池内设有搅拌器，转速为100r/min，水力停留时间控制在50min左右，所加铁碳量浓度在50mg/L，铁碳混合池的出水作为反硝化滤池的进水，铁碳粉随污水进入陶粒滤料内，滤料粒径3mm，形成无数的微电池；反硝化滤池也采用曝气管曝气，但溶解氧浓度控制在0.5mg/L，反硝化滤池中陶粒滤池的高度为1.2m，水力停留时间控制在4h，滤速控制在4m/h。经过反硝化滤池的出水排入水体，滤池采用气水联合反冲洗方式。气洗的反冲洗强度：13L/m2·s，反冲洗时间3min；气水联合反冲洗：气的反冲洗强度13L/m2·s，水的反冲洗强度3L/m2·s，冲洗历时5min；水洗的反冲洗强度：6L/m2·s，冲洗历时5min。反冲洗水排入废水池，经沉淀后铁碳循环使用补充至铁碳混合池，而污泥排入污泥系统进行处理。
[0028] 处理效果：污水处理厂二沉池的污水COD为55mg/L，TN为19mg/L；反硝化滤池出水的COD为21mg/L，TN为4.5mg/L；COD的去除率为61.8％，TN的去除率为76.3％。
[0029] 实施例6
[0030] 来自污水处理厂二沉池的污水进入铁碳混合池，在混合池内加入铁碳粉，铁碳粉是细铁粉与细碳粉混合，铁碳粉粒径为10μm，质量比为1:1，池内设有搅拌器，转速为100r/min，水力停留时间控制在50min左右，所加铁碳量浓度在40mg/L，铁碳混合池的出水作为反硝化滤池的进水，铁碳粉随污水进入陶粒滤料内，滤料粒径4mm，形成无数的微电池；反硝化滤池也采用曝气管曝气，但溶解氧浓度控制在0.5mg/L，反硝化滤池中陶粒滤池的高度为1.2m，水力停留时间控制在4h，滤速控制在4m/h。经过反硝化滤池的出水排入水体，滤池采用气水联合反冲洗方式。气洗的反冲洗强度：13L/m2·s，反冲洗时间3min；气水联合反冲
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洗：气的反冲洗强度13L/m·s，水的反冲洗强度3L/m·s，冲洗历时5min；水洗的反冲洗强度：6L/m2·s，冲洗历时5min。反冲洗水排入废水池，经沉淀后铁碳循环使用补充至铁碳混合池，而污泥排入污泥系统进行处理。
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洗：气的反冲洗强度13L/m·s，水的反冲洗强度3L/m·s，冲洗历时5min；水洗的反冲洗强度：6L/m2·s，冲洗历时5min。反冲洗水排入废水池，经沉淀后铁碳循环使用补充至铁碳混合池，而污泥排入污泥系统进行处理。
[0031] 处理效果：污水处理厂二沉池的污水COD为55mg/L，TN为19mg/L；反硝化滤池出水的COD为20mg/L，TN为3mg/L；COD的去除率为63.6％，TN的去除率为84.2％。
[0032] 实施例7
[0033] 来自污水处理厂二沉池的污水进入铁碳混合池，在混合池内加入铁碳粉，铁碳粉是细铁粉与细碳粉混合，铁碳粉粒径为10μm，质量比为1:1，池内设有搅拌器，转速为100r/min，水力停留时间控制在50min左右，所加铁碳量浓度在40mg/L，铁碳混合池的出水作为反硝化滤池的进水，铁碳粉随污水进入陶粒滤料内，滤料粒径5mm，形成无数的微电池；反硝化滤池也采用曝气管曝气，但溶解氧浓度控制在0.5mg/L，反硝化滤池中陶粒滤池的高度为1.2m，水力停留时间控制在4h，滤速控制在4m/h。经过反硝化滤池的出水排入水体，滤池采用气水联合反冲洗方式。气洗的反冲洗强度：13L/m2·s，反冲洗时间3min；气水联合反冲洗：气的反冲洗强度13L/m2·s，水的反冲洗强度3L/m2·s，冲洗历时5min；水洗的反冲洗强度：6L/m2·s，冲洗历时5min。反冲洗水排入废水池，经沉淀后铁碳循环使用补充至铁碳混合池，而污泥排入污泥系统进行处理。
[0034] 处理效果：污水处理厂二沉池的污水COD为55mg/L，TN为19mg/L；反硝化滤池出水的COD为20mg/L，TN为3mg/L；COD的去除率为63.6％，TN的去除率为84.2％。
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