[发明专利]前置反硝化预臭氧曝气生物活性炭滤池河水净化法及装置

权利要求书

1.一种前置反硝化预臭氧曝气生物活性炭滤池河水净化装置，其特征在于，其包括进水泵(2)、加药罐(9)、反硝化滤池(4)、臭氧接触柱(12)、臭氧发生器(13)、生物活性炭滤池(19)、鼓风机(24)；

该进水泵(2)的入水口(201)连接水源，其出水口(202)连接位于反硝化滤池(4)底部的入水口(41)；该加药罐(9)的出料口连接位于反硝化滤池(4)底部的入水口(41)；位于反硝化滤池(4)上部的出水口(7)与位于臭氧接触柱(12)底部的入水口(121)连接；位于臭氧接触柱(12)上部的出水口(17)与位于生物活性炭滤池(19)上部的入水口(191)连接；鼓风机(24)分别连接反硝化滤池(4)和生物活性炭滤池(19)底部的进气口；

该反硝化滤池(4)内部具有填料(6)，该填料为亲水性多孔悬浮型介质，填料的厚度为0.5至1m；

该臭氧接触柱(12)底部具有曝气头(15)，曝气头与臭氧发生器(13)连接；臭氧接触柱(12)柱壁内侧具有相对交错设置的折板(16)，各折板平面平行与水平方向；臭氧接触柱(12)顶部具有排气口(18)；该臭氧接触柱(12)的长度为0.8至1.5m；

该生物活性炭滤池(19)内部填充填料(20)，该填料(20)为柱状活性炭，填料厚度为0.8至1.5m；生物活性炭滤池(19)底部具有出水口(30)。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，该装置还包括清水池(31)，该清水池(31)的入水口与生物活性炭滤池(19)的出水口(30)连接；该清水池(31)的一个出水口(39)经回流泵(32)分别连接生物活性炭滤池(19)底部的入水口(192)和反硝化滤池(4)底部的入水口(41)。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述加药罐(9)中放置外碳源，外碳源选自糖类、油脂、有机酸、和C_1-5醇。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述C_1-5醇为甲醇。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：所述反硝化滤池(4)中的填料(6)为聚氨酯填料，其湿密度为0.6～1.0g/cm³，持水量为2000-2600％，比表面为80-120m²/g。

6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于：用柱状活性炭和砾石双层组合填料替代所述生物活性炭滤池(19)内的柱状活性炭填料，其厚度分别为80至150cm和10至20cm；底部承托层为厚度为10至20cm的石英砂。

7.应用权利要求1-6中任一项所述装置的河水净化法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(a)由进水泵(2)提升河水送入反硝化滤池(4)，同时投放加药罐(9)中的外碳源；投加碳源后进水中BOD₅与TN之比为3∶1至5∶1；

(b)河水由反硝化滤池(4)底部进水，在经过生物驯化与培养的填料(6)中完成反硝化作用，然后由反硝化滤池(4)上部的出水口(7)进入臭氧接触柱(12)；反硝化滤池内水力负荷适用范围为5～10L/h，进水在滤池中停留时间30～50min；

(c)臭氧发生器(13)产生的臭氧经曝气头(15)进入臭氧接触柱(12)，河水与臭氧在柱内沿折板(16)方向由下至上流动，河水由上部出水口(17)流出，剩余臭氧由排气口(18)排出，臭氧投加浓度为3mg/L至5mg/L，臭氧接触时间30min至50min；

(d)被氧化后的河水进入下流式生物活性炭滤池(19)，经柱状活性炭(20)吸附和生化降解后沿出水口(30)流出；

(e)在上述步骤中鼓风机(24)为生物活性炭滤池(19)充氧，气水比为3∶1至8∶1。

8.根据权利要求7所述的河水净化法，其特征在于，该方法进一步包括如下步骤：

(f)生物活性炭滤池(19)的出水进入清水池(31)，清水池(31)中的部分水经回流泵(32)返回反硝化滤池(4)底部，重复净化过程，回流比为0∶1至1∶1；

(g)清水池(31)出水，分别从底部进入生物活性炭滤池(19)和反硝化滤池(4)，完成反冲洗步骤，反冲洗周期为7至10天。

9.根据权利要求7所述的污水净化法，其特征在于：所述反硝化滤池(4)中的填料(6)和生物活性炭滤池(19)中的填料(20)在系统投入运行前采用污泥接种的方式进行生物驯化与培养，培养方法采用自然挂膜，按设计流量进水连续培养的方法挂膜。