[发明专利]一种低温同步除氨脱氮的装置及工艺

说明书

一种低温同步除氨脱氮的装置及工艺，属于水处理除氨脱氮技术领域，可解决现有污水处理冬季或低温等不利条件下生物脱氮效率低的问题，包括如下步骤：原水过滤去除颗粒物质和有机物；投入氧化剂预氧化；预氧化滤后水进入催化氧化反应器，催化氧化后的水进入流化床反应器，流化床中的颗粒填料由经铁、镁、锰改性的活性炭构成，底部通入空气处理后过滤出水。本工艺催化效果好，能同时去除水中的氨氮和总氮；适应于低温环境中催化氧化除氨，且基本不受pH值的影响，可有效解决低温生物脱氮能力不足的问题。

技术领域

本发明属于水处理除氨脱氮技术领域，具体涉及一种低温同步除氨脱氮的装置及工艺。

背景技术

氨氮是水中常见的污染物，对水生生物有重要的影响。氨氮高促进水生藻类植物生长，浮游藻类如蓝绿藻等过度生长，造成水质恶化。氨氮抑制鱼类氧传递，构成水产养殖风险。水中除氨的方法主要是生物法和化学法。目前污水处理厂消减氨氮的主要方法是生物脱氮，具有去除效果好，工艺成熟，成本低等优势。但低温条件下生物脱氮效果极差，是冬季或低温期间污水厂出水不能达标的首要因素。

低温除氨的问题非常普遍，需求迫切。中国长江以北地区冬季时间长，人口众多，工业密集，污废水产量大。污水处理厂普遍面临低温除氨、脱氮等问题。世界上很多国家和地区的污水处理厂同样面临低温除氨、脱氮的问题。现有低温除氨技术集中在强化生物处理、折点加氯等方面。强化生物处理主要集中在：1）筛选低温除氨菌种或者对现有除氨微生物做强化低温除氨诱变、基因改造等；2）延长水力停留时间，降低负荷，提升污泥浓度等；3）加热、保温，提升水温等。低温菌种的筛选和诱变等，只是停留在实验室研究阶段，低温除氨脱氮效率低下，远未达到应用要求。延长水力停留时间和提升生物量的做法，仅限于相对低温（5~10℃），对于5℃以下的水则无能为力。加热升温成本过高。折点加氯法利用次氯酸与氨氮的反应，将其氧化去除。但次氯酸（液氯、漂白粉、次氯酸钠等）的大量使用会产生大量有毒和有三致作用的消毒副产物和强烈的气味。可见，低温除氨的问题在我国长江以北的广大地区长期存在，低温除氨难度大，技术需求迫切。

发明内容

本发明针对现有污水处理冬季或低温等不利条件下生物脱氮效率低的问题，提供一种低温同步除氨脱氮的装置及工艺。

本发明采用如下技术方案：

一种低温同步除氨脱氮的装置，包括进水水箱、装有颗粒填料的催化氧化反应器、装有颗粒填料的流化床反应器和过滤器，进水水箱通过管道与催化氧化反应器底部的进水口连接，催化氧化反应器顶部的出水口通过管道与流化床反应器底部的进水口连接，流化床反应器顶部的出水口通过管道与过滤器连接，其中，进水水箱和催化氧化反应器之间的管道上设有水泵和阀门Ⅰ，水泵和阀门Ⅰ之间设有通过阀门Ⅱ和转子流量计Ⅰ连接的氧化剂储存罐Ⅰ，催化氧化反应器和流化床反应器之间的管道上设有阀门Ⅲ以及通过阀门Ⅳ和转子流量计Ⅱ连接的氧化剂储存罐Ⅱ，催化氧化反应器底部的进水口处设有配水区Ⅰ，催化氧化反应器中的颗粒填料之间等间距设有四个孔径为2mm的多孔塑料板，流化床反应器底部的进水口处设有配水区Ⅱ，顶部设有孔径为2mm的多孔挡板，流化床反应器的配水区Ⅱ的另一侧设有通过阀门Ⅴ连接的气泵。

一种低温同步除氨脱氮的工艺，包括如下步骤：

第一步，预过滤，待处理水样浊度2NTU时，过滤去除待处理水样中的颗粒物质和颗粒有机物后，进入进水水箱；当浊度2NTU时，直接进入进水水箱；

第二步，预氧化，通过氧化剂储存罐Ⅰ向上述进水水箱中的待处理水样中投加氧化剂，投加比例为待处理水样中氨氮摩尔浓度的2~4倍，反应时间1~2min；

第三步，催化氧化反应，预氧化后的水进入催化氧化反应器，在催化氧化床中的颗粒填料的作用下，经催化床反应，反应时间20min；

第四步，流化床反应，经催化氧化反应后的水经过氧化剂储存罐Ⅱ补充氧化剂，补充量为第二步中预氧化投量的50%，进入流化床反应器，经过颗粒填料，底部通过气泵通入空气，停留时间10min；