一種脫氮水處理系統及所用生物填料的製作方法

2023-08-01 22:19:16

專利名稱：一種脫氮水處理系統及所用生物填料的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於水處理技術領域，特別是涉及一種脫氮水處理系統。
背景技術：
目前對於汙水中的氨氮汙染物，其脫除原理是通過硝化作用(將氨氮氧化成硝酸 鹽氮)和反硝化作用(將硝酸鹽氮還原為氮氣)實現的。由於硝化菌生長需要溶氧濃度較 高，反硝化菌生長的環境需要溶氧較低，所以目前主要處理方法有三種 方法一 (如缺氧好氧活性汙泥法)在池體內設置缺氧區，將好氧硝化後的汙水混 合液通過循環系統打到缺氧區，此類方法缺點為能耗較高，且經常出現碳源缺乏脫氮效果 差的情況； 方法二 (如序批式活性汙泥法)通過在好氧區進行間歇曝氣，創造一定時段的缺 氧環境，但此方法也影響到好氧菌的正常生長和繁殖，影響整體的處理效果，其池體有效反 應時間僅按曝氣時間來計，池體利用率一般為50%左右； 方法三(如生物接觸氧化法或曝氣生物濾池工藝)通過在好氧區投加生物填料， 依據填料上所附著生物膜淺層和深層的微生物獲得的不同溶氧量進行生物膜表層微生物 的硝化和深層微生物的反硝化作用，此方法的缺點是當形成生物膜變厚時，隨著內層微生 物脫氮性能的增強，由於內層微生物營養獲得較少，營養缺乏，處於內源代謝期，導致生物 膜附著性能較差，容易脫落，因此脫氮能力不高，效果也不穩定。

實用新型內容鑑於以上問題，本實用新型的主要目的在於提供一種脫氮水處理系統。該種脫氮 水處理系統可以有效的同時實現硝化和反硝化，具有效果佳、能耗低、效率高等優點。 為了達到以上目的，本實用新型提供的一種脫氮水處理系統，包括水處理池、進水 口及出水口、布置於水處理池中的若干組串接的生物填料、以及曝氣系統，其中 所述生物填料為一空心腔體，所述空心腔體至少在其兩端分別設有一個排氣孔及 排泥孔，所述兩端的排氣孔與排泥孔之間再至少設有一個穿接管或兩個穿接環，所述穿接 管或穿接環通過固定筋與空心腔體內壁連接； 所述空心腔體可通過整體注塑而成，也可以由支撐骨架與掛膜材料連接組合而 成，而所述掛膜材料可通過粘接、穿接、栓接等方式與支撐骨架固定連接； 所述空心腔體優選為球型、橢球型、圓柱型、多邊型等； 所述掛膜材料優選為絲、布、網或片等，其材質軟硬皆可，腔體材料優選為多孔材
質或軟材質，以加大腔體內外汙染物的傳遞速度； 所述空心腔體的腔內壁具有一定坡度，以便於排出泥渣； 所述排氣孔可用於將腔體內微生物代謝產生的各種氣體以及意外進入腔體的空 氣氣泡排出生物填料； 再者，所述空心腔體內部可再設有若干個子腔；所述空心腔體的內外表面也可以
3通過增加壓紋、毛剌、葉片以及附著纖維絲等方式增大掛膜面積和微生物量；所述空心腔體的最大直徑優選為5mm-300mm ; 所述曝氣系統包括鼓風裝置及配套裝置，其中所述鼓風裝置優選為鼓風機、空氣 壓縮機、射流曝氣機、表曝機、轉碟曝氣機等鼓風增氧設備，可以將空氣或氧氣打到水中進 行增氧曝氣。 另外，為增大池體內流體流速，提高填料空心腔體內外的汙染物交換速度，本實用 新型所提供的該種脫氮水處理系統，可再包括一回流系統，該回流系統包括回流動力裝置 及配套裝置，所述回流動力裝置可以為回流水泵、潛水攪拌機、推流設備等。通過所述回流 系統，可以加大池內水的流速，提高處理效果，同時還可避免池底出現過多積泥的情況。 採用本實用新型提供的該種脫氮水處理系統進行水處理工藝時，將若干組串接的 所述生物填料布置安裝於水處理池中，腔體內外溶解氧濃度不同，生長的微生物種類也有 所差別，腔外微生物中以好氧微生物為主，腔內微生物則含有較大比例的缺氧微生物。由於 腔體周圍氣流或水流流速不同，促使腔體內外的產生了壓差，在壓差作用下，空腔內外的汙 染物通過排泥孔和排氣孔等間隙進行傳質，為各種微生物提供營養元素，從而實現了在同 一區域內好氧微生物硝化作用和缺氧微生物反硝化作用的同步進行，在實現微生物膜法脫 除有機汙染物的同時，還可以大大提高了填料的脫氮性能。 本實用新型具有以下有益效果 採用本實用新型提供的脫氮水處理系統，水處理池體內不需另設缺氧區和好氧 區，通過生物填料內外的微生物的不同功能，實現該生物填料小環境下水體流動和汙染物 質交換，使水中各種單一好氧條件下難以徹底脫除的汙染物(如難降解汙染物、氨氮、磷 等)藉助生物填料腔體內外不同類型微生物的作用下高效去除。 採用本實用新型提供的生物填料進行水處理工藝時，該生物填料創造了兩種環 境，兩種區域生長的微生物功能比較專一，工作過程中動力消耗小，因此可以保證較小的處 理能耗下(可以降低能耗成本O. 10元/m3以上)，對氨氮等汙染物去除高效(可以提高脫 氮效率60%以上)。同時還具有汙泥產量小，脫氮過程對碳源要求不嚴格等優點，另外，本 工藝增加缺氧環境，還可提高聚磷菌除磷的能力，通過缺氧微生物對難降解有機物的水解， 提高了生物池內難降解高分子有機汙染物的去除率。

圖1為本實用新型提供的脫氮水處理系統的一種實施例示意圖； 圖2為本實用新型提供的脫氮水處理系統中的一種生物填料的含有局部剖視的
立體示意圖； 圖3為本實用新型提供的脫氮水處理系統中的另一種生物填料的含有局部剖視 的立體示意圖； 圖4為本實用新型提供的脫氮水處理系統的另一種實施例示意圖。
具體實施方式
以下結合具體實施例及附圖對本實用新型進一步說明，但不作對本實用新型的限 定[0027] 如圖1所示，本實用新型提供的一種脫氮水處理系統，包括水處理池10、進水口 101及出水口 102、布置於水處理池中的若干組串接的生物填料20、以及曝氣系統30，其 中 所述生物填料20為一空心腔體，如圖2及圖3所示，所述空心腔體至少在其兩端 分別設有一個排氣孔201及排泥孔202，所述兩端的排氣孔201與排泥孔202之間再至少設 有一個穿接管203或兩個穿接環204，所述穿接管203或穿接環204通過固定筋205與空心 腔體內壁連接； 所述空心腔體可通過整體注塑而成，也可以由支撐骨架206與掛膜材料207連接 組合而成，所述掛膜材料207可通過粘接、穿接、栓接等方式與支撐骨架206固定連接； 所述空心腔體優選為球型、橢球型、圓柱型、多邊型等； 所述掛膜材料207優選為絲、布、網或片等，其材質軟硬皆可，優選為多孔或軟材 質，以提高腔體內外汙染物傳遞速度； 所述空心腔體的腔內壁具有一定坡度，以便於排出泥渣； 所述排氣孔201用於將腔體內微生物代謝產生的各種氣體以及意外進入腔體的 空氣氣泡排出生物填料20; 再者，所述空心腔體內部可再設有若干個子腔；所述空心腔的內外表面也可以通
過增加壓紋、毛剌、葉片以及附著纖維絲等方式增大掛膜面積和微生物量；所述空心腔體的最大直徑優選為5mm-300mm ; 所述曝氣系統30包括鼓風裝置及配套裝置，其中所述鼓風裝置可以為鼓風機、空 氣壓縮機、射流曝氣機、表曝機、轉碟曝氣機等鼓風增氧設備，以將空氣或氧氣打到水中進 行增氧曝氣。在本具體實施例中，所述鼓風裝置採用鼓風機301，所述配套裝置包括出氣裝 置302及管道303，所述出氣裝置302布置於上述若干組串接的生物填料20的下方。 再如圖4所示，本實用新型提供的另一種脫氮水處理系統，包括水處理池10、進水 口 IOI及出水口 102、布置於水處理池中的若干組串接的生物填料20、曝氣系統30以及回 流系統40，所述回流系統40包括回流動力裝置及配套裝置，所述回流動力裝置可以為回流 水泵、潛水攪拌機、推流設備等。本具體實施例中所述回流動力裝置採用回流水泵401，所述 配套裝置包括出水裝置402及回流管道403，所述曝氣系統30的出氣裝置302布置於上述 若干組串接的生物填料20的側下方，所述回流系統40的出水裝置402布置於上述若干組 串接的生物填料20的下方。 採用本實用新型提供的該種脫氮水處理系統進行水處理工藝時，由於所述生物填
料空心腔體內外溶解氧濃度不同，生長的微生物種類也有所差別，腔外微生物中以好氧微
生物為主，腔內微生物則含有較大比例的缺氧微生物。在水流或氣流的影響下，填料腔體內
外進了汙染物的傳遞，從而實現了在同一區域內的硝化和反硝化脫氮的同步進行，在實現
微生物膜法脫除有機汙染物的同時，還可以大大提高了填料的脫氮性能。 以上已對本實用新型其內容作了詳盡說明。對本領域一般技術人員而言，在不背
離本實用新型原理的前提下對它所做的任何顯而易見的改動，都不會超出本申請所附權利
要求的保護範圍。
權利要求一種生物填料，其特徵在於，該生物填料為一空心腔體，所述空心腔體至少在其兩端分別設有一個排氣孔及排泥孔，所述兩端的排氣孔與排泥孔之間再至少設有一個穿接管或兩個穿接環，所述穿接管或穿接環通過固定筋與空心腔體內壁連接。
2. 根據權利要求1所述的一種生物填料，其特徵在於，所述空心腔體通過整體注塑而成。
3. 根據權利要求1所述的一種生物填料，其特徵在於，所述空心腔體包括支撐骨架及 掛膜材料，所述掛膜材料通過粘接、穿接、拴接任意一種或幾種方式的組合與支撐骨架固定 連接。
4. 根據權利要求1所述的一種生物填料，其特徵在於，所述空心腔體的形狀優選為球 型、橢球型、圓柱型、多邊型其中任意一種。
5. 根據權利要求3所述的一種生物填料，其特徵在於，所述掛膜材料優選為絲、布、網 或片的一種或幾種的組合。
6. 根據權利要求1所述的一種生物填料，其特徵在於，所述空心腔體內部再設有若干 個子腔。
7. 根據權利要求1所述的一種生物填料，其特徵在於，所述空心腔體的內外表面增加 壓紋、毛剌、葉片或纖維絲其中的一種或幾種組合。
8. —種脫氮水處理系統，其特徵在於，包括水處理池、進水口及出水口、布置於水處理 池中的若干組串接的生物填料、以及曝氣系統，其中所述生物填料為一空心腔體，所述空 心腔體至少在其兩端分別設有一個排氣孔及排泥孔，所述兩端的排氣孔與排泥孔之間再至 少設有一個穿接管或兩個穿接環，所述穿接管或穿接環通過固定筋與空心腔體內壁連接。
9. 根據權利要求8所述的一種脫氮水處理系統，其特徵在於，所述曝氣系統至少包括 一鼓風裝置。
10. 根據權利要求8所述的一種脫氮水處理系統，其特徵在於，該系統再包括一回流系統。
專利摘要本實用新型屬於水處理技術領域，提供一種脫氮水處理系統及所用生物填料，包括水處理池、進水口及出水口、若干組串接的生物填料、以及曝氣系統，還可包括一回流系統。進行水處理工藝時，由於所述生物填料空心腔體內外溶解氧濃度不同，生長的微生物種類也有所差別，腔外微生物中以好氧微生物為主，腔內微生物則含有較大比例的缺氧微生物。由於腔體周圍氣流或水流流速不同，促使腔體內外的產生了壓差，在壓差作用下，空腔內外的汙染物通過排泥孔和排氣孔等間隙進行傳質，為各種微生物提供營養元素，從而實現了在同一區域內好氧微生物硝化作用和缺氧微生物反硝化作用的同步進行，在實現微生物膜法脫除有機汙染物的同時，還大大提高了填料的脫氮性能。
文檔編號C02F3/30GK201458817SQ20092010691
公開日2010年5月12日 申請日期2009年4月2日 優先權日2009年4月2日
發明者於容樸 申請人:於容樸