公布日：2023.10.20
申請日：2023.06.21
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/28(2023.01)N;C02F1/78(2023.01)N;C02F3/06(2023.01)N;C02F1/50(2023.01)N;C02F101/10(2006.01)N;C02F101/16(2006.01)N;
C02F101/38(2006.01)N;C02F101/20(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發明公開了一種基于藻處理的污水處理裝置及工藝，該裝置中包括依次連接的反硝化濾池、臭氧反應裝置、曝氣生物濾池和藻處理裝置；其中，反硝化濾池用于去除水提的氨氮污染物，臭氧反應裝置作為曝氣生物濾池的預處理單元，臭氧-曝氣復合能有效去除有機物，能改善污水的可生化性。藻處理裝置是利用藻吸附水體中的重金屬和氨氮，該裝置不僅能去除非溶解性污染物，還能有效處理溶解性污染，比如重金屬和難降解有機物，能滿足出水要求。
權利要求書
1.一種基于藻處理的污水處理裝置，其特征在于，包括反硝化濾池、臭氧反應裝置、曝氣生物濾池和藻處理裝置；反硝化濾池與臭氧反應裝置連接，反硝化濾池內投放碳源；臭氧反應裝置與曝氣生物濾池連接，臭氧反應裝置用于提供臭氧進行氧化反應；曝氣生物濾池與藻處理裝置連接，藻處理裝置內填充有根治藻。
2.如權利要求1所述的基于藻處理的污水處理裝置，其特征在于，還包括第一緩沖池和第二緩沖池，第一緩沖池設置在反硝化濾池和臭氧反應裝置之間；第二緩沖池設置在臭氧反應裝置和曝氣生物濾池之間；第一緩沖池和第二緩沖池內均設有潛水泵用于調整水流的方向。
3.如權利要求1所述的基于藻處理的污水處理裝置，其特征在于，所述藻處理裝置為根治藻動態板槽，根治藻動態板槽的上端設有進水口，尾端設有出水口；進水口與曝氣生物濾池連接。
4.如權利要求1所述的基于藻處理的污水處理裝置，其特征在于，所述藻處理裝置為根治藻循環流動藻床，根治藻循環流動藻床內設有蠕動泵，蠕動泵用于將根治藻循環流動藻床內的水形成循環。
5.如權利要求1所述的基于藻處理的污水處理裝置，其特征在于，還包括藻回收裝置和油脂提取裝置，藻回收裝置與藻處理裝置連接，用于回收并富集藻處理裝置的藻液；油脂提取裝置與藻回收裝置連接，油脂提取裝置用于分離并提取藻液中的油脂。
6.一種基于藻處理的污水處理工藝，其特征在于，基于權利要求1～5任一項所述的基于藻處理的污水處理裝置，包括以下步驟：1)污水進入反硝化濾池，反硝化濾池出水進入至臭氧反應裝置；2)臭氧反應裝置出水，提升至曝氣生物濾池；3)曝氣生物濾池出水后進入藻處理裝置，藻處理裝置中的根治藻覆蓋水體進行處理；4)藻處理裝置出水，檢測出水指標，完成處理。
7.如權利要求6所述的基于藻處理的污水處理工藝，其特征在于，所述裝置還包括第一緩沖池和第二緩沖池，第一緩沖池和第二緩沖池內均設有潛水泵；包括以下步驟：1)污水進入反硝化濾池，在反硝化濾池內投加碳源，反硝化濾池內水流方向自上而下；2)反硝化濾池出水經過第一緩沖池的潛水泵提升至臭氧反應裝置，臭氧發生裝置內水流方向自上而下；3)臭氧反應裝置出水自重流入第二緩沖池，再通過第二緩沖池的潛水泵提升至曝氣生物濾池；4)然后出水提升至藻處理裝置，檢測出水指標，完成處理。
8.如權利要求6所述的基于藻處理的污水處理工藝，其特征在于，反硝化濾池內設有掛膜；反硝化濾池的進水碳氮比為(3～5)：1；所述碳源為乙酸鈉；臭氧投加量為0.5～0.7mgO3/mgCOD。
9.如權利要求6所述的基于藻處理的污水處理工藝，其特征在于，在曝氣生物濾池內加入鐵錳改性藻粉；鐵錳改性藻粉的制備方法，包括以下步驟：在藻粉中先加入高錳酸鉀溶液和硫酸亞鐵溶液，離心后，進行冷凍干燥，取出固體進行堿洗和水洗，繼續冷凍干燥，得到鐵錳改性藻粉；所述藻粉為普通小球藻和/或銅綠微囊藻。
10.如權利要求6所述的基于藻處理的污水處理工藝，其特征在于，藻處理裝置出水后，藻回收裝置收集藻處理裝置中的藻液；藻液送入油脂提取裝置，分離出油脂和油渣；油脂用于生物柴油的原料；分離得到的油渣用于制備肥料。
發明內容
為了克服現有技術的不足，本發明的目的之一在于提供一種基于藻處理的污水處理裝置，反硝化過濾池、曝氣生物濾池和藻處理裝置能有效針對二級出水不同污染物進行深度處理，提高水質標準；本發明的目的之二在于提供一種基于藻處理的污水處理工藝，采用反硝化、臭氧-曝氣和藻處理結合，能有效去除有機物、氨氮和重金屬，滿足出水質量標準。
本發明的目的之一采用如下技術方案實現：
一種基于藻處理的污水處理裝置，包括反硝化濾池、臭氧反應裝置、曝氣生物濾池和藻處理裝置；反硝化濾池與臭氧反應裝置連接，反硝化濾池內投放碳源；臭氧反應裝置與曝氣生物濾池連接，臭氧反應裝置用于提供臭氧進行氧化反應；曝氣生物濾池與藻處理裝置連接，藻處理裝置內填充有根治藻。
進一步，還包括第一緩沖池和第二緩沖池，第一緩沖池設置在反硝化濾池和臭氧反應裝置之間；第二緩沖池設置在臭氧反應裝置和曝氣生物濾池之間；第一緩沖池和第二緩沖池內均設有潛水泵用于調整水流的方向。第一緩沖池和第二緩沖池作為污水的存放桶，其內設的潛水泵能用于調整水流的方向，保證進水都從上往下的，同時還能起到控制流量的作用。
進一步，所述藻處理裝置為根治藻動態板槽，根治藻動態板槽的上端設有進水口，尾端設有出水口；進水口與曝氣生物濾池連接。
進一步，所述藻處理裝置為根治藻循環流動藻床，根治藻循環流動藻床內設有蠕動泵，蠕動泵用于將根治藻循環流動藻床內的水形成循環。
進一步，還包括藻回收裝置和油脂提取裝置，工藝中還包括步驟5)，藻回收裝置與藻處理裝置連接，用于回收并富集藻處理裝置的藻液；油脂提取裝置與藻回收裝置連接，油脂提取裝置用于分離并提取藻液中的油脂。
本發明的目的之二采用如下技術方案實現：
一種基于藻處理的污水處理工藝，基于上述的基于藻處理的污水處理裝置，包括以下步驟：
1)污水進入反硝化濾池，反硝化濾池出水進入至臭氧反應裝置；
2)臭氧反應裝置出水，提升至曝氣生物濾池；
3)曝氣生物濾池出水后進入藻處理裝置，藻處理裝置中的根治藻覆蓋水體進行處理；
4)藻處理裝置出水，檢測出水指標，完成處理。
進一步，所述裝置還包括第一緩沖池和第二緩沖池，第一緩沖池和第二緩沖池內均設有潛水泵；包括以下步驟：
1)污水進入反硝化濾池，在反硝化濾池內投加碳源，反硝化濾池內水流方向自上而下；
2)反硝化濾池出水經過第一緩沖池的潛水泵提升至臭氧反應裝置，臭氧發生裝置內水流方向自上而下；
3)臭氧反應裝置出水自重流入第二緩沖池，再通過第二緩沖池的潛水泵提升至曝氣生物濾池；
4)然后出水提升至藻處理裝置，檢測出水指標，完成處理。
進一步，反硝化濾池內設有掛膜，反硝化濾池實現脫氮主要是依賴于附著在濾料表面的掛膜(生物膜)；反硝化濾池的進水碳氮比為(3～5)：1，優選為4：1；所述碳源為乙酸鈉。
進一步，臭氧投加量為0.5～0.7mgO3/mgCOD，優選為0.65mgO3/mgCOD。
進一步，在曝氣生物濾池內加入鐵錳改性藻粉；鐵錳改性藻粉的制備方法，包括以下步驟：在藻粉中先加入高錳酸鉀溶液和硫酸亞鐵溶液，離心后，進行冷凍干燥，取出固體進行堿洗和水洗，繼續冷凍干燥，得到鐵錳改性藻粉。
再進一步，所述藻粉為普通小球藻和/或銅綠微囊藻。
進一步，藻處理裝置出水后，藻回收裝置收集藻處理裝置中的藻液；藻液送入油脂提取裝置，分離出油脂和油渣；油脂用于生物柴油的原料；分離得到的油渣用于制備肥料。
相比現有技術，本發明的有益效果在于：
(1)本發明的裝置中包括依次連接的反硝化濾池、臭氧反應裝置、曝氣生物濾池和藻處理裝置；其中，反硝化濾池用于去除水提的氨氮污染物，臭氧反應裝置作為曝氣生物濾池的預處理單元，臭氧-曝氣復合能有效去除有機物，能改善污水的可生化性。藻處理裝置是利用藻吸附水體中的重金屬和氨氮，該裝置不僅能去除非溶解性污染物，還能有效處理溶解性污染，比如重金屬和難降解有機物，能滿足出水要求。
(2)本發明藻處理裝置為根枝藻生態板槽或循環根枝藻藻床，在板槽或藻床內均填充有根治藻，根治藻對磷、氮、COD和重金屬有去除作用，而且在高COD水質中也能正常生長。根治藻的藻絲體積大，在進行光合作用產生氧氣后浮于水面易于回收，同時增加了水體的溶氧量能夠促進硝化細菌生長。根治藻生態板槽的水體停留時間短，污水中的營養物去除率低于藻床，藻床中由于設置了蠕動泵，能使得根治藻時刻循環處理污水，增加了水力的停留時間。
(3)本發明的曝氣生物濾池還加入了鐵錳改性藻粉，將水華藻類采用鐵錳預氧化強化混凝的方式，即通過高錳酸鉀預氧化和硫酸亞鐵強化混凝改性制備藻粉吸附劑，能有效去除藻華的同時，還能作為重金屬和雙酚A的吸附劑。
(4)本發明的裝置中還包括藻回收裝置和提取油脂裝置，藻回收裝置用于回收并富集藻處理裝置中的藻液，藻液中富含脂肪和甘油，所以脂肪提取裝置能將藻液中的油脂和油渣進行分離，油脂用于生物柴油的原料；分離得到的油渣用于制備肥料，將污水處理和藻類再生技術結合，能一定程度上緩解水資源和能源短缺的雙重壓力。
(5)本發明的工藝是采用反硝化-臭氧-曝氣-藻處理結合的手段對污水進行處理，具體為：污水首先進行反硝化過濾處理，一方面利用反硝化反應進行脫氮，另一方面通過物理截留的手段實現過濾；然后污水再通往臭氧反應裝置，在水體中通入臭氧，采用化學預氧法作為強化后續曝氣生物濾池處理效能的預處理方法，臭氧與后續的曝氣結合，能將水中大多數難降解的有機污染物進行轉化，而且操作簡單，不產生二次污染。最后再經過藻處理裝置，有效去除COD和重金屬。本發明的工藝步驟簡單，且能滿足出水指標。
（發明人：邵鍇;李輝;胡俊;李新連;吳立將;鐘慧俊;廖俊佳;張欣欣;熊盼龍）
