公布日：2022.04.26
申請日：2021.12.28
分類(lèi)號：C02F9/14(2006.01)I;C02F3/10(2006.01)I
摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高鹽難降解污水的深度處理裝置，包括：生物活性炭反應器，生物活性炭反應器內由下及上依次設置濾板、承托層、生物活性炭層，濾板上分布有濾帽，承托層內設置曝氣單元，生物活性炭層中設置活性炭及生物菌群，位于生物活性炭層的上側還設置出水單元；生物活性炭反應器內位于濾板下側的底部容腔還連接有用于送入污水的進(jìn)水管；砂濾反應器，砂濾反應器的進(jìn)口與出水單元連通，砂濾反應器上還設置凈化水出口；反洗單元，反洗單元與生物活性炭反應器的底部容腔連通、還與砂濾反應器連通。同時(shí)還提供了相應的深度處理工藝。本發(fā)明高鹽難降解污水的深度處理裝置及工藝對污水的處理效果優(yōu)異、能耗低、且操作成本低。
權利要求書(shū)
1.一種高鹽難降解污水的深度處理裝置，其特征在于，包括：生物活性炭反應器，所述生物活性炭反應器內由下及上依次設置濾板、承托層、生物活性炭層，所述承托層內設置曝氣單元，所述生物活性炭層中設置活性炭及生物菌群，位于生物活性炭層的上側還設置出水單元；所述生物活性炭反應器內位于濾板下側的底部容腔還連接有用于送入污水的進(jìn)水管；砂濾反應器，所述砂濾反應器的進(jìn)口與所述出水單元連通，所述砂濾反應器上還設置凈化水出口；反洗單元，所述反洗單元與所述生物活性炭反應器的底部容腔連通，用于由下及上對所述生物活性炭反應器進(jìn)行反沖洗；所述反洗單元還與所述砂濾反應器連通，用于對砂濾反應器進(jìn)行反沖洗。
2.根據權利要求1所述的高鹽難降解污水的深度處理裝置，其特征在于：所述生物活性炭層采用塊狀活性炭，且所述塊狀活性炭的粒徑為1-3mm，表面耐磨強度為90-95％；所述塊狀活性炭采用中孔以上的孔徑比例大于75％、大孔孔徑的孔徑比例大于30％，比表面積為800-1200m2/g，孔隙容積為1.2-1.6mL/g，堆積密度為0.45-0.55g/cm3的活性炭，其中，中孔的孔徑為2-50nm、大孔的孔徑大于50nm。
3.根據權利要求1所述的高鹽難降解污水的深度處理裝置，其特征在于：所述生物活性炭層的生物菌群含芽孢桿菌和硝化菌；其中，控制芽孢桿菌的含量不低于40％，硝化菌的含量不低于15％。
4.根據權利要求1所述的高鹽難降解污水的深度處理裝置，其特征在于：所述曝氣單元包括在承托層內均勻分布的微孔曝氣器，所述微孔曝氣器通過(guò)氧氣輸送管道與外部氧氣源連通。
5.根據權利要求1所述的高鹽難降解污水的深度處理裝置，其特征在于：所述出水單元包括在所述生物活性炭層上方設置的出水堰，及設于出水堰上方的出水槽，所述出水槽設置一槽頂及位于槽頂下方的槽壁，且所述出水槽罩設于所述出水堰的外周；所述出水單元的出水槽通過(guò)出水管道連接至中間池；所述中間池與所述砂濾反應器連通，所述砂濾反應器的凈化水出口連接至出水池。
6.根據權利要求5所述的高鹽難降解污水的深度處理裝置，其特征在于：所述反洗單元包括分別與濾板下側的容腔連通的第一反洗水管、第一反洗氣管、放空管、以及設于所述生物活性炭層上方的第一反洗水外排管、第一反洗氣外排管，所述第一反洗水管的進(jìn)水口與所述中間池連通；所述反洗單元還包括與所述砂濾反應器連通的第二反洗水管、第二反洗氣管、第二反洗水外排管、第二反洗氣外排管；所述第二反洗水管的進(jìn)水端與所述出水池聯(lián)通。
7.根據權利要求1所述的高鹽難降解污水的深度處理裝置，其特征在于：所述生物活性炭反應器呈圓柱體狀，其中所述生物活性炭層的高度占反應器高度的1/3-7/12；和/或；所述承托層的厚度為所述生物活性炭層高度的1/70-1/25；和/或；所述生物活性炭反應器在所述進(jìn)水管與所述砂濾反應器之間設為并聯(lián)的多級；所述砂濾反應器在所述出水單元的下游設為并聯(lián)的多級。
8.根據權利要求6所述的高鹽難降解污水的深度處理裝置，其特征在于：還包括控制系統，所述控制系統與所述第一反洗水管、第一反洗氣管、第一反洗水外排管、第一反洗氣外排管，第二反洗水管、第二反洗氣管、第二反洗水外排管、第二反洗氣外排管上設置的電磁閥均電連接。
9.一種高鹽難降解污水的深度處理工藝，其特征在于，包括如下工序：污水進(jìn)入生物活性炭反應器底部，通過(guò)濾板上向上進(jìn)入生物活性炭層，在曝氣的作用下，經(jīng)過(guò)活性炭吸附和生物菌群降解后，去除水中的難降解有機物；并且，控制曝氣強度，利用曝氣產(chǎn)生的高強度氣水混合液，去除活性炭表面附著(zhù)的鹽分和懸浮物，使活性炭重新恢復吸附點(diǎn)位；部分被擦洗下來(lái)的活性炭粉末隨曝氣氣流上升，隨出水流出，同時(shí)帶走部分可吸附但不可降解的有機物，隨后進(jìn)入中間池；將中間池內的水送至砂濾反應器頂部，通過(guò)砂濾作用截留雜質(zhì)，砂濾出水從凈化水出口進(jìn)入出水池；并且，根據需要對生物活性炭反應器、砂濾反應器進(jìn)行反沖洗。
10.根據權利要求9所述的高鹽難降解污水的深度處理工藝，其特征在于：調節曝氣強度控制氣水比為3:1-5:1；和/或；當生物活性炭反應器反洗時(shí)，先通過(guò)第一反洗氣管進(jìn)行單獨氣洗；然后結合第一反洗水管將中間池內的水送入生物活性炭反應器的底部容腔，由下至上進(jìn)行氣水混合反洗；接著(zhù)停止氣洗、進(jìn)行單獨水洗，直至完成反洗流程。
發(fā)明內容
針對上述現有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明旨在提供一種處理效果優(yōu)異、低能耗、低操作成本的高鹽難降解污水的深度處理裝置及工藝。具體的，采用具有特定孔徑分布和比表面積的活性炭吸附、特定耐鹽生物菌群、特定富氧曝氣條件相結合的協(xié)同作用，使特定微生物在特定的富氧曝氣條件下、且在特定活性炭表面形成“微生態(tài)系統”，達到持續穩定的生物降解過(guò)程，實(shí)現對高鹽難降解廢水污染物的高效降解處理。
本發(fā)明的目的之一是提供一種高鹽難降解污水的深度處理裝置，所采用的技術(shù)方案如下：
一種高鹽難降解污水的深度處理裝置，包括：
生物活性炭反應器，所述生物活性炭反應器內由下及上依次設置濾板、承托層、生物活性炭層，所述濾板上分布有濾帽，所述承托層內設置曝氣單元，所述生物活性炭層中設置活性炭及生物菌群，位于生物活性炭層的上側還設置出水單元；所述生物活性炭反應器內位于濾板下側的底部容腔還連接有用于送入污水的進(jìn)水管；
砂濾反應器，所述砂濾反應器的進(jìn)口與所述出水單元連通，所述砂濾反應器上還設置凈化水出口；
反洗單元，所述反洗單元與所述生物活性炭反應器的底部容腔連通，用于由下及上對所述生物活性炭反應器進(jìn)行反沖洗；所述反洗單元還與所述砂濾反應器連通，用于對砂濾反應器進(jìn)行反沖洗。
優(yōu)選的，所述生物活性炭層采用塊狀活性炭，且所述塊狀活性炭的粒徑為1-3mm，表面耐磨強度為90-95％；
所述塊狀活性炭采用中孔以上的孔徑比例大于75％、大孔孔徑的孔徑比例大于30％，比表面積為800-1200m2/g，孔隙容積為1.2-1.6mL/g，堆積密度為0.45-0.55g/cm3的活性炭，其中，中孔的孔徑為2-50nm、大孔的孔徑大于50nm。
優(yōu)選的，所述生物活性炭層的生物菌群富含蠟狀和/或柱狀芽孢桿菌和硝化菌；其中，控制芽孢桿菌的含量不低于40％，硝化菌的含量不低于15％。
優(yōu)選的，所述曝氣單元包括在承托層內均勻分布的微孔曝氣器，所述微孔曝氣器通過(guò)氧氣輸送管道與外部氧氣源連通。
優(yōu)選的，所述出水單元包括在所述生物活性炭層上方設置的出水堰，及設于出水堰上方的出水槽，所述出水槽設置一槽頂及位于槽頂下方的槽壁，且所述出水槽罩設于所述出水堰的外周；
所述出水單元的出水槽通過(guò)出水管道連接至中間池；所述中間池與所述砂濾反應器連通，所述砂濾反應器的凈化水出口連接至出水池。
進(jìn)一步的，所述出水槽的槽頂通過(guò)管道與尾氣風(fēng)機連通。
進(jìn)一步的，所述反洗單元包括分別與濾板下側的容腔連通的第一反洗水管、第一反洗氣管、放空管、以及設于所述生物活性炭層上方的第一反洗水外排管、第一反洗氣外排管，所述第一反洗水管的進(jìn)水口與所述中間池連通。
所述反洗單元還包括與所述砂濾反應器連通的第二反洗水管、第二反洗氣管、第二反洗水外排管、第二反洗氣外排管；所述第二反洗水管的進(jìn)水端與所述出水池聯(lián)通。
優(yōu)選的，所述生物活性炭反應器呈圓柱體狀，其中所述生物活性炭層的高度占反應器高度的1/3-7/12。
優(yōu)選的，所述承托層采用粗砂，厚度為所述生物活性炭層高度的1/70-1/25。
進(jìn)一步的，還包括控制系統，所述控制系統與所述第一反洗水管、第一反洗氣管、第一反洗水外排管、第一反洗氣外排管，第二反洗水管、第二反洗氣管、第二反洗水外排管、第二反洗氣外排管上設置的電磁閥均電連接。
優(yōu)選的，所述生物活性炭反應器在所述進(jìn)水管與所述砂濾反應器之間設為并聯(lián)的多級；所述砂濾反應器在所述出水單元的下游設為并聯(lián)的多級。
本發(fā)明的目的之二是提供一種高鹽難降解污水的深度處理工藝，包括如下工序：
污水進(jìn)入生物活性炭反應器底部，通過(guò)濾板上的濾帽分布向上進(jìn)入生物活性炭層，在曝氣的作用下，經(jīng)過(guò)活性炭吸附和生物菌群降解后，去除水中的難降解有機物；并且，控制曝氣強度，利用曝氣產(chǎn)生的高強度氣水混合液，去除活性炭表面附著(zhù)的鹽分和懸浮物，使活性炭重新恢復吸附點(diǎn)位；部分被擦洗下來(lái)的活性炭粉末隨曝氣氣流上升，隨出水流出，同時(shí)帶走部分可吸附但不可降解的有機物，隨后進(jìn)入中間池；
將中間池內的水送至砂濾反應器頂部，通過(guò)砂濾作用截留雜質(zhì)，砂濾出水從凈化水出口進(jìn)入出水池；
并且，根據需要對生物活性炭反應器、砂濾反應器進(jìn)行反沖洗。
優(yōu)選的，調節曝氣強度控制氣水比為3:1-5:1。
優(yōu)選的，當生物活性炭反應器反洗時(shí)，先通過(guò)第一反洗氣管進(jìn)行單獨氣洗；然后結合第一反洗水管將中間池內的水送入生物活性炭反應器的底部容腔，由下至上進(jìn)行氣水混合反洗；接著(zhù)停止氣洗、進(jìn)行單獨水洗，直至完成反洗流程。
優(yōu)選的，當砂濾反應器反洗時(shí)，先通過(guò)第二反洗氣管進(jìn)行單獨氣洗；然后結合第二反洗水管將出水池內的水送入砂濾反應器的底部，由下至上進(jìn)行氣水混合反洗；接著(zhù)，停止氣洗、進(jìn)行單獨水洗；直至完成反洗流程。
本發(fā)明的有益效果體現在：
(1)基于本發(fā)明裝置及工藝的設置，使污水由底部容腔進(jìn)入生物活性反應器內，由下及上進(jìn)入生物活性炭層，在曝氣的作用下，經(jīng)過(guò)活性炭吸附和微生物降解后，去除水中的難降解有機物；并且，利用曝氣產(chǎn)生的高強度氣水混合液，可以去除活性炭表面附著(zhù)的鹽分和懸浮物，使活性炭不斷重新恢復、持續保持吸附點(diǎn)位；部分被擦洗下來(lái)的活性炭粉末隨出水流出，同時(shí)帶走部分可吸附但不可降解的有機物，從而達到去除COD的目的。并且，出水隨后進(jìn)入砂濾反應器通過(guò)砂濾作用進(jìn)一步截留活性炭、懸浮物、生物絮體等雜質(zhì)，砂濾凈化水從凈化水出口排出收集。至此，本發(fā)明能夠實(shí)現對高鹽難降解污水的處理效率和降解效率。
(2)本發(fā)明利用特定形態(tài)、特定孔徑結構及比表面積的活性炭，增加對高鹽難降解污水中大分子難降解有機物的吸附能力，并且增加對耐鹽生物降解菌群的吸附能力，將污染物從低濃度的難降解污水中吸附到活性炭上，同時(shí)在特定富氧曝氣的條件下，在活性炭上建立了持續穩定的生物降解微生態(tài)系統，從而實(shí)現對高鹽難降解廢水污染物的深度高效降解處理。
(3)本發(fā)明生物活性炭反應器在運行過(guò)程中無(wú)需投加化學(xué)藥劑，運行成本低，應用前景好。
（發(fā)明人：韓媛媛;王日彩;馬洪璽;楊秀梅;池劍亭;朱洪;張文軍）
