申請日2014.10.17
公開(公告)日2015.01.07
IPC分類號C02F1/58; C02F1/28
摘要
本發(fā)明涉及基于介質(zhì)吸附的污水除磷設(shè)備和方法，設(shè)備包括：罐體、空氣壓縮機、進水緩沖箱、布水盤、污泥收集罐、洗砂器和儲藥箱，在罐體內(nèi)裝有石英砂，在罐體內(nèi)從上到下依次裝有洗砂器和布水盤，在洗砂器上端的罐體上開有出水管，洗砂器由排泥堰將其分成沉淀池和漏砂管，在漏砂管內(nèi)裝有洗砂氣提通管，洗砂氣提通管的底端垂直插入到接近罐體的底部，在洗砂氣提通管內(nèi)裝有與空氣壓縮機相連通的供氣管，在沉淀池的底端通過排泥管與污泥收集罐相連，布水盤通過進水管分別與進水緩沖箱和儲藥箱相連;除磷方法包括：準備、清洗、石英砂改性和工作階段，本發(fā)明操作方便，磷的去除效率高、除磷效果穩(wěn)定、易于管理和控制，從而節(jié)約了人工和管理成本。
權(quán)利要求書
1.一種基于介質(zhì)吸附的污水除磷設(shè)備，它包括：罐體(1)、空氣壓縮機(17)、進水 緩沖箱(4)、布水盤(7)、污泥收集罐(16)、洗砂器(13)和儲藥箱(8)，罐體(1) 的頂端裝有頂蓋(2)，在罐體(1)內(nèi)裝有石英砂(25)，其特征在于：在罐體(1)內(nèi)從 上到下依次裝有洗砂器(13)和布水盤(7)，在洗砂器(13)上端的罐體(1)上開有出 水管(11)，洗砂器(13)由排泥堰(14)將其分成沉淀池(27)和漏砂管(26)，在洗 砂器(13)頂部裝有洗砂器蓋(29)，在漏砂管(26)內(nèi)裝有洗砂氣提通管(20)，洗砂 氣提通管(20)的底端垂直插入到接近罐體(1)的底部，在洗砂氣提通管(20)內(nèi)裝有 與空氣壓縮機(17)相連通的供氣管(18)，沉淀池(27)的底端通過排泥管(15)與污 泥收集罐(16)相連，布水盤(7)通過進水管(6)分別與進水緩沖箱(4)和儲藥箱(8) 相連，在罐體(1)底部裝有清空管(12)。
2.權(quán)利要求1所述的基于介質(zhì)吸附的污水除磷設(shè)備，其特征在于：所述罐體(1) 的底端為倒錐形;洗砂氣提通管(20)的底端為喇叭口形。
3.權(quán)利要求2所述的基于介質(zhì)吸附的污水除磷設(shè)備，其特征在于：所述進水緩沖箱 (4)和儲藥箱(8)分別通過進水泵(5)和加藥泵(9)與進水管(6)相連，在進水管 (6)上還裝有進水取樣閥(10)。
4.權(quán)利要求3所述的基于介質(zhì)吸附的污水除磷設(shè)備，其特征在于：所述出水管(11) 上裝有出水取樣閥(24)和返水管(19)，在返水管(19)上裝有返水閥(28)。
5.權(quán)利要求4所述的基于介質(zhì)吸附的污水除磷設(shè)備，其特征在于：所述洗砂器(13) 通過平支撐架(23)被固定在罐體(1)內(nèi);洗砂氣提通管(20)的底部通過斜支撐架(22) 被固定在罐體(1)內(nèi)，所述罐體(1)通過支架(3)被支撐在水平面上。
6.權(quán)利要求5所述的基于介質(zhì)吸附的污水除磷設(shè)備，其特征在于：所述清空管(12) 上裝有排空閥(21)。
7.一種如權(quán)利要求6所述基于介質(zhì)吸附的污水除磷設(shè)備的除磷方法，其特征在于：
(a)、準備;將粒徑為0.5cm-1.5cm的石英砂(25)填充至罐體(1)內(nèi)，石英砂(25)裝 入的高度占罐體高度的2/3至3/4;
(b)、清洗;開啟進水泵(5)，將進水緩沖箱(4)內(nèi)裝滿自來水，自來水依次通過 進水管(6)和布水盤(7)流入罐體(1)，自來水逐漸填滿罐體(1)后，從出水管(11) 排出罐體(1)，清洗掉附著在石英砂(25)表面和摻雜在石英砂(25)中的砂土和細微 固體顆粒，向罐體(1)中流入的自來水的量為罐體(1)體積的1倍至4倍，同時從出 水取樣閥(24)取樣，檢測流出水中的總懸浮物，當流出水的總懸浮物TSS小于15mg/L 時，關(guān)閉進水泵(5)，停止清洗;
(c)、石英砂的改性：開啟加藥泵(9)，將儲存在儲藥箱(8)內(nèi)濃度為32%-35%的FeCl3溶液通過進水管(6)送入罐體(1)內(nèi)，同時開啟進水泵(5)，將進水緩沖箱(4)內(nèi)的 自來水通過進水管(6)送入罐體(1)內(nèi)，通過進水取樣閥(10)對進入罐體(1)中的 水取樣，使得進水流量中的Fe3+濃度保持在4mg/L-6mg/L，同時，開啟空氣壓縮機(17)， 使進入罐體(1)中的空氣流量為4L/min-6L/min，處理過的水從出水管(11)上的返水 管(19)全部返回至進水緩沖箱(4)中,罐體(1)內(nèi)的石英砂(25)與進水中的Fe3+接 觸后，在石英砂(25)表面形成鐵氧化物涂層，成為鐵氧化物改性石英砂，持續(xù)上述操 作48小時后，從出水取樣閥(24)中檢測出水中的Fe3+的濃度，當出水中的Fe3+的濃度 大于4mg/L時，關(guān)閉加藥泵(9)、進水泵(5)和空氣壓縮機(17)，石英砂改性完成;
(d)、工作階段：開啟加藥泵(9)，將儲存在儲藥箱(8)內(nèi)濃度為32%-35%的FeCl3溶液通過進水管(6)送入罐體(1)內(nèi)，同時開啟進水泵(5)，將進水緩沖箱(4)內(nèi)的 污水通過進水管(6)送入罐體(1)內(nèi)，從進水取樣閥(10)中對進入罐體(1)中的污 水取樣，使得進水流量中Fe3+的濃度保持在4mg/L-6mg/L，同時，開啟空氣壓縮機(17)， 使進入罐體(1)中的空氣流量為4L/min-6L/min，壓縮空氣通過供氣管(18)輸送至罐 體(1)的底部，壓縮空氣從供氣管(18)排出后，將罐體(1)底部的石英砂(25)攜 入洗砂氣提通管(20)內(nèi)并沿著洗砂氣提通管(20)向上運動;表面附著了含磷污泥的 石英砂(25)在隨壓縮空氣的氣流向上運動的過程中相互碰撞摩擦，并在排出洗砂氣提 通管(20)后，與洗砂器蓋(29)碰撞摩擦，附著在石英砂(25)表面的含磷污泥在碰 撞摩擦中剝落，通過洗砂器(13)側(cè)壁的排泥堰(14)流入沉淀池(27)，然后經(jīng)過排泥 管(15)進入污泥收集罐(16)中;洗掉含磷污泥的石英砂(25)經(jīng)過漏砂管(26)落 入罐體(1)中;處理過的污水通過出水管(11)排出，從出水取樣閥(24)取樣檢測排 出水的磷含量，當排出水的磷含量小于0.5mg/L時，達到了排放標準，污水被排出罐體 (1);當排出水的磷含量大于0.5mg/L時，排出水通過返水管(19)全部返回至進水緩 沖箱(4)中，直到排出水的磷含量小于0.5mg/L時，污水被排出罐體(1)。
8.如權(quán)利要求7所述除磷方法，其特征在于：所述污水指經(jīng)過市政污水處理設(shè)施處 理后，pH為6.0至8.0、總懸浮物小于15mg/L和總磷濃度大于0.5mg/L的污水。
9.如權(quán)利要求8所述除磷方法，其特征在于：在除磷設(shè)備需要維修時，關(guān)閉加藥泵 (9)、進水泵(5)和空氣壓縮機(17)，然后開啟排空閥(21)，罐體(1)內(nèi)的石英砂 (25)和污水通過清空管(12)被排出罐體(1)。
說明書
基于介質(zhì)吸附的污水除磷設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于介質(zhì)吸附的污水除磷設(shè)備和方法。
背景技術(shù)
隨著經(jīng)濟發(fā)展和工業(yè)化發(fā)展，富含磷的污水產(chǎn)生量越來越多。磷是造成水體富營養(yǎng) 化的重要因素，富營養(yǎng)化會造成水體中藻類大量繁殖，增加水處理的難度和成本。因此 國家相關(guān)法規(guī)對污水處理后的氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)的含量要求越來越嚴格。廢水除磷以及磷 的回收也日益成為污水處理研究的熱點。
目前，污水除磷方法主要為物化除磷法和生物除磷技術(shù)。物化除磷法主要利用添加 化學(xué)絮凝劑沉淀、離子交換、結(jié)晶、吸附等物理化學(xué)反應(yīng)，使廢水中的磷轉(zhuǎn)化為不溶性 的磷酸鹽沉淀從而去除。生物除磷技術(shù)主要是利用聚磷菌的超量磷吸收現(xiàn)象，使廢水中 磷貯存轉(zhuǎn)化到微生物體內(nèi)，再以剩余污泥的形式排放，完成污水中磷的去除。物化除磷 方法易于控制，操作簡單，但是單獨使用時，物化法除磷的應(yīng)用上有困難，一般作為初 級處理或是深度處理。生物除磷方法的脫磷效果取決于剩余污泥排放量，同時進水中磷 和其他營養(yǎng)元素的含量和比例適宜才能保證微生物的處理效果，而且受季節(jié)溫度等外界 環(huán)境影響。近年來，針對物化除磷和生物除磷技術(shù)的研究和應(yīng)用不斷深入。
其中，通過對物化除磷的介質(zhì)濾料進行改性，提高介質(zhì)的載污能力，從而提高磷的 去除效率也是近年來的一個研究方向。有研究報道，采用堿性沉積法利用金屬氧化物或 者金屬氫氧化物對石英砂表面進行改性，改性后石英砂比表面積增加，表面電位和吸附 功能團數(shù)量有所改變，從而可以提高石英砂介質(zhì)濾料對水中重金屬、微生物、天然有機 物的去除效率。王俊嶺等研究報道了利用鐵鹽溶液浸泡和反復(fù)高溫加熱的方式對石英砂 進行改性處理后，改性石英砂對污水中微量磷的去除效率顯著提高。
但是高溫加熱法改性和堿性沉積法改性石英砂吸附磷較牢固，不易脫落，表面含磷 污泥的脫除和改性石英砂循環(huán)再利用較為困難，不適宜工業(yè)化生產(chǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種基于介質(zhì)吸附的污水除磷設(shè)備和方法，該方法以化學(xué)除磷 為基礎(chǔ)，以石英砂為介質(zhì)濾料，通過化學(xué)反應(yīng)、濾料吸附、氣提脫落，分離去除污水中 的磷，在高效去除生活污水中磷含量的同時，作為吸附介質(zhì)濾料的石英砂可以方便地實 現(xiàn)改性和反復(fù)循環(huán)使用，便于管理和操作，除磷高效快捷。在生產(chǎn)過程中對石英砂改性 的同時，實現(xiàn)污水中磷元素的吸附和脫除。
為了完成本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：
本發(fā)明的.一種基于介質(zhì)吸附的污水除磷設(shè)備，它包括：罐體、空氣壓縮機、進水緩 沖箱、布水盤、污泥收集罐、洗砂器和儲藥箱，罐體的頂端裝有頂蓋，在罐體內(nèi)裝有石 英砂，其中：在罐體內(nèi)從上到下依次裝有洗砂器和布水盤，在洗砂器上端的罐體上開有 出水管，洗砂器由排泥堰將其分成沉淀池和漏砂管，在洗砂器頂部裝有洗砂器蓋，在漏 砂管內(nèi)裝有洗砂氣提通管，洗砂氣提通管的底端垂直插入到接近罐體的底部，在洗砂氣 提通管內(nèi)裝有與空氣壓縮機相連通的供氣管，沉淀池的底端通過排泥管與污泥收集罐相 連，布水盤通過進水管分別與進水緩沖箱和儲藥箱相連，在罐體底部裝有清空管。
本發(fā)明的.一種基于介質(zhì)吸附的污水除磷設(shè)備，其中：所述罐體的底端為倒錐形;洗 砂氣提通管的底端為喇叭口形。
本發(fā)明的.一種基于介質(zhì)吸附的污水除磷設(shè)備，其中：所述進水緩沖箱和儲藥箱分別 通過進水泵和加藥泵與進水管相連，在進水管上還裝有進水取樣閥。
本發(fā)明的.一種基于介質(zhì)吸附的污水除磷設(shè)備，其中：所述出水管上裝有出水取樣閥 和返水管，在返水管上裝有返水閥。
本發(fā)明的.一種基于介質(zhì)吸附的污水除磷設(shè)備，其中：所述洗砂器通過平支撐架被固 定在罐體內(nèi);洗砂氣提通管的底部通過斜支撐架被固定在罐體內(nèi)，所述罐體通過支架被 支撐在水平面上。
本發(fā)明的.一種基于介質(zhì)吸附的污水除磷設(shè)備，其中：所述清空管上裝有排空閥。
本發(fā)明的.一種基于介質(zhì)吸附的污水除磷設(shè)備的除磷方法，其中：
(a)、準備;將粒徑為0.5cm-1.5cm的石英砂填充至罐體內(nèi)，石英砂裝入的高度占 罐體高度的2/3至3/4;
(b)、清洗;開啟進水泵，將進水緩沖箱內(nèi)裝滿自來水，自來水依次通過進水管和 布水盤流入罐體，自來水逐漸填滿罐體后，從出水管排出罐體，清洗掉附著在石英砂表 面和摻雜在石英砂中的砂土和細微固體顆粒，向罐體中流入的自來水的量為罐體體積的1 倍至4倍，同時從出水取樣閥檢測流出水中的總懸浮物，當流出水的總懸浮物TSS小于 15mg/L時，關(guān)閉進水泵，停止清洗;
(c)、石英砂的改性：開啟加藥泵，將儲存在儲藥箱內(nèi)濃度為32%-35%的FeCl3溶液 通過進水管送入罐體內(nèi)，同時開啟進水泵，將進水緩沖箱內(nèi)的自來水通過進水管送入罐 體內(nèi)，從進水取樣閥中對進入罐體中的水取樣，使得進水流量中Fe3+的濃度保持在 4mg/L-6mg/L，同時，開啟空氣壓縮機使進入罐體中的空氣流量為4L/min-6L/min，處理 過的水從出水管上的返水管全部返回至進水緩沖箱中,罐體內(nèi)的石英砂與進水中的Fe3+接觸后，在石英砂表面形成鐵氧化物涂層，成為鐵氧化物改性石英砂，持續(xù)上述操作48 小時后，從出水取樣閥中檢測出水中的Fe3+的濃度，當出水中的Fe3+的濃度大于4mg/L 時，關(guān)閉加藥泵、進水泵和空氣壓縮機，石英砂改性完成;
(d)、工作階段：開啟加藥泵，將儲存在儲藥箱內(nèi)濃度為32%-35%的FeCl3溶液通過 進水管送入罐體內(nèi)，同時開啟進水泵，將進水緩沖箱內(nèi)的污水通過進水管送入罐體內(nèi)， 從進水取樣閥中對進入罐體中的污水取樣，使得進水流量中Fe3+的濃度保持在 4mg/L-6mg/L，同時，開啟空氣壓縮機，使進入罐體中的空氣流量為4L/min-6L/min，壓 縮空氣通過供氣管輸送至罐體的底部，壓縮空氣從供氣管排出后，將罐體底部的石英砂 攜入洗砂氣提通管內(nèi)并沿著洗砂氣提通管向上運動;表面附著了含磷污泥的石英砂在隨 壓縮空氣的氣流向上運動的過程中相互碰撞摩擦，并在排出洗砂氣提通管后，與洗砂器 蓋碰撞摩擦，附著在石英砂表面的含磷污泥在碰撞摩擦中剝落，通過洗砂器側(cè)壁的排泥 堰流入沉淀池，然后經(jīng)過排泥管進入污泥收集罐中;洗掉含磷污泥的石英砂經(jīng)過漏砂管 落入罐體中;處理過的污水通過出水管排出，從出水取樣閥取樣，檢測排出水的磷含量， 當排出水的磷含量小于0.5mg/L時，達到了排放標準，污水被排出罐體;當排出水的磷 含量大于0.5mg/L時，排出水通過返水管全部返回至進水緩沖箱中，直到排出水的磷含 量小于0.5mg/L時，污水被排出罐體。
本發(fā)明的.一種基于介質(zhì)吸附的污水除磷設(shè)備的除磷方法，其中：所述污水指經(jīng)過市 政污水處理設(shè)施處理后，pH為6.0至8.0、總懸浮物小于15mg/L和總磷濃度大于0.5mg/L 的污水。
本發(fā)明的.一種基于介質(zhì)吸附的污水除磷設(shè)備的除磷方法，其中：在除磷設(shè)備需要維 修時，關(guān)閉加藥泵、進水泵和空氣壓縮機，然后開啟排空閥，罐體內(nèi)的石英砂和污水通 過清空管被排出罐體。
本發(fā)明的有益效果如下：
1.在生產(chǎn)過程中對石英砂改性的同時，實現(xiàn)污水中磷元素的吸附和脫除。操作方便， 易于管理和控制，從而節(jié)約了人工和管理成本。
2.使用鐵氧化物改性石英砂除磷，污水中磷含量的去除效率高，同時不受污水中的 營養(yǎng)元素含量、比例以及季節(jié)溫度等外界環(huán)境的影響，除磷效果穩(wěn)定。
