本發明涉及污水處理,具體涉及一種薄壁堰型出水布水裝置及生活污水深度脫氮處理方法。
背景技術:
1、為了控制水污染問題,抑制氮磷等營養元素造成的水體富營養化,需要對廢水進行脫氮除磷處理,但是傳統的a2/o工藝(anaerobic-anoxic-oxic,厭氧-缺氧-好氧二級污水處理工藝)難以保證穩定的出水質量,基于反硝化濾池的污水處理工藝具有水力停留時間短、反硝化迅速,同時對水中懸浮固體物具有良好的去除效果,應用更為廣泛。一般的高標準污水深度處理工藝是二沉池出水→高效沉淀池→反硝化濾池。
2、現有技術中,二沉池、高效沉淀池都通過薄壁堰出水,常規深床反硝化濾池為滿足布水要求,也通過配水堰向濾池內布水,常規的薄壁堰裝置(如公開號為cn209603104u中國專利文獻的用于下游水位變幅較大的廠房尾水布置結構中大溢流薄壁堰的設計,公開號為cn214939891u中國專利文獻的三角形薄壁堰流量槽的設計)雖然出水、配水均勻,但是存在撞擊、湍流等產生跌水增加污水中空氣及溶解氧的問題。
3、如上所述的二沉池出水→高效沉淀池→反硝化濾池工藝在實際運行中會經過三次跌水復氧,根據實踐,生化池末端溶解氧do一般控制在2mg/l以下,然而進入濾池時,溶解氧幾乎為飽和狀態。溶解氧濃度過高,會抑制反硝化過程的進行。為滿足反硝化濾池的反硝化脫氮所需的缺氧環境,需要投加額外的碳源用以消耗掉污水中的溶解氧,價格昂貴,甚至超過反硝化過程所需碳源,導致反硝化濾池不能正常運行。
4、因此,需要對現有的薄壁堰裝置進行改進以達到出水或配水均勻的同時避免薄壁堰跌水帶入溶解氧的問題。同時,進一步的,在其基礎上對傳統的生活污水處理工藝進行改進,以期達到更好的生活污水處理效果。
技術實現思路
1、本發明提供了一種薄壁堰型出水布水裝置,克服了常規薄壁堰裝置撞擊、湍流等產生跌水增加污水中空氣及溶解氧的問題,減少反硝化反應無效碳源的消耗量,利用該薄壁堰型出水布水裝置的生活污水深度脫氮處理工藝效率高、效果好。
2、具體采用的技術方案如下:
3、一種薄壁堰型出水布水裝置,位于具有液位差的上過流單元、下過流單元之間,包括障板4、過流堰板2和封蓋板5;障板4與過流堰板2平行設置,障板4上部高于上過流單元入水液位,下部設有破虹孔7;過流堰板2上設置有過流堰口1;封蓋板5和障板4密封連接形成η形結構,位于過流堰板2頂部,封蓋板5下部沒入下過流單元液位以下;液流沿障板4和過流堰板2形成的過流通道流入,沿過流堰板2以及封蓋板5形成的過流通道流出。
4、本發明裝置通過結構的設計,能夠解決現有污水廠二沉池、高效沉淀池、反硝化濾池等出水堰或配水堰運行過程中混入空氣,跌水復氧致使深度處理反硝化無法正常運行的問題,減少反硝化反應無效碳源的消耗量,降低污水廠運行成本。
5、優選的,所述的下過流單元包括出水渠8,過流堰板2和封蓋板5安裝于出水渠8立壁上;或者所述的上過流單元包括配水渠9,過流堰板2和封蓋板5安裝于配水渠9立壁上。
6、進一步優選的,過流堰板2通過水平調節螺母3安裝于出水渠8或配水渠9立壁上,封蓋板5通過水平間隔布置的通道調節螺母6安裝于出水渠8或配水渠9立壁上。通過水平調節螺母3調整堰口高度及通道調節螺母6調整η形過流通道的寬度l,實現調節過流通道的局部阻力,實現在出水渠渠長范圍內的均勻出水或布水。
7、當出水渠8或配水渠9的立壁為曲面結構時,可以設置多道所述的薄壁堰型出水布水裝置依次連接以防止跌水復氧,連接處采取密封措施;當出水渠8或配水渠9的立壁為直面結構時,可以設置多道所述的薄壁堰型出水布水裝置依次連接以防止跌水復氧,連接處采取密封措施并且在兩端設置密封板,保持過流通道的獨立密閉性。
8、優選的,過流堰板2的高度為200~400mm,高出出水渠8或配水渠9渠頂100~200mm;障板4的高度為300~500mm,與過流堰板2水平間距為50~300mm,高出封蓋板5頂部100~200mm;水平調節螺母3之間的水平間距為400~600mm,通道調節螺母6之間的水平間距為400~600mm。
9、優選的,過流堰口1為多邊形結構,進一步為三角形結構。
10、優選的,破虹孔7孔徑為10mm,距離障板4底部100~150mm。
11、上述高度、距離、孔徑等的設計,有助于控制出水布水更為均勻。
12、具體的,以出水過程為例,使用所述的薄壁堰型出水布水裝置時,步驟一:當上過流單元的液位處于a’時,污水通過障板4底部進入過流通道,并越過均布的過流堰口1進入下過流單元的出水渠8,在此過程中,實現上過流單元和下過流單元之間的均勻出水,污水避免了與大氣直接接觸,減少了溶解氧的混入;步驟二:過流通道內的密封空氣被出水攜帶出流,過流通道形成負壓,提升過流通道內污水液位,可以進一步減少通道內密封空氣,減少溶解氧混入;步驟三:當上過流單元的液位位于a液位時,過流通道空氣逐漸排空,形成虹吸通道,污水不再與空氣接觸,減少溶解氧混入,調節水平間隔布置的通道調節螺母6,改變“η”型過流通道的過流寬度l,實現下過流單元出水渠長度方向出水均勻,并使上過流單元液位維持在破虹孔7之上運行為最佳;步驟四:當水量較小時,上過流單元液位向下達到破虹孔7位置,過流通道內虹吸破壞,上過流單元液位逐漸上升至a’液位,進行步驟一。
13、本發明還提供了一種生活污水深度脫氮處理方法,包括以下步驟:
14、(1)生活污水首先進入生化池,使用活性污泥法或采用泥膜混合型微生物進行初步的有機物降解及脫氮,得到泥水混合物,生化池安裝有所述的薄壁堰型出水布水裝置,泥水混合物經過所述的薄壁堰型出水布水裝置進入二沉池;
15、(2)泥水混合物進入二沉池進行污泥沉淀及泥水分離(重力作用下),二沉池安裝有所述的薄壁堰型出水布水裝置,二沉池處理后的污水經過所述的薄壁堰型出水布水裝置進入反硝化深床濾池;
16、(3)進入反硝化深床濾池中的污水進一步深度脫氮,反硝化深床濾池采用下流式,污水由上而下進入反硝化深床濾池中的配水區、填料區、承托層和出水收集區,配水區中的配水堰安裝有所述的薄壁堰型出水布水裝置,避免布水過程中跌水產生溶解氧復氧問題。
17、優選的,步驟(1)泥水混合物的溶解氧≤2mg/l;步驟(2)二沉池出水的溶解氧≤2mg/l;步驟(3)反硝化深床濾池經過布水后溶解氧≤2.5mg/l。
18、優選的,所述的反硝化深床濾池的填料區包括石英砂濾層,石英砂的密度為2.5~2.7g/cm3,有效粒徑為2.0~4.0mm,k80<1.4,填料層厚度1000~2000mm。
19、與現有技術相比,本發明的有益效果在于:
20、(1)本發明通過薄壁堰型出水布水裝置的設計,能夠解決現有污水廠二沉池、高效沉淀池、反硝化濾池等出水堰或配水堰運行過程中混入空氣、跌水復氧的問題,一方面,該薄壁堰型出水布水裝置形成的過流通道與大氣隔絕,減少溶解氧的混入,在虹吸運行時空氣完全排空,不會產生跌水復氧,確保廢水出水布水過程中較低的溶解氧含量,從而降低后序反硝化無效碳源消耗量,節能降碳,另一方面,障板上部高于上過流單元入水液位,水流由底部進入過流通道,可以阻擋上過流單元的漂浮物進入污水,提高水質。
21、(2)本發明裝置可以在現有污水廠薄壁堰的基礎上進行改造實現,易于安裝,適用于新建污水廠及現有污水廠的提標改造。
22、(3)利用配備有本發明裝置的系統進行生活污水的深度脫氮處理,能夠控制污水中的溶解氧含量,再結合特定的污水處理工藝,能夠實現生活污水中含氮化合物的高效去除。
23、附圖說明
24、圖1是實施例1中薄壁堰型出水布水裝置的第一剖面結構示意圖。
25、圖2是實施例1中薄壁堰型出水布水裝置的第二剖面結構示意圖。
26、圖3是實施例1中薄壁堰型出水布水裝置的第三剖面結構示意圖。
27、圖4是實施例2中薄壁堰型出水布水裝置的第一剖面結構示意圖。