一种同步实现污水厂废气、废水净化的装置及方法与流程

本发明涉及污水处理领域，尤其涉及一种污水厂废气、废水的净化装置及方法。

背景技术：

1、污水厂的废水中富含氮源和磷源，若废水未实现资源化而排放到河流水，会造成河流的富营养化，造成河流“水华”频发，同时，污水厂废气中包含含硫等恶臭废气及逸散性温室气体，其中，含硫等恶臭废气具有强烈刺鼻气味的同时还存在毒性，如果处理不当，会对周边居民及厂区工作人员的生命安全产生严重的威胁。

2、目前，对污水厂的废水废气的处理手段较为单一，例如，对于污水厂废气的处理处置研究主要在于含硫恶臭废气的净化，而对于co2、ch4、n2o等逸散性温室气体的净化考虑较少；对于污水厂废气的资源化利用还大多停留于甲烷的回收发电研究等。因此，提供一种同步实现污水厂含硫等恶臭废气、温室气体的高效净化以及协同污水深度脱氮除磷及资源化利用的装置和工艺具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明提供一种同步实现污水厂废气、废水净化的装置，该装置可以同步实现污水厂废气含硫恶臭废气、温室气体的高效净化以及协同污水深度脱氮除磷及资源化利用。

2、本发明还提供一种利用上述同步实现污水厂废气、废水净化的装置净化污水厂废气、废水的方法，该方法简单易行，能够借助上述净水装置实现良好的污水厂废气、废水净水效果。

3、一方面，本发明提供一种同步实现污水厂废气、废水净化的装置，包括：微藻生长单元和深度脱氮单元；

4、所述微藻生长单元包括顶端封闭的微藻反应池，所述微藻反应池从下到上依次布设有第一进料区、生长区、微藻收集区、第一出料区；所述生长区包括间隔设置的若干支撑架以及围绕至少部分所述支撑架的生物绳填料，所述生长区用以培养微藻，所述微藻收集区包括刮藻件和集藻件；所述第一进料区包括用以接收液体和气体的管道；所述第一出料区包括用以排空液体和气体的管道以及排入下一池体的液体和气体的管道；所述第一进料区和第一出料区的管道均设有控制阀门；

5、所述深度脱氮单元包括顶端封闭的前端生物滤池和后端生物滤池；

6、所述前端生物滤池从下至上依次布设有第二进料区、前端填料区以及第二出料区；所述前端填料区负载有异养硝化-好氧反硝化细菌、好氧甲烷氧化菌以及氧化硫硫杆菌的复合菌群；所述第二进料区包括用以接收第一出料区排出的至少部分液体和气体的管道；所述第二出料区包括用以排空液体和气体的管道以及排入下一池体的液体和气体的管道；所述第二进料区和第二出料区的管道均设有控制阀门；

7、所述后端生物滤池从下至上依次布设有第三进料区、后端填料区以及第三出料区；所述后端填料区负载有硫-铁自养反硝化细菌，所述第三进料区包括用以接收第二出料区排出的至少部分液体和气体的管道；所述第三出料包括用以排出液体和气体的管道；所述第三进料区和第三出料区的管道均设有控制阀门。

8、进一步地，还包括：加压溶气单元，所述加压溶气单元包括：依次连通的空压机、加压溶气罐、y型过滤器和溶气释放器，所述加压溶气罐包括接收废水的管道，所述空压机包括接收废气的管道；所述溶气释放器包括废水出口；所述废水出口与所述第一进料区用以接收液体的管道连通；加压溶气单元的管道均设有控制阀门。

9、进一步地，所述微藻反应池还包括超滤膜过滤组件，所述超滤膜过滤组件包括超滤膜、反冲洗件；所述第一出料区排出的液体通过所述超滤膜过滤后进入所述第二进料区，所述反冲洗件用以冲洗所述超滤膜。

10、进一步地，所述复合菌群包括质量比为4-5:3-4:3-4的异养硝化-好氧反硝化细菌、好氧甲烷氧化菌以及氧化硫硫杆菌。

11、进一步地，所述前端填料区由下向上依次包括滤砖层、滤料承托层以及石英砂滤料层；所述复合菌群布设于所述石英砂滤料层内。

12、进一步地，所述后端填料区由下向上依次包括滤砖层、滤料承托层以及滤料层；所述滤料层包括单质硫及铁复合矿物滤料；所述硫-铁自养反硝化细菌布设于所述滤料层内。

13、进一步地，所述第二进料区和第三进料区均设置有反冲洗装置，分别用以反冲洗所述前端生物滤池和后端生物滤池。

14、进一步地，还包括：plc在线控制单元，所述plc在线控制单元包括第一控制单元、第二控制单元、第三控制单元、第四控制单元和第五控制单元；其中，第一控制单元设置在所述微藻生长单元，包括电连接的光强传感器、补光设备和在线藻类分析仪；第二控制单元设置在所述前端生物滤池，包括进气流量在线检测仪、do在线监测仪以及ph在线监测仪；第三控制单元设置在所述后端生物滤池，包括do在线监测仪、ph在线监测仪、出气氨氮浓度在线检测仪以及出气h2s浓度在线检测仪；所述第四控制单元设置在所述加压溶气单元，与所述在线藻类分析仪电连接，通过接收在线藻类分析仪的电信号，自动切换为进水模式或微藻收集模式；所述第五控制单元用于控制超滤膜过滤组件、前端生物滤池以及后端生物滤池的反冲洗程序，通过设定的反冲洗周期自动切换为废水、废气处理模式或反冲洗模式。

15、再一方面，本发明提供一种利用上述装置净化污水厂废气、废水的方法，包括以下步骤：

16、1)开启第一进料区用以接收液体和气体的管道控制阀门以及用以排空液体和气体的管道控制阀门，同时关闭第二进料区用以接收液体和气体的管道控制阀门，通过第一进料区向所述微藻生长单元通入人工配水和废气，向微藻生长单元的生长区接种一定量的微藻原液，使得微藻生长单元中初始微藻浓度为0.05g/l，控制所述生长区的光照和无光照的时长比为10-12h:10-12h，光照的强度为4000-5000lux，培养至生物绳填料上附着的微藻厚度达到1-3mm，且出水水质稳定；其中，所述人工配水包括：50-100mg/l的cod、2-8mg/l的氨氮，10-20mg/l的总氮以及0.8-1.5mg/l的总磷；

17、2)关闭第一进料区用以排空液体和气体的管道控制阀门，开启第二进料区用以接收液体和气体管道的控制阀门以及第二进料区用以排空液体和气体的管道的控制阀门，同时关闭第三进料区用以接收液体和气体的管道控制阀门，第一出料区排出的人工配水和废气通过第二进料区输入前端生物滤池，向前端生物滤池的前端填料区接种异养硝化-好氧反硝化细菌、好氧甲烷氧化菌以及氧化硫硫杆菌的复合菌群，培养至前端填料区附着有厚度为0.3-0.5mm的微生物，且出水水质稳定；

18、3)关闭第二进料区用以排空液体和气体的管道控制阀门，开启第三进料区用以接收液体和气体的管道控制阀门，第二出料区排出的人工配水和废气通过第三进料区输入后端生物滤池，向后端生物滤池的后端填料区接种一定量的硫-铁自养反硝化细菌，培养至后端填料区附着有厚度为0.3-0.5mm的微生物，且出水水质稳定；

19、4)通过控制加压溶气单元用以接收人工配水和污水厂实际废水的管道的控制阀门，使通入加压容器罐的人工配水以10％～15％的流量梯度逐渐减少，同时使通入的污水厂实际废水以10％～15％的流量梯度逐渐增加，直至人工配水流量为0。

20、进一步地，还包括以下步骤：通过刮藻件搜刮所述微藻生长单元液面的悬浮性微藻，并将刮下来的悬浮性微藻收集在收集件内，以使微藻生长单元的悬浮性微藻浓度在0.4g/l以下。

21、本发明的装置能够利用废气、废水中的原成分，将co2、nh3以及污水中的n、p无机盐转化为微藻的生长底物，将ch4转化为好氧反硝化细菌的电子供体，将h2s转化为硫自养反硝化细菌的电子供体，极大节省了污水和废气处理成本；具体地，本发明通过引入微藻生长单元，利用微藻对co2、nh3的吸收减少温室气体和臭气排放，同时实现对污水中n、p等无机盐的吸收，另外微藻产生的有机质和氧气可为前端生物滤池中的好氧反硝化细菌生长提供条件，并可将废气中的h2s氧化为s单质，减少常规污水深度脱氮除磷过程中碳源和絮凝剂等药剂的投加；同时引入前端好氧甲烷氧化-异养反硝化-后端缺氧自养反硝化设计，根据功能微生物的生长特性构建多级生物脱氮滤池，有效提升各类微生物的生长速率和污染物的降解效率，并充分结合自养和异养脱氮两种脱氮方式的优势，提升系统脱氮效率。