专利名称：一种能实现多模式运行的曝气生物滤池

专利号：ZL 202121231885.8

专利类型：实用新型

授权日期：2021年12月28日

专利权人：北京首创股份有限公司

发明人：齐亚玲 林甲 连宝良 狄剑英 李庆贵 李霞 李其宸 苗雪娜

（一）发明创新点

1、工艺设计创新

市政污水处理中在深度处理环节通常要求具有能实现硝化和反硝化功能的单体进一步去除氨氮、总氮、有机物。通常会选择硝化生物滤池和反硝化生物滤池串联组合单体。串联组合单体在高程上两个池顶相差3m，造成水头损失大、能耗高、占地面积大。本专利在传统曝气生物滤池的基础上，对进水分配方式、碳源投加方式、出水回流方式、曝气系统等方面进行优化改进，实现曝气生物滤池同时具备去除氨氮、总氮、有机物的功能。

2、日常运营方式创新

污水厂日常运营过程中存在进水水质波动、处理水量变化、设备维护检修等变化情况。不同情况下，污水经过一级处理、二级处理后，在深度处理阶段需要去除的污染物指标和污染物降解浓度有不同的需求。本专利曝气生物滤池设计了三种运行模式，即硝化运行模式、反硝化运行模式、同步硝化反硝化运行模式。根据实际需求，可切换这三种运行模式，提高整个污水处理系统抗冲击能力，降低运营风险。

（二）应用领域和范围

本专利涉及环境工程污水处理领域。一种应用情况是市政污水厂出水水质提标工程，如出水从一级B或一级A提标至地表Ⅳ类标准或地方标准等，需要对二级处理出水中的有机物、氨氮、总氮指标进一步降解。一种应用是市政污水厂改造，需加强有机物、氨氮、总氮去除能力，提高出水稳定性和抗冲击负荷能力。一种应用是新建市政污水厂的深度处理单元。

（三）实施效果

本专利的多模式运行的曝气生物滤池可实现有机物、氨氮、总氮去除，根据处理水量、设计进水水质、设计出水水质，选择合适的滤速、回流比等参数，设计合理的池型。本专利广东深圳某污水厂提标改造工程中得到实际应用，多模式运行的曝气生物滤池已建成投产使用。与提标前相比，提标后全厂总出水水质指标中的DOD、氨氮、总氮指标数值下降约20%~30%，出水氨氮稳定在1.5mg/L以下，TN稳定在15mg/L以下。充分说明本专利的曝气生物滤池达到预期设计效果。

（四）产业化及市场应用情况

本专利已实现工程应用。案例为广东深圳某大型水质净化厂提标改造，要求出水主要指标COD、BOD、TP、氨氮从一级A标准提至地表Ⅳ类标准，同时提标改造期间要求不停产、不减量、不降标。新建的深度处理单元中的一个单体采用多模式运行的曝气生物滤池。本提标改造项目于2019年建设、2019年年底通水、2020年6月完成环保验收。提标后出水的COD、TN、氨氮指标明显下降，出水各项指标稳定达标。目前水厂实际总进水中含有部分工业废水，导致总进水TN指标偏高，曝气生物滤池采用反硝化模式为日常运行的主要模式。若监控发现出水氨氮升高到0.8mg/L以上，且有上升趋势时，则选择同步硝化反硝化模式。

（五）技术优势

1、市政污水厂受进水水质波动和二级生化处理效果的影响，进入深度处理单元的水质各项指标是变化波动的，而出水水质标准不变，因此深度处理单元在日常运营过程中去除污染物的种类和去除量的要求是波动变化，本专利的曝气生物滤池能实现多模式运行，根据不同的需求可以灵活切换运行模式，适应更多的运行工况，提高出水稳定性。

2、多模式运行的曝气生物滤可提高污水处理系统的抗冲击负荷能力，污水厂二级处理单元的运行压力可适当得到缓解，降低水厂整体运营风险。

3、与传统的硝化滤池、反硝化滤池串联组合池体相比，本专利的曝气生物滤池的各滤格在同一个高程上，减少水头损失、降低能耗。省去池体的串联渠道和走道，占地面积小。

（六）专利运用及保护

本实用新型专利保护技术方案、池体构型配置、工艺参数及运营控制方式。任何以本专利为基础，解决基本相同的技术问题，或实现基本相同的技术效果所做出的简单变化，等同替换或者修饰均在本专利的保护范围内。

本专利已在广东深圳某大型水质净化厂提标改造工程中得到应用，处理规模12.5万t/d，出水COD、BOD、TP、氨氮执行《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中的Ⅳ类水标准，TN、SS等其他指标执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标准。

（七）效益分析

1、环境效益。本专利单体实际应用中可根据污水厂二级处理单元的出水变化，选择对应的运行模式，对出水氨氮、总氮稳定达标提供可靠的保证。

2、经济效益。本专利单体水头损失小，有助于降低污水处理系统的提升能耗；占地面积小，可节省建设投资。

3、社会效益。多模式运行的曝气生物滤池秉承可灵活切换运行模式的理念设计，实现一个单体能快速应对进水条件变化，提高水厂抗冲击负荷的能力，降低运营风险。

（八）应用前景

多模式运行的曝气生物滤池应用在市政污水处理厂的深度处理单元，可实现硝化、反硝化、同步硝化反硝化三种运营模式的切换。根据污水厂二级处理单元的出水情况，判断深度处理单元需要处理污染物的指标和去除量，选择合适的运营模式。不仅大大提高了污水处理系统的抗冲击负荷能力，降低运营风险，而且与传统的硝化滤池、反硝化滤池串联组合池体相比具有占地小、能耗低的优势。目前已有成功的工程应用案例，为应用推广打下良好的基础。