本发明涉及污水处理，尤其涉及一种一体化低碳氮比污水高效处理装置。
背景技术：
1、目前我国大部分城市污水厂原水碳源不足、碳氮比低的情况普遍存在。在采用传统生物处理进行脱氮除磷时，厌氧释磷与反硝化脱氮均需要碳源，微生物新陈代谢过程所需的碳源不足，进而对出水中氮磷含量造成影响，导致出水达不到相关标准。为了能够使出水的氮、磷达标，通常需要投加额外的碳源或电子供体进行生物反硝化，同时需要投加化学药剂依靠化学强化生物除磷，这样不仅增加了污水处理运行成本，还易造成污水的二次污染，并且脱氮和除磷工艺分置，降低了处理效率。因此亟须开发高效经济的低碳氮比污水处理技术，旨在提高氮、磷去除率。
2、硫自养反硝化(sad)工艺是利用硫自养反硝化菌以硫磺为电子供体，将硝酸盐(no-3)还原为氮气(n2)过程。对于低c/n废水而言，sad工艺因具有无需额外投加有机碳源、污泥产量少、成本低等优势而备受关注。但sad过程会引起反应系统ph值降低，抑制反硝化进行，通常向系统中添加如廉价的石灰石、鸡蛋壳等碱性缓冲物质来控制系统酸化，维持ph值的稳定，不过存在ca2+的溶出造成出水硬度增高问题，同时，也会与产生的so24-形成硫酸钙沉淀，造成堵塞。此外，sad过程中产生的so24-也会对水质安全构成威胁。
3、铁自养反硝化通常采用单质铁或铁矿石作为电子供体，将no-3还原为n2。研究发现，在sad系统中添加fe0，铁自养反硝化可分担sad过程部分no-3负荷，出水so24-浓度较sad理论值相比最高可以减少73％，同时铁自养反硝化会产生碱度，可减缓sad系统ph值的降低。硫铁耦合的研究受到广泛关注，在硫自养反硝化和铁自养反硝化2种成熟工艺的基础上发展形成了一种新型铁-硫自养反硝化技术。由于硫自养反硝化在脱氮过程中产生的h+既能够促进铁溶出，调节ph，又能通过溶出的铁离子去除磷酸盐，因此可以利用硫铁耦合来达到同步脱氮除磷的目的，同时解决了硫自养反硝化过程中出现的高硫酸盐污染和水体酸化的问题，同时弥补了铁自养反硝化效率低的缺陷。
4、根据驱动自养反硝化的电子供体不同，铁-硫自养反硝化技术大致有4类：黄铁矿(fes2)自养反硝化、硫化亚铁(fes)自养反硝化、单质硫-菱铁矿(feco3)自养反硝化和单质硫-零价铁自养反硝化。但目前这些技术大都是实验室规模采用高径比大的圆柱形生物滤池，难以耦合到现有实际污水处理厂。
5、专利202410042659.7公开了一种基于黄铁矿复合填料的废水处理装置及其方法，该专利设计了一种低碳氮比条件下同步反硝化除磷装置，装置涵盖调节池、装有复合填料的脱氮除磷装置、沸石过滤装置以及紫外消毒池。复合填料为多孔块状结构，易于附着生物膜，且其中的黄铁矿能够为自养反硝化菌提供硫和亚铁，农业废弃物能够为异养反硝化菌提供碳源，同时含铁离子能够与磷形成沉淀。但该装置工艺流程长，构筑物较多，且采用高径比大的圆柱形装置，需要设置多台泵提升和回流，故造价费用高。
6、专利202021404064.5公开了一种硫铁复合双层滤料反硝化滤池，该滤池包括自上而下依次分布的硫自养反硝化层、中间水层、铁自养反硝化层和卵石承托层。该滤池能够实现硫和铁双层反硝化，且分别设有铁滤料反冲洗管和硫磺滤料反冲洗管，可根据滤料的不同调节反冲洗强度，增加滤料的使用寿命。但该滤池结构比较复杂，建设费用比较高，且功能相对单一。
7、因此，针对现有技术中低碳氮比污水处理存在的问题，亟需设计一种一体化处理装置，以实现低碳氮比污水的高效脱氮除磷。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种一体化低碳氮比污水高效处理装置，以解决上述现有技术存在的问题。
2、为实现上述目的，本发明提供了一种一体化低碳氮比污水高效处理装置，包括生物处理装置和深度处理装置，所述生物处理装置与所述深度处理装置之间设置有溢流堰，所述生物处理装置用于对进入所述深度处理装置的低碳氮比污水进行生物处理；所述深度处理装置包括深度处理系统和消毒系统；所述深度处理系统包括依次设置的进水配水区、泥水分离区、填料区、出水区，所述生物处理装置处理后的低碳氮比污水经过所述溢流堰进入所述进水配水区；所述消毒系统用于对所述出水区流出的水进行消毒。
3、优选的，所述泥水分离区设置有刮泥板、污泥斗、污泥回流管、剩余污泥管和驱动电机；所述驱动电机设置于所述深度处理系统的顶部，所述驱动电机的输出轴上同轴固定连接有杆件，所述杆件的底端依次贯穿所述出水区、所述填料区并与所述刮泥板固定连接；所述污泥斗设置于池底的中部，所述刮泥板用于将所述池底的污泥刮入所述污泥斗中；所述污泥回流管和所述剩余污泥管均固定连通在所述污泥斗的底端，所述污泥回流管的末端与所述生物处理装置连通。
4、优选的，所述池底的坡度为0.03～0.10。
5、优选的，所述填料区位于所述泥水分离区的上方，所述填料区设置有第一拦截筛网、第二拦截筛网和填充在所述第一拦截筛网和所述第二拦截筛网之间的填料，所述第一拦截筛网位于所述填料的下方。
6、优选的，所述填料为铁硫复合颗粒填料。
7、优选的，所述铁硫复合颗粒填料原料包括铁源、硫源、粘合剂和致孔剂；所述铁源为铁粉、海绵铁、fes、fes2、feco3中的一种或多种；所述硫源为硫粉；所述粘合剂为黏土、羧甲基纤维素、膨润土中的一种或多种；所述致孔剂为nahco3。
8、优选的，所述第一拦截筛网与所述泥水分离区之间的距离不小于2m，所述第二拦截筛网与上部液面之间的距离为1m～1.5m，所述填料的厚度为1m～2m。
9、优选的，所述出水区位于所述填料区的上方，所述出水区设置有集水槽、集水渠和出水渠，所述集水槽对称设置于所述集水渠的两侧，且所述集水槽与所述集水渠垂直设置；所述集水槽用于对所述填料区处理后的水进行收集，所述集水渠用于汇集各个所述集水槽内的水并使水流入所述出水渠中；所述出水渠的底部设置有过水孔，所述出水渠通过所述过水孔与所述消毒系统连通。
10、优选的，所述消毒系统位于所述出水渠的下方，所述消毒系统包括若干个串联设置的渠道，所述渠道与所述出水渠同宽，所述渠道的一端设置有过水孔，相邻两所述渠道之间通过所述过水孔连通，位于最下方的所述渠道连通有出水管；所述渠道内设置有用于对进入所述消毒系统的水进行消毒的消毒组件。
11、优选的，所述消毒组件包括紫外灯管和螺旋导流片，所述紫外灯管固定安装在所述渠道的中部，所述螺旋导流片沿所述紫外灯管的轴线方向设置，所述螺旋导流片与所述紫外灯管之间的夹角为135°～170°。
12、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：
13、本发明提供的一体化低碳氮比污水高效处理装置，将污泥沉淀与水的深度脱氮除磷、消毒等在一个构筑物内完成，不再单独设置二次沉淀池、深度处理构筑物和消毒接触池，不仅节约了污水厂的占地面积，而且节约了建设费用；
14、同时在构筑物内填充有铁硫复合颗粒填料，利用铁-硫耦合自养反硝化实现高效同步脱氮除磷，不需借助额外投加碳源和化学药剂来强化脱氮除磷，降低运行成本，且不会造成二次污染；
15、此外，利用螺旋水流实现水流的充分混合及与紫外灯的充分接触，同时紫外灯管位于渠道中心，紫外灯的穿透厚度降低，穿透性更强，且多渠道连通提高了紫外灯照射的时间，消毒效果更充分。此外，紫外灯消毒不会形成消毒副产物及消毒剂残留，不会对受纳水体产生影响。
1.一种一体化低碳氮比污水高效处理装置，其特征在于，包括生物处理装置(1)和深度处理装置，所述生物处理装置(1)与所述深度处理装置之间设置有溢流堰(2)，所述生物处理装置(1)用于对进入所述深度处理装置的低碳氮比污水进行生物处理；所述深度处理装置包括深度处理系统和消毒系统；所述深度处理系统包括依次设置的进水配水区、泥水分离区、填料区、出水区，所述生物处理装置(1)处理后的低碳氮比污水经过所述溢流堰(2)进入所述进水配水区；所述消毒系统用于对所述出水区流出的水进行消毒。
2.根据权利要求1所述的一体化低碳氮比污水高效处理装置，其特征在于，所述泥水分离区设置有刮泥板(3)、污泥斗(4)、污泥回流管(5)、剩余污泥管(6)和驱动电机(7)；所述驱动电机(7)设置于所述深度处理系统的顶部，所述驱动电机(7)的输出轴上同轴固定连接有杆件(8)，所述杆件(8)的底端依次贯穿所述出水区、所述填料区并与所述刮泥板(3)固定连接；所述污泥斗(4)设置于池底的中部，所述刮泥板(3)用于将所述池底的污泥刮入所述污泥斗(4)中；所述污泥回流管(5)和所述剩余污泥管(6)均固定连通在所述污泥斗(4)的底端，所述污泥回流管(5)的末端与所述生物处理装置(1)连通。
3.根据权利要求2所述的一体化低碳氮比污水高效处理装置，其特征在于，所述池底的坡度为0.03～0.10。
4.根据权利要求1所述的一体化低碳氮比污水高效处理装置，其特征在于，所述填料区位于所述泥水分离区的上方，所述填料区设置有第一拦截筛网(9)、第二拦截筛网(10)和填充在所述第一拦截筛网(9)和所述第二拦截筛网(10)之间的填料，所述第一拦截筛网(9)位于所述填料的下方。
5.根据权利要求4所述的一体化低碳氮比污水高效处理装置，其特征在于，所述填料为铁硫复合颗粒填料(11)。
6.根据权利要求5所述的一体化低碳氮比污水高效处理装置，其特征在于，所述铁硫复合颗粒填料(11)原料包括铁源、硫源、粘合剂和致孔剂；所述铁源为铁粉、海绵铁、fes、fes2、feco3中的一种或多种；所述硫源为硫粉；所述粘合剂为黏土、羧甲基纤维素、膨润土中的一种或多种；所述致孔剂为nahco3。
7.根据权利要求4所述的一体化低碳氮比污水高效处理装置，其特征在于，所述第一拦截筛网(9)与所述泥水分离区之间的距离不小于2m，所述第二拦截筛网(10)与上部液面之间的距离为1m～1.5m，所述填料的厚度为1m～2m。
8.根据权利要求1所述的一体化低碳氮比污水高效处理装置，其特征在于，所述出水区位于所述填料区的上方，所述出水区设置有集水槽(12)、集水渠(13)和出水渠(14)，所述集水槽(12)对称设置于所述集水渠(13)的两侧，且所述集水槽(12)与所述集水渠(13)垂直设置；所述集水槽(12)用于对所述填料区处理后的水进行收集，所述集水渠(13)用于汇集各个所述集水槽(12)内的水并使水流入所述出水渠(14)中；所述出水渠(14)的底部设置有过水孔(15)，所述出水渠(14)通过所述过水孔(15)与所述消毒系统连通。
9.根据权利要求8所述的一体化低碳氮比污水高效处理装置，其特征在于，所述消毒系统位于所述出水渠(14)的下方，所述消毒系统包括若干个串联设置的渠道，所述渠道与所述出水渠(14)同宽，所述渠道的一端设置有过水孔(15)，相邻两所述渠道之间通过所述过水孔(15)连通，位于最下方的所述渠道连通有出水管(16)；所述渠道内设置有用于对进入所述消毒系统的水进行消毒的消毒组件。
10.根据权利要求9所述的一体化低碳氮比污水高效处理装置，其特征在于，所述消毒组件包括紫外灯管(17)和螺旋导流片(18)，所述紫外灯管(17)固定安装在所述渠道的中部，所述螺旋导流片(18)沿所述紫外灯管(17)的轴线方向设置，所述螺旋导流片(18)与所述紫外灯管(17)之间的夹角为135°～170°。
