CN101823817B

CN101823817B - 自洁式氨氮废水处理成套装置

Info

Publication number: CN101823817B
Application number: CN201010176009XA
Authority: CN
Inventors: 闵方权; 倪立华; 闵若菲
Original assignee: YIXING FANGHUIZI ENVIRONMENTAL EQUIPMENT FACTORY
Current assignee: YIXING FANGHUIZI ENVIRONMENTAL EQUIPMENT FACTORY
Priority date: 2010-05-18
Filing date: 2010-05-18
Publication date: 2011-08-31
Anticipated expiration: 2030-05-18
Also published as: CN101823817A

Abstract

本发明涉及一种高浓度氨氮废水处理成套装置，它包括溶解溶药葙、废水稳流导流筒、砂石交换清洗器、滤料、挡砂布水器、砂石气提管、空气压缩机输出管、空气输入管、监测探头与自动控制系统等。本发明可处理物化、生化法无法处理的高浓度氨氮废水，同时可避免其它方法处理高氨氮废水时，需加碱、加酸、加温来达到处理效果的缺点，既降低了运行成本，又节省了占地面积。饱和后的滤料经粉碎后可作为植物作缓释肥料，整个设备运行至滤料回收利用无二次污染。

Description

自洁式氨氮废水处理成套装置

技术领域

本发明涉及一种废水处理设备，尤其是一种无需进行PH值调整即可达到排污要求的氨氮废水处理设备，具体地说是一种过滤介质能自洁的自洁式氨氮废水处理成套装置。

背景技术

目前，随着世界人口的增长和工、农业及畜牧业的迅速发展，尤其是石油、化工、食品加工、畜牧、垃圾渗滤液、化纤、合成氨及尿素等生产厂所排放的废水，其成份复杂、且氨氮含量高，如不加处理而直接排入江、河、湖、海，将会把水体中的鱼类及水生物有毒害作用，甚至大量死亡，同时致使湖泊退化、变浅、干枯、直至消失。而当其物质反应，如：胺生成亚硝胺是强致癌物质。另外经氯消毒的净中也有存在(卤乙腈)。

由于废水的来源不一，氨氮废水的种类、浓度、特性也各异，所以，排入水体中的氨氮主要为无机氮和有机氮。

1、无机氮：

无机氮分氨态氮(氨氮)和硝态氮。

(1)氨态氮含游离氨态氮NH₃-N，和铵盐态氮NO₄ ^--N。

(2)硝态氮含硝酸盐态氮NO₃ ^--N，和亚硝酸盐态氮NO₂ ^--N。

2、有机氮：

有机氮包括尿素、氮基酸、蛋白质、核酸、尿酸、脂肪胺、有机碱、氨基糖等。

常用的氨氮废水处理方法及设备主要有：

一、中和法：

优点：

中和法是处理当含氨氮浓度大于2000mg/时，用硫酸来中和生成硫铵而回收利用，变废为宝。不需回收的碱性废水，则用酸性废水或酸性废气进行中和。

缺点：

1、当水质、水量波动较大时，需设较大的调节池调节。

2、酸、碱不平衡，则需大量的酸进行中和调节。

3、中和调节后生成盐类将产生二次污染。

二、化学沉淀法。

优点：

1、化学沉淀法适用于高浓度氨氮废水，尤其是含有对微生物有害的物质的废水，脱氮率为85-90％。工艺简单。

2、沉淀物质可作农作物肥料。

缺点：

1、沉淀剂的投药量大，运行成本高，最佳比例为Mg²⁺∶NH₄ ⁺∶PO₄ ^3-＝1∶1∶1

2、当溶液中PH太高时，NH₃的挥发进入大气将造成二次污染。

3、沉淀时间在3小时以上才有理想的处理效果。

三、空气吹脱蒸气汽提法。

优点：

1、该工艺设备简单，效率高，投资省。

2、高浓度的氨氮废水经吹脱或汽提后，用洗涤回收硫酸铵。

缺点：

1、需消耗一定量的碱或石灰，产生大量溶解性固体将造成造成二次污染。

2、吹脱、汽提塔容易结垢、堵塞。

3、受环境温度的限制，环境温度为零度时，吹脱无法正常运行。

4、功耗大，汽、液比为：2000～3600m³/m³。

四、折点氯化法

适应低浓度氨氮废水处理，且成本高，储运要求高。

五、离子交换法。

优点：

1、该方法NH₄ ⁺去除率高，操作方便，设备简单。

2、当废水中含有对微生物有害的物质时，采用生物处理无法达到效果，则离子交换法能有效地去除氨氮。

缺点：

1、交换剂用量大，交换剂的再生液需再次脱氨氮。

2、当废水中的悬浮物＞40mg/L时，须预处理，否则交换剂易堵塞。

由此可见，现有的各类污水处理方法均存在各种缺点，有着极大的局限性，而且易造成二次环境污染。

六、A/O法

优点：

1、通过生物还原作用将氨(NH₄-N)氧化为亚硝酸盐(NO₂-N)及亚硝酸盐被氧化为硝酸盐(NO₃-N)这一两阶段的生物过程。

2、亚硝酸盐还原为一氧化氮，一氧化氮还原为一氧化二氮，一氧化二氮还原为氮。

3、生物脱氮过程中，电子供体通常来源于(1)废水中的可生物降解的溶解性化学需氧量(bsCOD).(2)内源代谢中所产生的bsCOD。(3)外源物质如甲醇或醋酸盐。

4、工艺成熟，处理效果好。

缺点：

1、当碳源物质不足时，需加甲醇或醋酸盐。

2、功耗大，运行费用高。

3、进入A/O系统的氨氮受内源物质的控制。

发明内容

本发明的目的是针对现有的氨氮废水处理设备均需进行PH值整，且存在投资大、占地面积大、处理效果不理想，运行成本高的问题，设计一种无需进行PH值调整可直接进行处理(PH值4～11)，且处理效果好、节能、无二次污染的氨氮废水处理成套装置。

本发明的技术方案是：

一种自洁式氨氮废水处理成套装置，其特征是它包括：

一用于将絮凝剂按比例溶解的溶解溶药箱01；

一用于将溶解溶药箱01溶解液按比例与氨氮废水混合后输出的泵02；

一垂直安装在筒体019内的导流稳流筒03，该导流稳流筒03的输入端与泵02的输出端连接，导流稳流筒03的下端与安装在筒体019中的挡砂布水器04连接，将含有溶解液的氨氮废水均匀布撒在布水器04上，布水器04固定于简体019中；

一用于与空气压缩机输出管05相连的压缩空气输入管06；压缩空气输入管06插装在导流稳流筒03中，压缩空气输入管06中插装有沸石导流管08，压缩空气输入管06和沸石导流管08的下端插入布水器04下方的简体019中，它们的上端位于自清洗室09内，导流稳流筒03、沸石导流管08和压缩空气输入管06为位于筒体019中的外、中、内三根相互套装的套管结构；所述的自清洗室09位于筒体019上部的清水区中；

一用于氨氮交换的滤料沸石层07，该滤料沸石层07装填在筒体019内，滤料沸石层07位于自清洗室09的下部且其上端面不超出导流稳流筒03的进水端；筒体019下部的沸石在压缩空气输入管06中的压缩空气挤压下从沸石导流管8中上升进入自清洗室09中，沸石上升时通过气流与管壁相互碰撞、磨擦，沸石上粘结的污物自动脱落，当沸石从位于自清洗室09中的一端流出在重力的作用下下沉，流出自清洗室09时与从自清洗室09下部逆流而上的清水水力摩擦再次将沸石上粘结的污物分离，沸石下沉至筒体019中的沸石层07上，自清洗室中的污水从其上部的污水溢流堰020流出，经过低于沸石导流管08上端的排污管010排出简体019外，如此循环达到利用被处理后的清水实现沸石清洗循环利用的目的；

一安装在筒体019内最上部的外排处理出水溢流堰011，该外排处理出水溢流堰011连接有出水管012。

本发明的氨氮废水处理成套装置还包括：

一用于接纳经处理过的氨氮废水的中间集水调节池013，该中间集水调节池013的输入端与所述的出水管012相连；

一安装在中间集水调节池013内的用于检测水质浓度的监测探头014，该监测探头014与自动控制系统015相连；

一用于补充药剂溶药、搅拌的补充溶解溶药箱016，补充溶解溶药箱016的输出与定量投加器017相连，受控于自动控制系统015的定量投加器017的输出端与中间集水调节池013相连接；

一位于筒体019底部的用于更换滤料的放空口及盖板018。

所述的滤料沸石层07的高度为1-3米。

所述的布水器04为多层圆伞形结构，且最上面的圆伞的直径最小。

所述的筒体019的下部呈圆锥形结构。

自清洗室09的污水排污口010低于外排处理出水溢流堰011的距离不小于0.8米。

本发明的有益效果：

1、构思巧妙、设计新颖

本发明集自动布水、自动清污(洗)、生物再生之功能。由于吸附、交换、生物反应后的滤料氨氮含量高，为生物菌繁殖、生长提供了有利条件，且不受环境温度的影响，更适应于北方地区。

2、能耗小，运行费用低：

本发明在脱氮时无需加碱(石灰)或加酸来调整PH值，运行故障率低。同时能耗为传统工艺设备的五分之一。当进水悬浮物≤120时，无需加絮凝剂，当处理效率为90％时无需添加任何药剂。

3、处理效果好，无二次污染：

当废水氨氮≥500mg/1时，氨氮的去除率为99％以上，CODcr、BOD₅的去除率为50％以上，悬浮物的去除率为98％以上，出水稳定，最终饱和的滤料可作缓释肥，因其营养成份比其它可溶性肥料的释放率慢，所以肥效高，且不灼烧农作物。当PH值6～9时，无需加酸加碱调整，更没有气体外溢、无二次污染。

4、投资省、见效快：

本发明的建筑物只需集水调节池和设备基础。本发明设备的材料全部选用不锈钢材质，也可用钢混结构。具体材质由用户选购。调试周期短、出水水质好。

5、维护简单，易操作管理：

本发明的配套设施为：进水泵、空压机、阀门、流量计等，按常规定期保养即可。与同类工艺设备比较：无需加碱、加酸，所以无需用高要求的储运设备。安全系数高。

6、生、物结合，优化组合：

本发明可根据水质，采用絮凝、过滤、吸附、交换或直接吸附、交换，再由微生物再生滤料进行组合处理。达到多相互补、良性循环的一种优化组合，最终饱和的滤料，根据出水水质判断滤料增投或外排替换。

本发明通过自清洗室的作用可实现沸石(滤砂)的自清洁，提高了污水处理效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的清洗室的结构示意图。

图3是本发明的三套管结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

如图1、2、3所示。

一种自洁式氨氮废水处理成套装置，它包括：

一用于将絮凝剂按比例溶解的溶解溶药箱01；

一垂直安装在简体019内的导流稳流筒03，该导流稳流筒03的输入端与泵02的输出端连接，导流稳流筒03的下端与安装在筒体019中的挡砂布水器04连接，将含有溶解液的氨氮废水均匀布撤在布水器04上，布水器04固定于筒体019中；筒体019的下部可为锥形，在筒体019底部安装有用于更换滤料的放空口及盖板018；所述的布水器04可为多层圆伞形结构，且最上面的圆伞的直径最小；

一用于与空气压缩机输出管05相连的压缩空气输入管06；压缩空气输入管06插装在导流稳流筒03中，压缩空气输入管06中插装有沸石导流管08，压缩空气输入管06和沸石导流管08的下端插入布水器04下方的简体019中，它们的上端位于清洗室09内(如图2)，导流稳流筒03、沸石导流管08和空气输入管06分别为外、中、内三根相互套装的套管结构；如图3所示；

一用于氨氮交换的滤料沸石层07(厚度可为1-3米)，该滤料沸石层07装填在简体019内，滤料沸石层07位于自清洗室09的下部且其上端面不超出导流稳流筒03的进水端；简体019下部的沸石在压缩空气输入管06中的压缩空气挤压下从沸石导流管8中上升进入自清洗室09中，沸石上升时通过气流与管壁相互碰撞、磨擦，沸石上粘结的污物自动脱落，当沸石从位于自清洗室09中的一端流出在重力的作用下下沉，流出自清洗室09时与从自清洗室09下部逆流而上的清水水力摩擦再次将沸石上粘结的污物分离，沸石下沉至筒体019中的沸石层07上，自清洗室中的污水从其上部的污水溢流堰020流出，经过低于沸石导流管08上端的排污管010排出简体019外，如此循环达到利用被处理后的清水实现沸石清洗循环利用的目的；该污水溢流堰020连接有排放清洗污水的排污管010，该排污管010的出口端伸出简体019外；为了保证自清洗效果，自清洗室09的污水排污口010低于外排处理出水溢流堰011的距离不小于0.8米。

一安装在筒体019内最上部的外排处理出水溢流堰011，该外排处理出水溢流堰011连接有出水管012；为了提高处理效果，本发明的氨氮废水处理成套装置还可增加以下辅助设备：

一用于补充药剂溶药、搅拌的补充溶解溶药箱016，补充溶解溶药箱016的输出与定量投加器017相连，受控于自动控制系统015的定量投加器017的输出端与中间集水调节池013相连接。

以下是本发明的氨氮处理设备运行过程中的具体处理工艺流程：

1、首先将吸附、交换滤料投入设备内，投入滤料高度为为1-3米，最佳为1.5-2.5米。

2、通过阀门由水泵向筒体内注入清水，从进水口进入设备废水导流稳流筒03至布水器04均匀补水，布满清水至溢流堰011出水，待排水口012溢流出水，停泵待用。

3、启动污水泵02，经阀门、流量控制系统，废水经导流筒03至均匀布水器04均匀布水，废水通过沸石离子交换和生物反应后均速上升至出水堰013溢流外排。

4、启动空压机，调节阀门，恒压气体。沸石随气提导流砂管上升，使沸石流动，同时吸入筒体内处理后待外排清水，通过重力作用，沸石下沉，清水上流，完成清洗沸石的过程。清洗液外排至集水池或预沉池。

5、当氨氮废水中CODcr、BOD₅含量较高时，设备中将增设曝气系统充氧，同时A型与B型也可以串联运行，进行硝化与反硝化处理，既降低了CODcr、BOD₅，又去除了氨氮。

6、本装置内的沸石虽趋于活性状态，且它一直在缺氧或好氧过程中流动，当它交换一定量的氨氮后，在它表面生长的微生物，以沸石中所吸附的氨氮，作为硝化菌的营养，提高它的吸附、交换的能量，延长沙石的吸附交换寿命，来达到生物再生的目的。

7、如果进水的悬浮物(SS)的浓度≥120mg/L时，将投加絮凝剂至溶解溶药箱，经泵定量与废水充分混合，经导流稳流筒(管)进入设备均匀布水。

8、为了防止废水由前道工序处理后，氨氮超标，后续中间集水调节池设置了自动检测探头，自动检测、反馈信息至自控监测仪。自动定量投加药剂，使出水水质恒定于设计的理想标准。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims

1.一种自洁式氨氮废水处理成套装置，其特征是它包括：

一用于将絮凝剂按比例溶解的溶解溶药箱(01)；

一用于将溶解溶药箱(01)溶解液按比例与氨氮废水混合后输出的泵(02)；

一垂直安装在筒体(019)内的导流稳流筒(03)，该导流稳流筒(03)的输入端与泵(02)的输出端连接，导流稳流筒(03)的下端与安装在筒体(019)中的挡砂布水器(04)连接，将含有溶解液的氨氮废水均匀布撒在布水器(04)上，布水器(04)固定于筒体(019)中；

一用于与空气压缩机输出管(05)相连的压缩空气输入管(06)；压缩空气输入管(06)插装在导流稳流筒(03)中，压缩空气输入管(06)中插装有沸石导流管(08)，压缩空气输入管(06)和沸石导流管(08)的下端插入布水器(04)下方的筒体(019)中，它们的上端位于自清洗室(09)内，导流稳流筒(03)、沸石导流管(08)和压缩空气输入管(06)为位于筒体(019)中的外、中、内三根相互套装的套管结构；所述的自清洗室(09)位于筒体(019)上部的清水区中；

一用于氨氮交换的滤料沸石层(07)，该滤料沸石层(07)装填在筒体(019)内，滤料沸石层(07)位于自清洗室(09)的下部且其上端面不超出导流稳流筒(03)的进水端；筒体(019)下部的沸石在压缩空气输入管(06)中的压缩空气挤压下从沸石导流管(8)中上升进入自清洗室(09)中，沸石上升时通过气流与管壁相互碰撞、磨擦，沸石上粘结的污物自动脱落，当沸石从位于自清洗室(09)中的一端流出在重力的作用下下沉，流出自清洗室(09)时与从自清洗室(09)下部逆流而上的清水水力摩擦再次将沸石上粘结的污物分离，沸石下沉至筒体(019)中的滤料沸石层(07)上，自清洗室中的污水从其上部的污水溢流堰(020)流出，经过低于沸石导流管(08)上端的排污管(010)排出筒体(019)外，如此循环达到利用被处理后的清水实现沸石清洗循环利用的目的；

一安装在筒体(019)内最上部的外排处理出水溢流堰(011)，该外排处理出水溢流堰(011)连接有出水管(012)。

2.根据权利要求1所述的自洁式氨氮废水处理成套装置，其特征是它还包括：

一用于接纳经处理过的氨氮废水的中间集水调节池(013)，该中间集水调节池(013)的输入端与所述的出水管(012)相连；

一安装在中间集水调节池(013)内的用于检测水质浓度的监测探头(014)，该监测探头(014)与自动控制系统(015)相连；

一用于补充药剂溶药、搅拌的补充溶解溶药箱(016)，补充溶解溶药箱(016)的输出与定量投加器(017)相连，受控于自动控制系统(015)的定量投加器(017)的输出端与中间集水调节池(013)相连接；

一位于筒体(019)底部的用于更换滤料的放空口及盖板(018)。

3.根据权利要求1所述的自洁式氨氮废水处理成套装置，其特征是所述的滤料沸石层(07)的高度为1-3米。

4.根据权利要求1所述的自洁式氨氮废水处理成套装置，其特征是所述的布水器(04)为多层圆伞形结构，且最上面的圆伞的直径最小。

5.根据权利要求1所述的氨氮废水处理成套装置，其特征是所述的筒体(019)的下部呈圆锥形结构。

6.根据权利要求1所述的自洁式氨氮废水处理成套装置，其特征是自清洗室(09)的污水排污管(010)低于外排处理出水溢流堰(011)的距离不小于0.8米。