CN107055884A - 一种氮磷废水分离处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种氮磷废水分离处理装置，包括气浮区、沉淀分离区、电解区和过滤区；气浮区设有进水管，气浮区的中下部设置有曝气盘，曝气盘的上方设有布水管；气浮区和沉淀分离区之间设有挡流板，沉淀分离区下部设置有第一排放阀；电解区设有阳极室、中间进水室和阴极室，阳极室和阴极室位于中间进水室的两侧，阳极室和中间进水室之间设有阴离子交换膜，阴极室和中间进水室之间设有阳离子交换膜；阳极室设有阳极板，阴极室设有阴极板，阳极室设有阳极纯净水添加管和阳极液排放口；过滤区中部设置有滤料层。

Description

一种氮磷废水分离处理装置
技术领域
本发明涉及废水治理技术领域，尤其是一种氮磷废水分离处理装置。
背景技术
当水体中氮磷元素超标时，会对水体造成诸多不良影响：(1)水体富营养化。当水中无机氮浓度超过O.5mg/L，总磷浓度超过0.03mg/L时，藻类会迅速繁殖，引起水体富营养化。水体富营养化是指在光照以及环境条件充分的情况下，水中含有的植物所需的营养元素氮、磷会使得藻类大量繁殖，从而导致水体溶解氧含量下降，水质恶化，透明度降低，鱼类及其他生物大量死亡的现象。由于富营养化造成大量藻类和水生生物的繁殖，加速了水体沼泽化和陆地化进程，破坏了特定区域的生态平衡。(2)影响人体健康。水源水和饮用水中三氮(氨氮、硝酸盐氮、亚硝酸盐氮)含量过高，对水体和水体水生生物都具有毒害作用。比如，水中氨氮超过lmg/L，会使水生生物血液结合氧能力降低，超过3mg/L会导致鱼类死亡。此外，亚硝酸盐氮的存在，会将人体正常的血红蛋白氧化成高铁血红蛋白，接着便失去了输送氧的能力，也会与仲胺类物质反应而生成致癌性的亚硝胺类物质。(3)增加净水成本。湖泊是城市供水的主要来源，氮磷元素超标引起的富营养问题给净水厂带来了一系列问题。一方面肆意生长的藻类及微生物能够堵塞水处理设备，影响正常运行；另一方面由于有机物的存在，在净水过程需要投加大量的絮凝剂，同时过量的氨氮干扰消毒，处理过程药品用量的增加使得处理成本有所升高。
氮磷废水处理技术主要有生物脱氮除磷、物理化学脱氮除磷以及电化学脱氮除磷技术，这些方法大多没有考虑氮磷的回收利用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决氮磷废水处理和氮磷回收利用的问题，提供一种氮磷废水分离处理装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种氮磷废水分离处理装置，包括气浮区、沉淀分离区、电解区和过滤区。
所述的气浮区设有进水管，气浮区的中下部设置有曝气盘，所述的曝气盘的上方设有布水管，所述的布水管连接进水管，所述的曝气盘通过管道连接有气浮区外的鼓风机。所述的气浮区的上部设有刮渣板和浮渣槽，为了废水处理的效果更好，所述的布水管设置成同心圆形状或十字形状，布水管上具有水平辐射出水口。进一步，所述的曝气盘是均匀设置有微孔的微孔式曝气盘；气浮区的下部设有倾斜的底板，气浮除渣后的废水沿倾斜的底板流入沉淀分离区的中下部。
所述的气浮区和沉淀分离区之间设有挡流板，挡流板的下部设置有45度的转角，转角转向气浮区一侧；沉淀分离区底部设计成锥形结构，在锥形结构下部设置有第一排放阀。
所述沉淀分离区和电解区之间设有导流板，该导流板与一体化装置的内壁形成作为废水进入电解区的水流通道，导流板的下部设置有45度的转角，转角转向沉淀分离区一侧；电解区设有阳极室、中间进水室和阴极室，阳极室和阴极室位于中间进水室的两侧，废水通过水流通道首先进入中间进水室；阳极室和中间进水室之间设有阴离子交换膜，阴极室和中间进水室之间设有阳离子交换膜；阳极室设有阳极板，阳极板通过电缆连接电源的正极；阴极室设有阴极板，阴极板通过电缆连接电源的负极；阳极室设有阳极纯净水添加管和阳极液排放口；阴极室设有阴极纯净水添加管和阴极液排放口；阳极室的顶部设有阳极室上盖和阳极室电解气集气管；阴极室的顶部设有阴极室上盖和阴极室电解气集气管。
所述电解区和过滤区之间设有隔板，隔板上设有水流口，过滤区中部设置有滤料层，滤料由活性炭制成，滤料放置在滤料架上，当滤速较低时需更换滤料。过滤区底部设计成锥形结构，在锥形结构下部设置有第二排放阀。过滤区上部设有溢流堰，溢流堰连接出水管，出水管排出的水回用。
采用上述氮磷废水分离处理装置进行废水处理的步骤如下：
①废水通过进水管以及布水管进入气浮区，位于布水管下方的曝气盘产生大量细小气泡，气泡与固体物粘附形成混合体在浮力作用下上升至水面形成浮渣，浮渣通过刮渣板和浮渣槽排出。
②除渣后的废水通过气浮区下部的倾斜底板和挡流板之间的空隙进入沉淀分离区，比重大的颗粒物在重力的作用下下沉到沉淀分离区的下部，通过底部的第一排放阀排出。
③沉淀分离后的废水通过沉淀分离区和电解区之间的水流通道进入电解区，废水中的磷酸根离子穿过阴离子交换膜进入阳极室与氢离子生成磷酸并从阳极液排放口排放出去，被收集利用；废水中的氮离子穿过阳离子交换膜进入阴极室生成氨水并从阴极液排放口排放出去，被收集回用；阳极室生成的氧气被阳极室电解气集气管收集利用，阴极室生成的氢气被阴极室电解气集气管收集利用；阳极室液面降低时由阳极纯净水添加管添加纯净水，阴极室液面降低时由阴极纯净水添加管添加纯净水。
④电解后的水通过水流口进入过滤区，水中的污染物被活性炭吸附和过滤，被吸附和过滤后的水通过溢流堰和出水管排出，过滤后产生的污泥通过底部的第二排放阀排放出去。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的实施例的整体结构示意图；图2是本发明的实施例电解区的结构示意图；
图1、图2中：1.气浮区，1-1.进水管，1-2.曝气盘，1-3.布水管，1-4.鼓风机，1-5.刮渣板，1-6.浮渣槽，1-7.底板，2.沉淀分离区，2-1.挡流板，2-2.第一排放阀，3.电解区，3-1.导流板，3-2.阳极室，3-3.中间进水室，3-4.阴极室，3-5.阴离子交换膜，3-6.阳离子交换膜，3-7.阳极板，3-8.阴极板，3-9.阳极纯净水添加管，3-10.阳极液排放口，3-11.阴极纯净水添加管，3-12.阴极液排放口，3-13.阳极室上盖，3-14.阳极室电解气集气管，3-15.阴极室上盖，3-16.阴极室电解气集气管，4.过滤区，4-1.隔板，4-2.水流口，4-3.滤料层，4-4.第二排放阀，4-5.溢流堰。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例
如图1、图2所示的本发明的一种氮磷废水分离处理装置的实施例，包括气浮区1、沉淀分离区2、电解区3和过滤区4。
所述的气浮区设有进水管1-1，气浮区的中下部设置有曝气盘1-2，所述的曝气盘的上方设有布水管1-3，所述的布水管1-3连接进水管1-1，所述的曝气盘1-2通过管道连接有气浮区外的鼓风机1-4。所述的气浮区的上部设有刮渣板1-5和浮渣槽1-6，为了废水处理的效果更好，所述的布水管1-3设置成同心圆形状或十字形状，布水管上具有水平辐射出水口。进一步，所述的曝气盘1-2是均匀设置有微孔的微孔式曝气盘；气浮区的下部设有倾斜的底板1-7，气浮除渣后的废水沿倾斜的底板流入沉淀分离区的中下部。
所述的气浮区1和沉淀分离区2之间设有挡流板2-1，挡流板2-1的下部设置有45度的转角，转角转向气浮区一侧；沉淀分离区底部设计成锥形结构，在锥形结构下部设置有第一排放阀2-2。
所述沉淀分离区2和电解区3之间设有导流板3-1，该导流板与一体化装置的内壁形成作为废水进入电解区的水流通道，导流板的下部设置有45度的转角，转角转向沉淀分离区一侧；电解区设有阳极室3-2、中间进水室3-3和阴极室3-4，阳极室3-2和阴极室3-4位于中间进水室3-3的两侧，废水通过水流通道首先进入中间进水室3-3；阳极室3-2和中间进水室3-3之间设有阴离子交换膜3-5，阴极室3-4和中间进水室3-3之间设有阳离子交换膜3-6；阳极室设有阳极板3-7，阳极板通过电缆连接电源的正极；阴极室设有阴极板3-8，阴极板通过电缆连接电源的负极；阳极室设有阳极纯净水添加管3-9和阳极液排放口3-10；阴极室设有阴极纯净水添加管3-11和阴极液排放口3-12；阳极室的顶部设有阳极室上盖3-13和阳极室电解气集气管3-14；阴极室的顶部设有阴极室上盖3-15和阴极室电解气集气管3-16。
所述电解区3和过滤区4之间设有隔板4-1，隔板上设有水流口4-2，过滤区中部设置有滤料层4-3，滤料由活性炭制成，滤料放置在滤料架上，当滤速较低时需更换滤料。过滤区底部设计成锥形结构，在锥形结构下部设置有第二排放阀4-4。过滤区上部设有溢流堰4-5，溢流堰连接出水管，出水管排出的水回用。
采用上述氮磷废水分离处理装置进行废水处理的步骤如下：
①废水通过进水管1-1以及布水管1-3进入气浮区1，位于布水管1-3下方的曝气盘1-2产生大量细小气泡，气泡与固体物粘附形成混合体在浮力作用下上升至水面形成浮渣，浮渣通过刮渣板1-5和浮渣槽1-6排出。
②除渣后的废水通过气浮区下部的倾斜的底板1-7和挡流板2-1之间的空隙进入沉淀分离区2，比重大的颗粒物在重力的作用下下沉到沉淀分离区的下部，通过底部的第一排放阀2-2排出。
③沉淀分离后的废水通过沉淀分离区2和电解区3之间的水流通道进入电解区3，废水中的磷酸根离子穿过阴离子交换膜3-5进入阳极室3-2与氢离子生成磷酸并从阳极液排放口3-10排放出去，被收集利用；废水中的氮离子穿过阳离子交换膜3-6进入阴极室3-4生成氨水并从阴极液排放口3-12排放出去，被收集回用；阳极室3-2产生的氧气被阳极室电解气集气管3-14收集利用，阴极室生成的氢气被阴极室电解气集气管3-16收集利用；阳极室液面降低时由阳极纯净水添加管3-9添加纯净水，阴极室液面降低时由阴极纯净水添加管3-11添加纯净水。
④电解后的水通过水流口4-2进入过滤区4，水中的污染物被活性炭吸附和过滤，被吸附和过滤后的水通过溢流堰4-5和出水管排出，过滤后产生的污泥通过底部的第二排放阀4-4排放出去。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (2)

1.一种氮磷废水分离处理装置，其特征在于：包括气浮区(1)、沉淀分离区(2)、电解区(3)和过滤区(4)；
所述的气浮区设有进水管(1-1)，气浮区的中下部设置有曝气盘(1-2)，所述的曝气盘的上方设有布水管(1-3)，所述的布水管(1-3)连接进水管(1-1)，所述的曝气盘(1-2)通过管道连接有气浮区外的鼓风机(1-4)；所述的气浮区的上部设有刮渣板(1-5)和浮渣槽(1-6)，为了废水处理的效果更好，所述的布水管(1-3)设置成同心圆形状或十字形状，布水管上具有水平辐射出水口；进一步，所述的曝气盘(1-2)是均匀设置有微孔的微孔式曝气盘；气浮区的下部设有倾斜的底板(1-7)，气浮除渣后的废水沿倾斜的底板流入沉淀分离区的中下部；
所述的气浮区(1)和沉淀分离区(2)之间设有挡流板(2-1)，挡流板(2-1)的下部设置有45度的转角，转角转向气浮区一侧；沉淀分离区底部设计成锥形结构，在锥形结构下部设置有第一排放阀(2-2)；
所述沉淀分离区(2)和电解区(3)之间设有导流板(3-1)，该导流板与一体化装置的内壁形成作为废水进入电解区的水流通道，导流板的下部设置有45度的转角，转角转向沉淀分离区一侧；电解区设有阳极室(3-2)、中间进水室(3-3)和阴极室(3-4)，阳极室(3-2)和阴极室(3-4)位于中间进水室(3-3)的两侧，废水通过水流通道首先进入中间进水室(3-3)；阳极室(3-2)和中间进水室(3-3)之间设有阴离子交换膜(3-5)，阴极室(3-4)和中间进水室(3-3)之间设有阳离子交换膜(3-6)；阳极室设有阳极板(3-7)，阳极板通过电缆连接电源的正极；阴极室设有阴极板(3-8)，阴极板通过电缆连接电源的负极；阳极室设有阳极纯净水添加管(3-9)和阳极液排放口(3-10)；阴极室设有阴极纯净水添加管(3-11)和阴极液排放口(3-12)；阳极室的顶部设有阳极室上盖(3-13)和阳极室电解气集气管(3-14)；阴极室的顶部设有阴极室上盖(3-15)和阴极室电解气集气管(3-16)；
所述电解区(3)和过滤区(4)之间设有隔板(4-1)，隔板上设有水流口(4-2)，过滤区中部设置有滤料层(4-3)，滤料由活性炭制成，滤料放置在滤料架上，当滤速较低时需更换滤料；过滤区底部设计成锥形结构，在锥形结构下部设置有第二排放阀(4-4)；过滤区上部设有溢流堰(4-5)，溢流堰连接出水管，出水管排出的水回用。
2.根据权利要求1所述的一种氮磷废水分离处理装置，其特征在于：采用本发明的一种氮磷废水分离处理装置进行废水处理的步骤如下；
①废水通过进水管(1-1)以及布水管(1-3)进入气浮区(1)，位于布水管(1-3)下方的曝气盘(1-2)产生大量细小气泡，气泡与固体物粘附形成混合体在浮力作用下上升至水面形成浮渣，浮渣通过刮渣板(1-5)和浮渣槽(1-6)排出；
②除渣后的废水通过气浮区下部的倾斜的底板(1-7)和挡流板(2-1)之间的空隙进入沉淀分离区(2)，比重大的颗粒物在重力的作用下下沉到沉淀分离区的下部，通过底部的第一排放阀(2-2)排出；
③沉淀分离后的废水通过沉淀分离区(2)和电解区(3)之间的水流通道进入电解区(3)，废水中的磷酸根离子穿过阴离子交换膜(3-5)进入阳极室(3-2)与氢离子生成磷酸并从阳极液排放口(3-10)排放出去，被收集利用；废水中的氮离子穿过阳离子交换膜(3-6)进入阴极室(3-4)生成氨水并从阴极液排放口(3-12)排放出去，被收集回用；阳极室(3-2)产生的氧气被阳极室电解气集气管(3-14)收集利用，阴极室生成的氢气被阴极室电解气集气管(3-16)收集利用；阳极室液面降低时由阳极纯净水添加管(3-9)添加纯净水，阴极室液面降低时由阴极纯净水添加管(3-11)添加纯净水；
④电解后的水通过水流口(4-2)进入过滤区(4)，水中的污染物被活性炭吸附和过滤，被吸附和过滤后的水通过溢流堰(4-5)和出水管排出，过滤后产生的污泥通过底部的第二排放阀(4-4)排放出去。
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