CN111908703A - 再生水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种再生水处理系统。该系统包括一氨氮去除装置，一含氮有机物去除装置，一第一装置，其中，所述氨氮去除装置至少包括一好氧生物处理单元和一缺氧生物处理单元二者至少之一，所述含氮有机物去除装置至少包括一负载生物的固定床单元。含氮无机物和含氮有机物先后通过不同的生物处理装置分解，能够提高含氮有机物的处理效能，而具有分解性的负载生物的固定床单元可以有效地分解含氮有机物。

Description

再生水处理系统

技术领域

本发明是关于一种水处理领域，尤其是关于一种去除氨氮和含氮有机物的再生水处理系统。

背景技术

在水资源日渐宝贵的现在，使用过的水(废水)和原水的处理亦愈发重要。在使用过的原水中，通常包括含氮无机物和含氮有机物，这些含氮有机物的存在会妨碍水的利用或再利用，因此必须移除或去除。CN 102781850B提供一种水处理方法及超纯水的制造方法，通过添加碳源和杀菌剂的方式先行处理原水，以提高尿素的处理效率和抑制下游菌体的流出。这种添加方式和下游控制水质的难度不低，可以加以改善。

发明内容

在此提供一种再生水处理系统，其包括通过生物处理方式先后分解含氮无机物和含氮有机物，先分解含氮无机物以避免其形成含氮有机物分解时的竞争者。

依据上述，一种再生水处理系统，包括一氨氮去除装置，一第一段处理水输入该氨氮去除装置中进行去除氨氮的处理后形成一第二段处理水，其中所述氨氮去除装置至少包括一好氧生物处理单元和一缺氧生物处理单元二者至少之一，并且所述第二段处理水中的氨氮含量低于所述第一段处理水中的氨氮含量；以及一含氮有机物去除装置，所述第二段处理水进入所述含氮有机物去除装置中进行去除含氮有机物的处理后形成一第三段处理水输出，其中所述含氮有机物去除装置至少包括一负载生物的固定床单元，并且所述第三段处理水中的含氮有机物的含量低于所述第二段处理水中的含氮有机物的含量；以及一第一装置，所述第三段处理水输入所述第一装置中进行包括过滤和移除阳离子至少之一的处理后形成一再生水。

于一例中，所述氨氮去除装置还包括一薄膜生物处理单元以沉浸所述第一段处理水。

于一例中，所述薄膜生物处理单元设置于所述好氧生物处理单元和所述缺氧生物处理单元的下游并输出所述第二段处理水。

于一例中，所述氨氮去除装置还包括管线连接所述薄膜生物处理单元与所述好氧生物处理单元和所述缺氧生物处理单元以回流一部分的所述第一段处理水至所述好氧生物处理单元和所述缺氧生物处理单元。

于一例中，所述第一段处理水中的氨氮含量为10¹等级毫克/升(mg/L,ppm)，且所述第二段处理水中的氨氮含量为低于10²等级微克/升(μg/L,ppb)。

于一例中，所述负载生物的固定床单元包括一活性碳固定床。

于一例中，所述含氮有机物去除装置还包括一储存槽设置于所述负载生物的固定床单元和所述氨氮去除装置之间以储存所述第二段处理水。

于一例中，所述第三段处理水中的含氮有机物的含量包括一尿素的含量为10-15微克/升(μg/L,ppb)。

以下通过具体实施例配合所附的图式详加说明，会容易了解本发明的目的、技术内容、特点及其所达成的功效。

附图说明

图1为本发明的再生水处理系统及方法的装置和单元的配置示意图。

图2为本发明的氨氮去除装置和含氮有机物去除装置的配置示意图。

符号说明

10 第一装置

11 再生水

12 过滤单元

13 逆渗透单元

15 树脂单元

18 逆渗透单元

19 第一段处理水

20 氨氮去除装置

21 好氧生物处理单元

22 缺氧生物处理单元

23 薄膜生物处理单元

27 管线

29 第二段处理水

30 含氮有机物去除装置

32 储存槽

34 负载生物的固定床单元

39 第三段处理水

具体实施方式

以下将详述本发明的各实施例，并配合图式作为例示。除了这些详细说明之外，本发明亦可广泛地施行于其它的实施例中，任何所述实施例的轻易替代、修改、等效变化都包含在本发明的范围内，并以权利要求为准。在说明书的描述中，为了使读者对本发明有较完整的了解，提供了许多特定细节；然而，本发明可能在省略部分或全部特定细节的前提下，仍可实施。此外，众所周知的步骤或组件并未描述于细节中，以避免对本发明形成不必要的限制。特别注意的是，图式仅为示意的用途，并非代表组件实际的尺寸或数量，有些细节可能未完全绘出，以求图式的简洁。

参考图1，本发明的再生水处理系统及方法包括氨氮去除装置20、含氮有机物去除装置30以及第一装置10。第一段处理水19进入氨氮去除装置20，氨氮去除装置20去除第一段处理水19中会和含氮有机物竞争的氨氮，之后输出第二段处理水29，第二段处理水29进入含氮有机物去除装置30去除第二段处理水29中的含氮有机物，流出含氮有机物去除装置30的第三段处理水39进入第一装置10以进行过滤、移除阳离子等处理后输出。是以，本发明中所述的第一装置10包括在氨氮去除装置20下游的单元，可以包括过滤、移除阳离子或其他有机物、无机物、细菌、微生物等和储存水的相应单元，图1中所示的第一装置10中的各单元仅用以例示，实际上第一装置10中的各单元顺序(上下游)、功能和数量可以依据需求，例如依据再生水11的水质要求来加以增加、变更和调整。另，所谓的再生水，即废(污)水或放流水，通过本发明的处理系统处理后可再利用的水。

再参考图1，于一实施例中，第一装置10可包括若干过滤单元、储存单元和离子处理单元。过滤单元例如图1中所示的过滤单元12；储存单元包括一或多个树脂塔；离子处理单元则包括具有阳离子交换功能的树脂单元15(Weak Acid Cation，WAC)；逆渗透单元18。于一实施例中，过滤单元12为一自动清洗的过滤装置，例如第三段处理水39经过其特定孔径的不锈钢网过滤以达到连续过滤的功能。树脂单元15具有阳离子交换功能，其特化后的树脂表面官能团为弱酸性，可以用来去除水中的阳离子。逆渗透单元18和逆渗透单元13可以依序设置或增加，以去除大部分的有机物、无机物、细菌和微生物，第三段处理水39通过整个第一装置10后输出再生水11。

再参考图1，于本发明中，第一段处理水19中包括氨氮(铵离子型式中的氮以及无机氮)和含氮有机物，其中含氮有机物以尿素为主。于一实施例中，第一段处理水19中的氨氮含量为10¹等级毫克/升(mg/L,ppm)，例如第一段处理水19中的尿素含量为50-1000微克/升(μg/L,ppb)。为了避免氨氮于后续处理中阻碍或降低含氮有机物被处理的速率和含量，故于本发明中，第一段处理水19进入氨氮去除装置20中以进行分解氨氮的处理。其次，第一段处理水19即本发明的再生水处理系统的水源，故可以是系统再生水或非系统再生水。所谓系统再生水，是指取自下水道系统的废(污)水或放流水；非系统再生水则可以指未排入下水道系统的废(污)水或放流水。

图2为本发明的氨氮去除装置20和含氮有机物去除装置30的配置示意图。参考图2，氨氮去除装置20包括若干含生物的处理单元：至少一好氧生物处理单元21(aerobicprocess unit)、至少一缺氧生物处理单元22(anoxic process unit)和至少一薄膜生物处理单元23。于一实施例中，pH值介于6～9的第一段处理水19以管线注入好氧生物处理单元21中，其中，好氧生物处理单元21中的好氧生物/微生物分解第一段处理水19的氨氮无机物。其次，好氧生物处理单元21中生物/微生物生长的方式不限，可以是悬浮式或附着式。之后，处理水进入缺氧生物处理单元22进行曝气和缺氧处理，再进入薄膜生物处理单元23中沉浸并控制溶氧量。可以选择地，处理水在薄膜生物处理单元23中亦可被加入营养源以供后续生物处理单元中之用，但加入营养源于处理水中并非为必要。可以选择地，于薄膜生物处理单元23中，一部分的处理水可通过管线27回流至好氧生物处理单元21和缺氧生物处理单元22再次处理。再者，要说明的是，本发明中的氨氮去除装置20虽以分解氨氮为主，但并不仅限于分解氨氮，而是在氨氮去除装置20前后的第一段处理水19和第二段处理水29中的氨氮含量有显著的减少，例如第二段处理水29中的氨氮含量为低于10²等级微克/升(μg/L,ppb)以下，约100微克/升以下。通过氨氮去除装置20的处理，第二段处理水29中的氨氮含量降低(甚至无氨氮残留)，有助于第二段处理水29中的含氮有机物在含氮有机物去除装置30中分解移除。可以理解的，氨氮去除装置20也可以进行含氮有机物的分解，但于本发明中并非主要的作用。

再参考图2，含氮有机物去除装置30包括至少一负载生物的固定床单元34，第二段处理水29可以先注入一储存槽32中储存再被注入含氮有机物去除装置30以分解第二段处理水29中的尿素(含氮有机物)。于一实施例中，第二段处理水29中的氨氮含量已经减少至10²等级微克/升，因此在含氮有机物去除装置30中不会和尿素(含氮有机物)形成竞争，含氮有机物去除装置30中的微生物可以以好氧的方式分解尿素。其次，负载生物的固定床单元34可以包括具有微生物的过滤床，例如以固着的活性碳做为过滤床，微生物菌种附着于活性碳上，其对于尿素具有分解性。因此，当第二段处理水29注入负载生物的固定床单元34时，第二段处理水29中的尿素可被固定床吸附并且被微生物分解掉。再者，尿素被微生物分解为可随水流带走的成分，因此被分解的尿素不会阻塞固定床的活性碳，解决一般活性碳塔需活化维护的处理。是以，第二段处理水29通过负载生物的固定床单元34分解尿素后，流出含氮有机物去除装置30的第三段处理水39中的尿素含量将大幅减少，例如第三段处理水39中的尿素含量为10-15微克/升(μg/L,ppb)。要说明的是，若针对后续再生水11中尿素含量欲进一步减少的设计中，第一装置10中可设置适合的单元处理第三段处理水39。

Claims (8)

1.一种再生水处理系统，其特征在于，该系统包括：

一氨氮去除装置，一第一段处理水输入该氨氮去除装置中进行去除氨氮的处理后形成一第二段处理水，其中，所述氨氮去除装置至少包括一好氧生物处理单元和一缺氧生物处理单元二者至少之一，并且所述第二段处理水中的氨氮含量低于所述第一段处理水中的氨氮含量；

一含氮有机物去除装置，所述第二段处理水进入所述含氮有机物去除装置中进行去除含氮有机物的处理后形成一第三段处理水输出，其中，所述含氮有机物去除装置至少包括一负载生物的固定床单元，并且所述第三段处理水中的含氮有机物的含量低于所述第二段处理水中的含氮有机物的含量；以及

一第一装置，所述第三段处理水输入所述第一装置中进行包括过滤和移除阳离子至少之一的处理后形成一再生水。

2.如权利要求1所述的再生水处理系统，其特征在于，所述氨氮去除装置还包括一薄膜生物处理单元以沉浸所述第一段处理水。

3.如权利要求2所述的再生水处理系统，其特征在于，所述薄膜生物处理单元设置于所述好氧生物处理单元和所述缺氧生物处理单元的下游并输出所述第二段处理水。

4.如权利要求3所述的再生水处理系统，其特征在于，所述氨氮去除装置还包括管线连接所述薄膜生物处理单元与所述好氧生物处理单元和所述缺氧生物处理单元以回流一部分的所述第一段处理水至所述好氧生物处理单元和所述缺氧生物处理单元。

5.如权利要求1所述的再生水处理系统，其特征在于，所述第一段处理水中的氨氮含量为10¹等级毫克/升，且所述第二段处理水中的氨氮含量为低于10²等级微克/升。

6.如权利要求1所述的再生水处理系统，其特征在于，所述负载生物的固定床单元包括一活性碳固定床。

7.如权利要求1所述的再生水处理系统，其特征在于，所述含氮有机物去除装置还包括一储存槽设置于所述负载生物的固定床单元和所述氨氮去除装置之间以储存所述第二段处理水。

8.如权利要求1所述的再生水处理系统，其特征在于，所述第三段处理水中的含氮有机物的含量包括一尿素的含量为10-15微克/升。

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