CN111960620A

CN111960620A - 一种高速路服务区高氨氮废水处理装置及方法

Info

Publication number: CN111960620A
Application number: CN202010905128.8A
Authority: CN
Inventors: 汪君晖; 姚海军; 陈珣; 盘章俊; 梁伦硕; 陈明翠; 屈红
Original assignee: Chongqing Neide Environmental Technology Co ltd
Current assignee: Chongqing Neide Environmental Technology Co ltd
Priority date: 2020-09-01
Filing date: 2020-09-01
Publication date: 2020-11-20

Abstract

本发明提供了一种高速路服务区高氨氮废水处理装置及方法，其中处理装置包括顺次联通的化粪池、格栅池、调节池和一体化污水处理设备，所述一体化污水处理设备包括顺次联通的缺氧区、好氧区、膜区和清水箱，其中所述缺氧区和好氧区之间设有移动隔板，所述移动隔板在驱动装置的驱动下朝向所述缺氧区或好氧区移动。该设备颠覆传统活性污泥为了完成脱氮除磷而必须设置的独立缺氧、好氧环境状态。较常规技术设备容积小、占地面积小、运行维护简单，可适用于高速路服务区、畜禽养殖等高氨氮、低碳氮比污水的治理。

Description

一种高速路服务区高氨氮废水处理装置及方法

技术领域

本发明属于废水处理技术领域，具体涉及一种高速路服务区高氨氮废水处理装置及方法。

背景技术

高速服务区作为国家交通的重要组成部分，在带给大家出行方便的同时，每年会产生大量废水，废水来源主要为服务区餐饮、洗涤、加油站、厕所等。而且服务区一般较分散且远离城镇区域，且产生的废水氨氮浓度较高，给废水处理设施的建设以及运营管理带来一定困难，如果不经处理就地排放，易对公路沿线居民的饮用水及农灌水等造成污染，进而导致突发环境事故与敏感的社会事件，因此妥善处理高速服务区的废水已经成为公路运营过程中的重要环节。

目前应用比较广泛的处理技术包括地埋式一体生化处理设备、A/O工艺、SBR法、MBR膜生物反应器、人工湿地处理工艺等。但由于没有针对高速公路服务区废水特点开展相应的研究与优化，导致在出水水质、运营成本、管理控制等方面都存在较多问题，影响了操作人员使用的积极性和废水的处理效率。高速路服务区废水氨氮含量极高(平均浓度＞100mg/L)，为常规生活废水的2～4倍，碳氮比低于2，处理难度大，另外服务区较分散，易受节假日影响，水量波动大。现有处理技术由于活性污泥中传统功能微生物面对高氨氮、低碳比废水时存在耐受性差、活性低、长效性差和降解率低的瓶颈，导致废水处理效果无法达到要求。且传统污水处理生化工艺为了实现脱氮除磷，均需有相对独立的厌氧、缺氧、好氧状态的设置，导致占地面积大、工艺复杂，运行维护繁琐。

发明内容

针对以上现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种解决高速路服务区高氨氮废水的处理方法和一种结合高效微生物菌剂的新型一体化污水处理装置，该设备颠覆传统活性污泥为了完成脱氮除磷而必须设置的独立缺氧、好氧环境状态。较常规技术设备容积小、占地面积小、运行维护简单，可适用于高速路服务区、畜禽养殖等高氨氮、低碳氮比污水的治理。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种高速路服务区高氨氮废水处理装置，包括顺次联通的化粪池、格栅池、调节池和一体化污水处理设备，所述一体化污水处理设备包括顺次联通的缺氧区、好氧区、膜区和清水箱，其中所述缺氧区和好氧区设置在同一个水池中，且二者之间使用移动隔板进行分隔，所述移动隔板在驱动装置的驱动下朝向所述缺氧区或好氧区移动，从而调节所述缺氧区和好氧区之间的相对容积。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以有如下进一步的具体选择或优化选择。

具体的，所述驱动装置包括连接块、固定螺母、螺旋丝杆和防水电机，所述连接块设置在所述移动隔板位于所述好氧区的一侧，所述固定螺母固定在好氧区的侧壁上并靠近所述连接块，所述螺旋丝杆一端可转动的设置在所述连接块中，另一端与防水电机传动连接，所述固定螺母套设在所述螺旋丝杆中部且与其螺纹连接，所述防水电机驱动所述螺旋丝杆转动，使得所述移动隔板在所述螺旋丝杆的带动下朝向所述缺氧区或好氧区移动。具体的，所述连接组件内设有可旋转的螺旋丝杆。所述移动隔板的左右两端分别于所述缺氧池或好氧池的侧壁抵接。具体的，所述好氧区侧壁设置有滑动导轨槽，所述防水电机设置在所述滑动导轨槽中并沿其移动，所述防水电机通过减速器与所述螺旋丝杆传动连接。其工作原理：当防水电机转动，通过减速器降低转速，从而增加输出力矩，减速器输出端与螺旋丝杆采用联轴器连接，通过螺纹传动带动隔板前后移动。电机随着螺旋丝杆的前后移动，沿着滑动导轨槽前后移动。

具体的，所述一体化污水处理设备还包括设备间，所述清水箱设置在所述设备间，所述设备间还设有鼓风机，所述缺氧区、好氧区、膜区的底部分别设有第一曝气盘，第二曝气盘和第三曝气盘，所述鼓风机通过送风管路分别与所述第一曝气盘，第二曝气盘和第三曝气盘，且所述第一曝气盘，第二曝气盘和第三曝气盘上均设有阀门。

具体的，所述设备间还设有加药系统，所述加药系统包括向次氯酸钠加药桶、除磷加药桶、第一加药泵和第二加药泵，所述第一加药泵的进药口与所述次氯酸加药桶连通，出药口与所述清水箱连通，所述第二加药泵的进药口与所述除磷加药桶连通，出药口与所述缺氧区或好氧区连通。

此外，本发明还提供了使用上述设备进行高速路服务区高氨氮废水处理方法，其包括如下步骤：

将餐饮和厨房废水经隔油池收集处理后与其他废水依次经过所述化粪池、格栅池、调节池和一体化污水处理设备，其中在所述一体化污水处理设备中，所述废水依次通过所述缺氧区、好氧区、膜区和清水箱。

其中，在所述好氧区中投加微生物菌种，所述微生物菌种包括芽孢杆菌和/或不动杆菌，并对其进行驯化培养，所述驯化培养包括以下步骤：

1)向所述好氧区内加入有效容积为50％的生活污水，并投加市政污水厂污泥浓缩池新鲜污泥，进行接种活性污泥闷曝气10h；至污泥浓度达到1000～2000mg/L，SV30为10～30％；

2)向所述好氧区投加微生物菌种和葡萄糖，并曝气12小时以上进行活化；

3)所述好氧区随后12小时废水流量逐步增大至额定流量并稳定运行，其污泥回流量为进水量的100％-200％。

具体的，所述好氧区控制pH7.5-8.2。

具体的，所述微生物菌种与葡萄糖按照质量比为1:1-5的比例投加，所述微生物菌种投加量为好氧区容积的50～500g/m³。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)颠覆传统的缺氧-好氧-MBR活性污泥工艺，仅需曝气池，可以全好氧状态或根据运行条件一键切换缺氧段至好氧状态运行，出水水质能稳定达标；

(2)缩短传统A/O-MBR工艺所需停留时间，减小设备尺寸，节省占地面积，节约投资成本；

(3)应用新型HA-ND菌，解决传统自养硝化菌对环境敏感，且易受进水有机物影响，导致硝化菌活性降低，氨氮去除效果变差的问题。同时解决传统兼氧反硝化菌仅能在缺氧状态下发生反硝化作用，因此必须设置独立缺氧区的弊端，可完全省去原缺氧段，整个生化仅设置曝气池就能同时完成有机物、氮、磷等污染物的去除。

附图说明

图1是本发明提供的一种高速路服务区高氨氮废水处理的工艺流程图；

图2是本发明提供的一种高速路服务区高氨氮废水处理的设备的结构示意图；

图3是本发明提供的一种高速路服务区高氨氮废水处理的设备的驱动装置结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、缺氧区；2、好氧区；3、膜区；4、设备间；5、清水箱；6、次氯酸钠加药桶；7、除磷加药桶；8、移动隔板；9、进水管路；10、送风管路；11、加药管路；12、污泥排放管路；13、鼓风机；14、螺旋丝杆；15、连接块；16、防水电机；17、固定螺母。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合附图及具体实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

本发明目的之一是提供一种解决高速路服务区高氨氮污水的处理方法，具体通过下述技术方案实现，图例见附图1：

(1)餐饮、厨房废水经隔油池收集处理后先进入化粪池，高速路服务区厕所及生活污水等其他废水经化粪池收集处理后，一起进入格栅池，后进入调节池。所有废水在调节池进行均质均量后利用提升泵提升至一体化污水处理装置。

(2)高效微生物菌种投加至一体化污水处理装置好氧区经过以下步骤进行驯化培养，直至发挥作用。该菌种为白色粉末状混合菌，主要由芽孢杆菌、不动杆菌等。上述菌种购自市售产品，或者如专利CN109337832A中披露的产品。

上述驯化培养需要以下步骤：

A.污泥培养

向设备进其有效容积50％的生活污水；打开设备间鼓风机，调节曝气量，控制溶解氧2-4mg/L；投加市政污水厂污泥浓缩池新鲜污泥，投加后进行接种活性污泥闷曝气10h；至污泥浓度达到1000～2000mg/L，SV30为10～30％。

B.菌种活化与投加

保证设备好氧区污泥浓度，便可投加菌剂。将粉末状菌剂与葡萄糖按1:1～1:5比例配合，并曝气12h以上进行活化，活化后匀后投加至曝气区快速混匀。

C.菌种驯化培养

第一次投加菌剂后的12h可适当闷曝，并检测COD、氨氮数据，12h后小流量进水，注意进水流量不要过大，调试初期系统抗冲击能力较弱。系统效率提升后逐步增大水量。污泥回流量为进水量的100％-200％，同时要注意污泥浓度不能太高，需及时将后端污泥回流至前段，并最终通过污泥排放管路12排出。稳定运行前处理的污水回流至厌氧池重新处理。

D.稳定运行

运行期间检测溶解氧2-4mg/L，及时调整风量。去除氨氮需要在弱碱性条件进行，控制pH7.5-8.2，pH降低后可补充碳酸氢钠增加碱度。运行稳定后逐步调整进水流量，直至满足设计流量。

本发明的目的之二是提供一种融合高效微生物菌剂的新型一体化污水处理装置，装置的技术方案实现如下，图例见附图2-3：

一种融合高效微生物菌剂的新型一体化污水处理装置包括缺氧区1、好氧区2、膜区3和设备间4四部分组成。

各区域之间设置在同一处理池中并通过隔板分隔。其中，缺氧区1和好氧区2切换区域由移动隔板8分隔，移动隔板8下部距设备底部200-300mm处开条形孔，便于缺氧区1与好氧区2污水的流通。好氧区2与膜区3之间通过隔板分隔，其隔板距设备顶部300～500mm设有开口，便于污水溢流至膜区3。膜区3与设备间4之间通过全密封隔板完全分隔，并通过管路将所述膜区3处理后的水输送至设备间4中的清水箱5。

或者，缺氧区1和好氧区2位于同一处理池中，而膜区3与设备间4则另外设置，缺氧区1和好氧区2仍然由移动隔板8分隔，好氧区2与膜区3通过额外设置的管路连通，设备间4可以与膜区3完全分开独立设置，也可以设置在一起并通过全密封隔板完全分隔，并通过管路将所述膜区3处理后的水输送至设备间4中的清水箱5。

移动隔板8可依据工艺运行条件调节隔板位置，以分割缺氧区1、好氧区2的实际有效容积，便于现场调试人员依据现场水质、运行状况与高效菌剂的实际所需的缺氧、好氧停留时间有效结合，使系统运行效果最佳。具体实现形式如附图2，主要组成部件分上下平行两组，包括隔板8、T型螺旋丝杆14、隔板8与螺旋丝杆14之间设有连接块15，固定螺母17、防水电机16传动。移动隔板8与连接块15焊接，螺旋丝14杆套接至连接块15内，并由固定螺母17固定在设备壁上，防水传动电机16与螺旋丝杆14另一端连接，当防水电机16传动时，螺旋丝杆14旋转运动推进移动隔板8前后运动。

污水通过进水管通至缺氧区1和好氧区2底部，防止短流。缺氧区1、好氧区2、膜区3底部设置曝气盘，由设备间内的鼓风机13分三条支路分别通空气至三个区域，并通过电动阀控制各区域曝气，起到搅拌充氧作用。高效菌种主要投加至缺氧区1和好氧区2进行培养、驯化，发挥同时去除有机物、氮、磷的作用。

污水经缺氧区1和好氧区2处理后通过隔板溢流方式进入膜区3，在膜区3对泥水进行膜的过滤分离，膜区放置膜组件，膜组件由膜片、膜架组成，膜片可采用中空纤维膜、平板膜等，膜孔径0.1～0.4um。污水通过膜过滤后从产水管路在设备间产水泵的作用下产水至清水桶5，清水桶5中的清水通过管道溢流至排放口，出水达标排放。

设备间设置加药系统、在线清洗系统、泵、鼓风机13、电控系统。

在线清洗系统包含清水箱5、反冲洗泵、次氯酸钠加药桶6。实现形式为：当膜组件堵塞，压力>30kpa时，次氯酸钠加药桶加药至清水箱内，产水泵关闭，产水泵对应电磁阀关闭。反洗泵电磁阀开启，反洗泵开启通过抽取清水箱内的配制药剂，通过原产水管道将药剂输送至膜片内，完成定期对在线清洗。

加药系统包含次氯酸钠加药桶6、除磷加药桶7和加药管路11。次氯酸钠加药桶6通过加药管路11添加至清水箱5中，既起到对设备产水的消毒作用，又起到完成对膜的在线清洗作用。除磷加药桶7配置铁盐、铝盐等药剂，通过加药管路11投加至缺氧区1和好氧区2，完成对磷的去除。

电控系统可实现设备的自动化运行，如风机、泵设置时间调节，调试人员根据需要可任意调节风机、泵的运行时间，方便现场调试。并且配备全生命周期监控系统，实现设备线上线下全方位运行监控。

上述一种高速路服务区高氨氮废水处理装置及方法的技术效果有以下几种：

(1)利用高效菌种驯化培养，针对性解决高速路服务区高氨氮、低碳氮比废水的治理，出水水质好，工艺稳定；

(2)设置可调节隔板，区别于传统工艺中必须独立设置的缺氧、好氧区。实现装置缺氧区与好氧区的切换，可依据菌种应用调试需要压缩缺氧区。

(3)节省能耗约30％。设置可调节缺氧区，无需增加搅拌器等动力搅拌设施，节省能耗，最大限度应用好氧区容积，并且投加高效菌种可在好氧区同时发生硝化反硝化作用，无需传统工艺中硝化反硝化作用所需的硝化液回流，无硝化液回流泵的使用，进一步节省能耗，降低泵的维护点。

(4)通过投加高效菌种，提高系统微生物量及污染物去除能力，缩短停留时间，减少池容，节约占地面积，提高一体化污水处理设备性价比。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种高速路服务区高氨氮废水处理装置，其特征在于，

包括顺次联通的化粪池、格栅池、调节池和一体化污水处理设备，所述一体化污水处理设备包括顺次联通的缺氧区(1)、好氧区(2)、膜区(3)和清水箱(5)，其中所述缺氧区(1)和好氧区(2)设置在同一个水池中，且二者之间使用移动隔板(8)进行分隔，所述移动隔板(8)在驱动装置的驱动下朝向所述缺氧区(1)或好氧区(2)移动，从而调节所述缺氧区(1)和好氧区(2)之间的相对容积。

2.根据权利要求1所述的一种高速路服务区高氨氮废水处理装置，其特征在于：所述驱动装置包括连接块(15)、固定螺母(17)、螺旋丝杆(14)和防水电机(16)，所述连接块(15)设置在所述移动隔板(8)位于所述好氧区(2)的一侧，所述固定螺母(17)固定在所述好氧区(2)的侧壁上并靠近所述连接块(15)，所述螺旋丝杆(14)一端可转动的设置在所述连接块(15)中，另一端与所述防水电机(16)传动连接，所述固定螺母(17)套设在所述螺旋丝杆(14)中部且与其螺纹连接，所述防水电机(16)驱动所述螺旋丝杆(14)转动，使得所述移动隔板(8)在所述螺旋丝杆(14)的带动下朝向所述缺氧区(1)或好氧区(2)移动。

3.根据权利要求2所述的一种高速路服务区高氨氮废水处理装置，其特征在于：所述一体化污水处理设备还包括设备间(4)，所述清水箱(5)设置在所述设备间，所述设备间还设有鼓风机(13)，所述缺氧区(1)、好氧区(2)、膜区(3)的底部分别设有第一曝气盘，第二曝气盘和第三曝气盘，所述鼓风机(13)通过送风管路(10)分别与所述第一曝气盘，第二曝气盘和第三曝气盘，且所述第一曝气盘，第二曝气盘和第三曝气盘上均设有阀门。

4.根据权利要求3所述的一种高速路服务区高氨氮废水处理装置，其特征在于：所述设备间(4)还设有加药系统，所述加药系统包括次氯酸钠加药桶(6)、除磷加药桶(7)、第一加药泵和第二加药泵，所述第一加药泵的进药口与所述次氯酸钠加药桶(6)连通，出药口与所述清水箱(5)连通，所述第二加药泵的进药口与所述除磷加药桶(7)连通，出药口与所述缺氧区(1)或好氧区(2)连通。

5.一种高速路服务区高氨氮废水处理方法，其特征在于：其采用权利要求1-4任一项所述的高速路服务区高氨氮废水处理装置实现，包括如下步骤：

将餐饮和厨房废水经隔油池收集处理后与其他废水依次经过所述化粪池、格栅池、调节池和一体化污水处理设备进行处理，其中在所述一体化污水处理设备中，所述废水依次通过所述缺氧区(1)、好氧区(2)、膜区(3)和清水箱(5)。

6.根据权利要求5所述的一种高速路服务区高氨氮废水处理方法，其特征在于：在所述好氧区(2)中投加微生物菌种，所述微生物菌种包括芽孢杆菌和/或不动杆菌，并对其进行驯化培养，所述驯化培养包括以下步骤：

1)向所述好氧区(2)内加入有效容积为50％的生活污水，并投加市政污水厂污泥浓缩池新鲜污泥，进行接种活性污泥闷曝气10h；至污泥浓度达到1000～2000mg/L，SV30为10～30％；

2)向所述好氧区(2)投加微生物菌种和葡萄糖，并曝气12小时以上进行活化；

3)所述好氧区(2)随后12小时废水流量逐步增大至额定流量并稳定运行，其污泥回流量为进水量的100％-200％。

7.根据权利要求6所述的一种高速路服务区高氨氮废水处理方法，其特征在于：所述好氧区(2)控制pH7.5-8.2。

8.根据权利要求6所述的一种高速路服务区高氨氮废水处理方法，其特征在于：所述微生物菌种与葡萄糖按照质量比为1:1-5的比例投加，所述微生物菌种投加量为所述好氧区(2)容积的50～500g/m³。