CN117003379A - 一种稳定的污水精准脱硝系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种稳定的污水精准脱硝系统,该系统主要是通过药剂混合系统X、反硝化反应系统T、药剂回收系统R和控制系统C进行污水脱硝，杜绝了碳源异养反硝化出水COD超标风险，也解决了颗粒状填料硫自养反硝化出水水质不可控和不稳定的问题。
Description
技术领域
本发明涉及环境工程领域，具体涉及到污水处理行业的一种污水精准脱硝系统以及与之配套的设备、药剂及运行与控制方式。
背景技术
城镇污水深度处理反硝化脱氮基本原理是给硝酸提供电子，污水中的硝态氮得到电子，价态降低转换为氮气逸出水体，实现污水脱氮。
常见的电子供体有甲醇、葡萄糖、乙酸钠等小分子有机物，易溶于水，在提供电子的同时，也增加了COD。这类反硝化系统围绕碳源的形态、投加方式等方面优化系统的运行管理，但是不能从根本上解决碳源电子供体反硝化存在的出水COD超标的风险。
现有技术中相关技术文献CN213707871U通过设置硝酸盐过程监控仪表，通过仪表反馈，来控制碳源的投加量，降低了出水COD超标风险。但并未彻底消除出水超标的风险。
CN110698005B涉及一种降低碳源消耗的反硝化滤池及其运行方法、CN111943354B涉及一种反硝化滤池系统碳源投加方法和系统；CN210656351U涉及一种固体释放碳源反硝化滤池；CN210193511U涉及一种反硝化滤池碳源投加装置；CN110698005B涉及竖向折流式固体碳源反硝化滤池，这些现有技术都是利用仪表监控或调整运行方式等降低出水COD超标风险，堪称行业典范。
针对传统电子供体易造成出水水质COD超标的特点，环境工程专家开发了异形系列“自养反硝化”工艺，利用硫、铁、氢等提供电子，这些物质不溶于水，杜绝了出水COD超标的风险。公开资料显示，铁、氢反硝化还停留在理论研究阶段。硫自养反硝化是目前已发现的效率最高的反硝化。目前的硫自养反硝化主要是以硫及其制品定形状为颗粒，采用过滤的方式，污水流经填料表面，填料表面的自养微生物利用硫对污水进行反硝化。填料有附着微生物和提供电子两个作用，由于填料在过滤过程中不断被消耗，因此这也造成了硫自养反硝化出水水质不可控和不稳定。
因此，传统的碳源异养反硝化和颗粒状填料硫自养反硝化已不能满足日益严苛的排放标准的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种稳定的污水精准脱硝系统，杜绝了碳源异养反硝化出水COD超标风险，也解决了颗粒状填料硫自养反硝化出水水质不可控和不稳定的问题。
本发明专利的上述技术问题是通过以下技术方案得以解决的：
一种稳定的污水精准脱硝系统包括：药剂混合系统X、反硝化反应系统T、药剂回收系统R和控制系统C。其中，污水通过药剂混合系统X进行污水与药剂混合，然后通过反硝化反应系统T进行脱硝处理，最后通过药剂回收系统R将药剂进行回收再返还给药剂混合系统X，控制系统C对这三个系统中的流量以及阀门和泵体进行电连接控制。
稳定的污水精准脱硝系统包括药剂混合系统X、反硝化反应系统T、药剂回收系统R和控制系统C，其中进水管1上设置管道静态混合器3，并在其进口端设置药剂投加管2形成药剂混合系统X；反硝化反应系统T包括设置在池体11内圆筒状的导流墙7和内置在导流墙7中的导流筒4，在导流筒4内置提升搅拌器5和反冲洗供气管，在导流墙7外壁设置有固液分离区8，该区域上设置有进入溢流堰10，在进入溢流堰10上沿设置有出水管12，导流墙7内所围成的区域行程反硝化区6，在池体11底部设置刮泥机9；药剂回收系统R包括从池体11底部联通的污泥管13，该管道连接旋流器给料泵14，旋流器给料泵14再与旋流器15连接，旋流器溢流管21连接再旋流器15上端同时器下端连接旋流器排泥管16，该管道再连接污泥缓冲罐17，缓冲罐17再与污泥缓冲罐排泥管18连接，排泥管18再与污泥循环泵19连接，最后，污泥循环泵19的出料端通过污泥循环管20将物料返还给药剂混合系统X的进料最初始端。
优选的，所述的药剂混合系统X采用管道静态混合器，向药剂混合系统X中投加药剂A。
优选的，所述的药剂A为粉末状硫磺的复合制剂。
优选的，所述的药剂A的基本特征是主要成分不溶于水，粒径不大于200μm，且不小于75μm。
优选的，所述的反硝化反应系统T包含：导流筒4，提升搅拌器5，反硝化区6，导流墙7，固液分离区8，刮泥机9、出水堰槽10和反应池池壁11组成。进水管1伸入导流筒4内部1m～2m。
优选的，所述的导流筒4、导流墙7和反应池池壁11为圆形结构，导流墙7的直径是导流筒4直径的7倍，反应池池壁11的直径是导流筒4的9.5倍。
优选的，所述的提升搅拌器5采用高效宽叶轮搅拌器，搅拌器外沿线速度不高于0.5m/s，搅拌器的直径是导流筒4直径的89%，能满足5倍回流。
优选的，所述的反硝化区6内悬挂生物填料，优选改性辫带式生物，直径40mm，比表面积6500㎡/m³。
优选的，所述的固液分离区8内安装斜管填料，优选内切圆直径50mm，斜长1555mm，高1460mm，安装角度70°的斜管填料。
优选的，所述的刮泥机9的主轴独立偏心安装在池子的一侧，其减速装置采用摆线针轮减速机和销齿传动两级减速。
优选的，所述的回收系统R包含水泵14，旋流器15，缓冲罐17和水泵19。
优选的，所述的水泵14和水泵19为容积式水泵或低转速离心泵。
优选的，所述的旋流器15能分离来自药剂A，粒径200μm的颗粒。
优选的，所述的控制系统C含有进水硝态氮在线监测仪表23，出水硝态氮在线监测仪表24。
优选的，所述的控制系统C中含有污泥界面仪22，通过污泥界面仪控制水泵14启停，维持反应池内污泥深度高于2.0m，保证提升搅拌器5提升液体中污泥的含量。
优选的，所述的控制系统C中缓冲罐17，控制及保护泵19。
本发明实施例的有益效果是：
1.不需要投加有机碳源，彻底消除了出水中有机物超标的风险。
2.采用粉末状态悬浮硫作为电子供体，不需要复杂的布水系统、反冲洗系统和驱气系统，构造简单，操作方便。
3.采用旋流器分离未反应的药剂，并回流循环使用，降低药剂损失量。
4.药剂精准投加，避免了颗粒状填料滤池需要定期补充滤料，出水水质不可控的风险。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例的示意图。
1-进水管；2-药剂投加管；3-管道静态混合器；4-导流筒；5-提升搅拌器；6-反硝化区；7-导流墙；8-固液分离区；9-刮泥机；10-进入溢流堰；11-池体；12-出水管；13-污泥管；14-旋流器给料泵；15-旋流器；16-旋流器排泥管；17-污泥缓冲罐；18-污泥缓冲罐排泥管；19-污泥循环泵；20-污泥循环管；21-旋流器溢流管；22-污泥界面仪表；23-进水硝态氮检测仪；24-出水硝态氮检测仪。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
具体实施例1
参见图1，一种稳定的污水精准脱硝系统包括：药剂混合系统X、反硝化反应系统T、药剂回收系统R和控制系统C。其中，污水通过药剂混合系统X进行污水与药剂混合，然后通过反硝化反应系统T进行脱硝处理，最后通过药剂回收系统R将药剂进行回收再返还给药剂混合系统X，控制系统C对这三个系统中的流量以及阀门和泵体进行电连接控制。
稳定的污水精准脱硝系统包括药剂混合系统X、反硝化反应系统T、药剂回收系统R和控制系统C，其中进水管1上设置管道静态混合器3，并在其进口端设置药剂投加管2形成药剂混合系统X；反硝化反应系统T包括设置在池体11内圆筒状的导流墙7和内置在导流墙7中的导流筒4，在导流筒4内置提升搅拌器5和反冲洗供气管（图中未示出），在导流墙7外壁设置有固液分离区8，该区域上设置有进入溢流堰10，在进入溢流堰10上沿设置有出水管12，导流墙7内所围成的区域行程反硝化区6，在池体11底部设置刮泥机9；药剂回收系统R包括从池体11底部联通的污泥管13，该管道连接旋流器给料泵14，旋流器给料泵14再与旋流器15连接，旋流器溢流管21连接再旋流器15上端同时器下端连接旋流器排泥管16，该管道再连接污泥缓冲罐17，缓冲罐17再与污泥缓冲罐排泥管18连接，排泥管18再与污泥循环泵19连接，最后，污泥循环泵19的出料端通过污泥循环管20将物料返还给药剂混合系统X的进料最初始端。
具体实施例2
该实施例与具体实施例不同之处在于，药剂混合系统X采用管道静态混合器，向药剂混合系统X中投加药剂A。
药剂A可以是粉末状硫磺的复合制剂。
药剂A的基本特征是主要成分不溶于水，粒径不大于200μm，且不小于75μm。
具体实施例3
该实施例与实施例1不同之处在于反硝化反应系统T中进水管1伸入导流筒4内部1m～2m。
导流筒4、导流墙7和反应池池壁11为圆筒结构，导流墙7的直径是导流筒4直径的7倍，反应池池壁11的直径是导流筒4的9.5倍。
具体实施例4
该实施例与实施例1不同之处在于提升搅拌器5采用高效宽叶轮搅拌器，搅拌器外沿线速度不高于0.5m/s，搅拌器的直径是导流筒4直径的89%，能满足5倍回流。
具体实施例5
该实施例与实施例1-4不同在于反硝化区6内悬挂生物填料，优选改性辫带式生物，直径40mm，比表面积6500㎡/m³。
优选的，所述的固液分离区8内安装斜管填料，优选内切圆直径50mm，斜长1555mm，高1460mm，安装角度70°的斜管填料。
具体实施例6
该实施例与实施例1不同在于刮泥机9的主轴独立偏心安装在池子的一侧，其减速装置采用摆线针轮减速机和销齿传动两级减速。
具体实施例7
该实施例与具体实施1不同之处在于水泵14和水泵19为容积式水泵或低转速离心泵。
具体实施例8
该实施例不同于实施例1在于旋流器15能分离来自药剂A，粒径200μm的颗粒。
具体实施例9
该具体实施例不同于实施例1-8在于进水管1的端口、出水管12的端口和污泥缓冲罐17上、进入溢流堰10上、分别设置有进水硝态氮检测仪23、出水硝态氮检测仪24、污泥界面仪表22，形成控制系统C。
控制系统C中含有污泥界面仪22，通过污泥界面仪控制水泵14启停，维持反应池内污泥深度高于2.0m，保证提升搅拌器5提升液体中污泥的含量。
控制系统C中缓冲罐17，控制及保护泵19。
工作原理如下：
首先是药剂混合阶段。通过药剂混合系统X实现，具体是污水水流沿着进水管1流向导流筒4，两者中间安装管道混合器3，药剂A投加在管道混合器3的起始端。
其次是反硝化反应阶段。通过反硝化反应系统T实现，具体是污水进入导流筒4后，通过提升搅拌器5后，往上流动，在导流筒顶端由中心往四周散开，进入反硝化区6，往下流动。通过反硝化区6之后，到高密度的颗粒下沉到底部，并在提升搅拌器5的作用下循环。低密度颗粒和污水通过固液分离区8，固体颗粒在固液分离区8分离，下滑，落入下部污泥，堆积到一定的高度。
最后是药剂回收阶段。通过药剂回收系统R实现，具体是开启水泵14，大颗粒、高密度的药剂A在药剂回收系统R的作用下，回流至进水管1，低密度小颗粒的污泥通过旋流器15的顶端溢流管21排放；水在固液分离区8由下往上，进入溢流堰10，通过出水管12排放。将分离出来的药剂A在管道混合器3之前与进水混合后进去管道混合器。
该系统的硝态氮去除量与药剂投加量之间是线性关系，在实际运行过程中可设定目标水质，通过进口硝态氮在线监测仪表23监测的浓度值和目标值之间的差值来调整加药量。出水硝态氮在线监测仪表24监测的浓度作为参考，同时起到预警作用。
其中控制系统C分别与污泥界面仪表22、进水硝态氮检测仪23、出水硝态氮检测仪24连接并且对其数据进行监控和记录，以及控制其阀门和泵。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)
1.一种稳定的污水精准脱硝系统，其特征在于其包括：药剂混合系统X、反硝化反应系统T、药剂回收系统R和控制系统C，其中进水管（1）上设置管道静态混合器（3），并在其进口端设置药剂投加管(2)形成药剂混合系统X；反硝化反应系统T包括设置在池体(11)内圆筒状的导流墙(7)和内置在导流墙(7)中的导流筒(4)，在导流筒(4)内置提升搅拌器(5)和反冲洗供气管，在导流墙(7)外壁设置有固液分离区(8)，该区域上设置有进入溢流堰(10)，在进入溢流堰(10)上沿设置有出水管(12)，导流墙(7)内所围成的区域行程反硝化区(6)，在池体(11)底部设置刮泥机(9)；药剂回收系统R包括从池体(11)底部联通的污泥管(13)，该管道连接旋流器给料泵(14)，旋流器给料泵(14)再与旋流器(15)连接，旋流器溢流管(21)连接再旋流器(15)上端同时器下端连接旋流器排泥管(16)，该管道再连接污泥缓冲罐(17)，缓冲罐(17)再与污泥缓冲罐排泥管(18)连接，排泥管(18)再与污泥循环泵(19)连接，最后，污泥循环泵(19)的出料端通过污泥循环管(20)将物料返还给药剂混合系统X的进料最初始端。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述进水管1的端口、出水管(12)的端口和污泥缓冲罐(17)上、进入溢流堰(10)上、分别设置有进水硝态氮检测仪(23)、出水硝态氮检测仪(24)、污泥界面仪表(22)，形成所述控制系统C。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述药剂混合系统X采用管道静态混合器，向药剂混合系统X中投加药剂A，药剂A可以是粉末状硫磺的复合制剂，药剂A的基本特征是主要成分不溶于水，粒径不大于200μm，且不小于75μm。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的反硝化反应系统T中进水管(1)伸入导流筒(4)内部1m～2m；导流筒(4)、导流墙(7)和反应池池壁为圆筒结构，导流墙(7)的直径是导流筒(4)直径的7倍，反应池池壁的直径是导流筒(4)的9.5倍。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的提升搅拌器(5)采用高效宽叶轮搅拌器，搅拌器外沿线速度不高于0.5m/s，搅拌器的直径是导流筒(4)直径的89%，能满足5倍回流。
6.根据权利要求1、3-5任一所述的系统，其特征在于：所述的反硝化区(6)内悬挂生物填料，为改性辫带式生物，直径40mm，比表面积6500㎡/m³，所述的固液分离区(8)内安装斜管填料，内切圆直径50mm，斜长1555mm，高1460mm，安装角度70°的斜管填料。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的刮泥机(9)的主轴独立偏心安装在池子的一侧，其减速装置采用摆线针轮减速机和销齿传动两级减速。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的旋流器给料泵(14)和污泥循环泵(19)为容积式水泵或低转速离心泵。
9.根据权利要求1、3-8任一所述的系统，其特征在于：进水管(1)的端口、出水管(12)的端口和污泥缓冲罐(17)上、进入溢流堰(10)上、分别设置有进水硝态氮检测仪(23)、出水硝态氮检测仪(24)、污泥界面仪表(22)，形成控制系统C；所述的控制系统C中含有污泥界面仪(22)，通过污泥界面仪控制水泵(14)启停，维持反应池内污泥深度高于2.0m，保证提升搅拌器(5)提升液体中污泥的含量，控制系统C中缓冲罐(17)，控制及保护旋流器给料泵(14)和污泥循环泵(19)。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的旋流器(15)能分离来自药剂A，粒径200μm的颗粒。
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