CN202148224U - 氨氮废水处理装置和废水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种氨氮废水处理装置和废水处理系统。其中，氨氮废水处理装置包括废水处理塔、包含在所述废水处理塔中的第一过滤层和其下方的第二过滤层，分别包含第一过滤剂层和第二过滤剂层；与废水处理塔相连的废水进口管和出口管以及反洗液进口管和反洗液出口管；以及位于所述废水出口管上的浓度检测装置，该浓度检测装置的检测浓度高于预定值时，指示开启和关闭相应阀门，启动反洗。通过上述氨氮废水处理装置和废水处理系统，能提升过滤效果，减小处理装置和系统的占地面积，并对多层过滤层可实现分段反洗。尤其对同时含有机物和氨氮的废水，在有效过滤有机物的同时，提高氨氮废水的处理效率。

Description

氨氮废水处理装置和废水处理系统

技术领域

本实用新型涉及水处理领域，尤其涉及氨氮废水处理装置和废水处理系统。 

背景技术

随着我国工业的不断发展，炼焦、化肥、化工、养殖、屠宰等企业都会产生大量的废水，比如有腐蚀性的生产污水、氨氮废水等。比如高氨氮废水不经处理直接排入水体，不仅会成为水体富营养化直接诱因，造成水体黑臭，而且将增加水处理的难度和成本，甚至对人群及生物产生毒害作用。在各个国家的环境质量指标中，氨氮排放总量即为其中之一，可见氨氮废水对环境的影响不容小觑。并且，许多工业废水中，除了氨氮浓度高之外，也常含有许多有机物，如油类和悬浮物质(比如油污废水)。 

目前，对上述废水的处理主要基于以下两种方式：一是化学法。典型的工艺是MAP法、甲醛氧化法，主要工艺流程为：除油池+悬浮物沉降池+加药系统。二是物理+化学+生化法。首先对含氨氮废水加碱进行pH值调节，然后进行蒸发和吹脱，最后进行生化处理，主要工艺流程采用为：除油池+悬浮物沉降池+加药系统+蒸氨系统+生化池+曝气系统。 

为了实现达到国家废水排放标准，以上两种方法对废水的处理存在占地面积大，投入成本和运行成本高等问题，且操作程序复杂。如果不采用上述方法，又难以实现废水排放标准规定的除油污率、悬浮物去除率和氨氮去除率等。 

实用新型内容

为了满足废水处理中的去除率并缩小设备占地面积，本实用新型提供了一种氨氮废水处理装置和废水处理系统。其中，氨氮废水处理装置包括： 

废水处理塔； 

包含在所述废水处理塔中的第一过滤层和第二过滤层；所述第一过滤层包含第一过滤剂层；所述第二过滤层包含第二过滤剂层； 

与废水处理塔顶部相连的废水进口管和与所述废水处理塔的底部相连的废水出口管； 

与所述废水处理塔相连的反洗液进口管和反洗液出口管；以及 

位于所述废水出口管上的浓度检测装置； 

其中，所述第一过滤层位于所述第二过滤层上方，所述反洗液出口管与所述废水处理塔的顶部相连；所述反洗液进口管分别与所述第一过滤层和第二过滤层相连通；所述反洗液进口管、反洗液出口管、废水进口管、废水出口管与所述废水处理塔之间分别有反洗液进口阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门；所述浓度检测装置检测到待测浓度满足预定条件时，指示开启所述反洗液进口阀门和第二阀门，关闭所述第三阀门和第四阀门。 

更优的，所述第二过滤层进一步包括位于第二过滤剂层上方的第二布水料层。 

进一步的，所述氨氮废水处理装置进一步包括分液管，所述反洗液进口管与所述分液管相连，在所述分液管上分布多个分液孔，所述分液孔朝向反洗液出口方向； 

所述反洗液进口管与所述第一过滤层相连通为，所述反洗液进口管通过分液管，与第一过滤层相连通；所述分液管位于第一过滤层下部或位于所述第二布水料层中。 

更进一步的，所述第一过滤层为，用于过滤油污和/或悬浮物的过滤层，所述第一过滤剂层为吸附剂；所述第二过滤层为用于过滤离子的过滤层；所述第二过滤剂层为离子交换剂； 

所述反洗液进口管与所述第一过滤层之间设置有第五阀门；所述反洗液进口管与所述第二过滤层之间设置有第六阀门； 

所述浓度检测装置检测到待测浓度满足预定条件为所述离子浓度高于预定值时，指示开启的所述反洗液进口阀门包含所述第六阀门。 

更进一步的，所述氨氮废水处理装置进一步包含： 

用于过滤铵离子的第三过滤层，位于废水处理塔内并处于第二过滤层下方，包括第三布水料层和位于第三布水料层下方的第三过滤剂层；所述第三过滤剂层为离子交换剂； 

所述第二过滤层为用于过滤金属离子的过滤层； 

反洗液进口管与所述第三过滤层之间设置有第七阀门；所述浓度检测装置检测到待测浓度满足预定条件为所述铵离子浓度高于预定值时，指示开启的所述反洗液进口阀门包含所述第七阀门。 

更进一步的，所述的氨氮废水处理装置进一步包括：测量第一过滤层顶部与底部之间压力差的第一压力测量仪，当所述第一压力测量仪测量结果超过第一预定值时，指示开启所述第二阀门和第五阀门，关闭所述第三阀门和第四阀门。 

更进一步的，所述的氨氮废水处理装置进一步包括测量第二过滤层顶部与底部之间压力差的第二压力测量仪，当所述第二压力测量仪测量结果超过第二预定值时，指示开启所述第二阀门和第六阀门，关闭所述第三阀门和第四阀门。 

本实用新型提供的废水处理系统包含废水处理装置和废水处理控制装置；所述废水处理装置包含： 

废水处理塔； 

包含在所述废水处理塔中的第一过滤层和第二过滤层；所述第一过滤层包含第一过滤剂层；所述第二过滤层包含第二过滤剂层； 

与废水处理塔顶部相连的废水进口管和与所述废水处理塔的底部相连的废水出口管； 

与所述废水处理塔相连的反洗液进口管和反洗液出口管；以及 

位于所述废水出口管上的浓度检测装置； 

其中，所述第一过滤层位于所述第二过滤层上方，所述反洗液出口管与所述废水处理塔的顶部相连；所述反洗液进口管分别与所述第一过滤层和第二过滤层相连通；所述反洗液进口管、反洗液出口管、废水进口管、废水出口管与所述废水处理塔之间分别有反洗液进口阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门； 

所述废水处理控制装置包含：阀门开关控制器，用于当所述浓度检测装置检测到的待测浓度满足预定条件时，指示开启所述反洗液进口阀门和第二阀 门，关闭所述第三阀门和第四阀门。 

进一步的，所述第一过滤层为用于过滤油污和/或悬浮物的过滤层；所述第一过滤层中的第一过滤剂层为吸附剂； 

第二过滤层为用于过滤离子的过滤层；所述第二过滤剂层为离子交换剂； 

所述第一过滤层、第二过滤层与反洗液进口管之间分别设有的第五阀门和第六阀门； 

所述浓度检测装置检测到待测浓度满足的预定条件为所述离子浓度高于预定值时，所述阀门开关控制器指示开启的所述反洗液进口阀门包含所述第六阀门。 

更进一步的，所述废水处理塔进一步包含用于过滤铵离子的第三过滤层，包含第三布水料层以及在所述布水料层下方的第三过滤剂层；所述第三过滤剂层为交换剂； 

所述第三过滤层与反洗液进口管之间设有第七阀门； 

所述浓度检测装置检测到待测浓度满足的预定条件为所述铵离子浓度高于预定值时，所述阀门开关控制器指示开启的所述反洗液进口阀门包含所述第七阀门。 

更进一步的，所述废水处理装置进一步包括：测量第一过滤层顶部与底部之间压力差的第一压力测量仪； 

所述阀门开关控制器进一步为，当所述第一压力测量仪测量结果超过第一预定值时，控制开启所述第二阀门和所述第五阀门，关闭所述第三阀门和所述第四阀门的开关控制器。 

更进一步的，所述第二过滤层包括位于所述第二过滤剂层上方的第二布水料层； 

所述废水处理装置进一步包括分液管，所述反洗液进口管与所述分液管相连，在所述分液管上分布多个分液孔，所述分液孔朝向反洗液出口方向； 

所述反洗液进口管与所述第一过滤层相连通为，所述反洗液进口管通过分液管与所述第一过滤层相连通；所述分液管位于第一过滤层下部或位于所述第二布水料层中。 

本实用新型提供的氨氮废水处理装置和废水处理系统，主要采用物理+化学法，当包含有机物的氨氮废水需要处理时，将除油、悬浮物、氨氮浓缩到一个装置中进行，大大减少了占地面积，提升了油污和悬浮物的吸附效果，使油污和悬浮物尽量少的影响到铵离子的去除，从而提升了氨氮去除率，并能实现分段反洗。通过废水处理系统中阀门开关控制器，自动控制废水处理装置中各阀门的开关，简化了操作。 

附图说明

图1为本实用新型氨氮废水处理装置一实施例的示意图。 

图2为图1侧剖面的部分示意图。 

图3为图2横向剖面的俯视图。 

图4为本实用新型氨氮废水处理装置一实施例的示意图。 

图5为本实用新型氨氮废水处理装置一实施例的示意图。 

具体实施方式

本实用新型提供了一种氨氮废水处理装置，包括： 

废水处理塔； 

包含在所述废水处理塔中的第一过滤层和第二过滤层；所述第一过滤层包含第一过滤剂层；所述第二过滤层包含第二过滤剂层； 

与废水处理塔顶部相连的废水进口管和与所述废水处理塔的底部相连的废水出口管； 

与所述废水处理塔相连的反洗液进口管和反洗液出口管；以及 

位于所述废水出口管上的浓度检测装置； 

其中，所述第一过滤层位于所述第二过滤层上方，所述反洗液出口管与所述废水处理塔的顶部相连；所述反洗液进口管分别与所述第一过滤层和第二过滤层相连通；所述反洗液进口管、反洗液出口管、废水进口管、废水出口管与所述废水处理塔之间分别有反洗液进口阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门；所述浓度检测装置检测到待测浓度满足预定条件时，指示开启所述反洗液进口阀门和第二阀门，关闭所述第三阀门和第四阀门。 

为使本实用新型的内容更加清楚，下面对具体实施例做进一步阐述。 

如图1所示，在废水处理塔的顶部有废水进口和反洗液出口，废水进口管上有阀门V-3，反洗液出口管上有阀门V-2。废水处理塔的底部有废水出口，废水出口管上有阀门V-4和浓度检测表A1。处理塔中的过滤层包含第一过滤层，由含布水料层1和它下方的过滤剂层2组成；处理塔中的第一过滤层下方还设置第二过滤层，由布水料层1’和它下方的过滤剂层2’组成。其中，布水料层的主要作用是布水以及承托，同时将过滤剂层分开，便于维护过程中过滤剂的更换。所以，位于处理塔顶层的布水料层1可以省略，而位于过滤剂层2和过滤剂层2’之间的布水料层1’为推荐的较优方案。 

反洗液的进口设置在处理塔的底部，反洗液进口管上有阀门V-1。浓度检测表A1意在检测废水经处理塔处理后所含需检测物质的浓度，如果浓度超标(可能是浓度过高也可能是过低)，则表示过滤层的过滤状态接近饱和从而需要进行反洗。反洗时将废水的进、出口阀门V-3、V-4关闭，打开反洗液的进、出口阀门V-1、V-2。反洗的时间可根据A1检测结果进行设置。 

图2展示了图1所示处理塔侧剖视图的部分，过滤剂层2’中充满了过滤剂，布水料层1’里为纤维球，具有很好的布水性和承托性。反洗液进口位置在过滤剂层2’下方，反洗液进口管5与分液管中部相连，在分液管上有多个分液孔4，分液孔朝上，使得反洗液更容易经过过滤剂层2’和布水料层1’，以及过滤剂层2，最后从反洗液出口排出(即与废水处理的方向相反)。图3是图2的横截面的俯视图，两根呈“十”字形交叉的分液管3的中部，与反洗液进口管相连。在过滤剂层足够厚的情况下，分液管的此种排布虽简单，但已然可达到不错的效果。当然若忽略分液管的排布成本，也可设置更多的分液管和分液孔，使得反洗液更均匀的分布在过滤剂中，提高反洗效率。 

两层或更多层结构的过滤层，可实现不同废水成分的多层处理，比如对于含有金属离子的工业废水，将上述实施例的其中一层过滤剂层主要组成设为阳离子交换剂，比如沸石、离子交换树脂等。对于氨氮废水，上述实施例中其中一层过滤剂层主要组成为阳离子交换剂，无机的如天然或人造沸石、磷酸锆，有机的如磺化煤、离子交换树脂等。 

因不同废水(乃至同一工厂不同车间排出的废水)中含有的各种需去除物 质的浓度各异，比如废水中同时含有油污及悬浮物和金属阳离子，因满足废水排放指标的各物质浓度不同，在油污过滤层需要反洗时，可能金属离子过滤层还未到需反洗的饱和度，所以更优的废水处理装置能够进行多层过滤层的分段反洗。为了实现分段反洗，除了在图1所示的处理塔底部设置反洗液入口外，在处理塔底层过滤层之外的其他过滤层(比如第一过滤层)，也设置反洗液进口与之连通。针对上述分液模式，在布水层1’处设置第一过滤层的分液管(与这个分液管相连的反洗液进口可位于布水层1’侧面甚至过滤剂层2’侧面)，或者在过滤剂层2的底部或下半部设置第一过滤层的分液管。在布水层1’处设置第一过滤层的分液管的方案更优，因为从这个反洗液进口进入的反洗液，会经过整个过滤剂层2(如果有布水料层1，则还包括布水料层1)到达处理塔顶部，实现了对第一过滤层的彻底反洗。并且因为过滤剂层1的过滤剂分子较小，容易堵塞分液孔。此时如果使用防堵分液孔，则可使用设置在过滤剂层2的底部或下半部(最好是底部)的分液管(如图2所示)。 

对于含高浓度有机物的废水，比如含有油类物质和悬浮物，上述实施例中第一过滤剂层主要组成为吸附剂，比如活性炭、沸石或分子筛、硅胶、具有大量网眼的树脂、聚氨酯等。对于这类废水的处理，除了用检测表A1检测油类或悬浮物分子浓度外，也可以利用过滤层的上下压差来判定是否需要反洗，如图4所示。在图4中，在布水料层1上表面和过滤剂层2下表面之间设置压力表P1。当油类物质和悬浮物积聚严重时(即过滤剂层的吸附剂已接近吸收饱和)，P1检测段的液压值会上升至一个相当的水平，此时需要通过反洗去除积聚其中的油类物质和悬浮物。此时将废水的进、出口阀门V-3、V-4关闭，打开反洗液的进、出口阀门V-1、V-2。反洗的时间可根据P1压力值大小进行设置。 

而第二过滤剂层可以处理工业生产中同时产生的高浓度氨氮或高金属离子(硬水)的污水。比如废水中既有油类物质、悬浮物，又有金属离子如钙离子(Ca²⁺)、镁离子(Mg²⁺)或铵离子(NH₄ ⁺)等时，第二过滤层用于过滤金属离子或铵离子，其中的第二过滤剂层主要组成为离子交换剂。之所以将油类和/或悬浮物的过滤层放在上部(即第一过滤层)，是因油类物质的比重小于水，便于吸附剂对油类物质的吸附，并且即使一部分油类物质渗至下层，一定流速 下也会向上游动从而被吸附剂所吸附。而废水经过吸附剂，其中绝大部分的悬浮物也能停留在这一层，从而不会影响下一过滤层的离子交换过程。对于含有油类物质和/或悬浮物以及其他成分的废水，都可采取此类方式进行一体化处理。 

同时含有高浓度有机物和高浓度氨氮的污水的污染程度非常可观。比如对于年产酒精量为1.5万吨的企业所排放的污水，可相当于一座30万人口生活污水的污染量。本实用新型提供的一体化废水处理装置，通过调节进水和反洗顺序，对废水中的油类物质、悬浮物、金属离子、铵离子(去除铵离子是降低氨氮浓度的主要方法)等进行有效的去除，能大大减少废水的污染程度，以及对环境的不良影响。 

为了实现不同过滤层的分段反洗，在与第一过滤层连通的反洗液进口处，(使二者连通的分液管道较优位置，设置在第二过滤层中的布水料层1’中)由阀门控制反洗液的输入。在第二过滤层的下方位置设置与第二过滤层连通的反洗液进口，由阀门控制反洗液的输入；或者这个反洗液进口直接设置在处理塔底部。分段反洗时仅打开该段反洗液进口管上的阀门以及反洗液出口管的阀门，进行分段反洗。 

另一种反洗液分液管的排布为，分别在不同过滤剂层的下层过滤层的布水料层(最底一层可增设布水料层，或只要使分液孔不直接接触过滤剂层)中设置分液管，再在处理塔的底部设置单独的反洗液进口(或分液管)，当全部反洗时，可仅打开处理塔底部的反洗液进口管上的阀门，或者同时打开其他所有反洗液进口管上的阀门，后者的反洗效率更高。 

对于含有油类物质、悬浮物，又有金属离子和铵离子的废水，在处理塔内设置三层过滤层。上层过滤层用于过滤油污和/或悬浮物，中层过滤层用于过滤金属离子，下层过滤层用于过滤铵离子，即使用离子交换剂对铵离子进行去除。一个实施例的废水处理装置示意图如图5所示，上层过滤层包括布水料层1和过滤剂层2，中层过滤层包括布水料层1’和过滤剂层2’，下层过滤层包括布水料层1”和过滤剂层2”。上、中、下三个过滤剂层中分别有吸附剂R1、交换剂R2和交换剂R3。在三个过滤剂层的下方分别设有反洗液进口管，分别由阀门V-5、V-6、V-7来控制反洗液进入处理塔的时机。在布水料层1上表面和 过滤剂层2下表面之间有压力表P1(图中未画出)。当P1值超过预定值时，指示开始上层过滤层的反洗。 

因一小部分悬浮物可能进入中层过滤层，尤其当上层过滤层吸附剂接近饱和时，会有部分的油类物质被中层过滤层(比如被布水料层2’吸附)截获，而顺着废水流动的方向，悬浮物质和油类物质有可能逐渐跨过中层过滤层而进入下层过滤层，影响下层过滤层对氨氮废水的交换处理。所以更优的方案中，在布水料层1’上表面和过滤剂层2’下表面之间设置压力表P2，用来检测中层过滤层的悬浮物和油类物质(原理同上层过滤层)的沉积。P2的阀值一般小于P1的阀值，意在使油类物质和悬浮物尽量不影响中层过滤层的离子交换，也尽量不扩散至下层过滤层。 

设置在废水出口处的浓度检测表A1，在安置了压力表P1的情况下，其基本作用是检测离子浓度。当废水出口处的金属离子浓度超标时，则指示为反洗开始，或者当废水出口处铵离子浓度超标时，则指示为反洗开始。如果废水出口处的金属离子和铵离子浓度都已超标，且P1值也超过预定值时，指示进入全面反洗。此时可只打开V-1；或者再同时打开V-5、V-6、V-7。更优的，不同过滤层的反洗液也可以不同，交换剂使用后的交换性会逐渐消失，使用不同的反洗液，使得中层和下层过滤剂层的交换剂的交换性再生，即通过V-5、V-6、V-7输入不同的反洗液，此时三个阀门会通向不同的反洗液罐。另一种方案是，省略V-1或者省略V-7，全面反洗时，V-1和V-7也可相互替代，主要视各层的反洗液是否不同而定。 

下面就图5所示实施例，具体描述废水的处理过程。 

1、过滤阶段 

打开V-3，废水从废水处理塔的顶端进入，先后通过吸附剂R1、交换剂R2、交换剂R3后，从V-4流出。流量的大小由V-4控制调节。 

根据废水中铵离子的浓度(氨氮浓度)，调节V-4，使废水在R3内的停留时间发生变化。氨氮浓度越高，V-4的开度相对越小，废水在R3内停留时间越长；氨氮浓度越低，V-4的开度相对越大，废水在R3内内停留时间越短。简而言之，当主要目的为去除废水中的铵离子时，V-4开度的大小，取决于废水氨氮浓度的大小。 

2、进入反洗阶段 

当A1检测的废水出口处氨氮浓度超过预定值(比如超过污水处理后的水质量标准)时，表明R3段交换剂基本失效，需要进行反洗以再生交换性，此时关闭V-3、V-4、V-6和V-5，打开V-2、V-7，进入反洗阶段。 

当A1检测的废水出口处金属离子浓度超过预定值时，表明R2段交换剂基本失效，需要进行反洗以再生交换性，此时关闭V-3、V-4、V-5和V7，打开V-2、V-6，进入反洗阶段。 

当分段压差P1高于设定值时，表明R1段油类物质和悬浮物积聚严重，需要进行反洗以去除，此时关闭V-3、V-4、V-6和V7，打开V-2、V-5，进入反洗阶段。 

当分段压差P2超过设定值时，表明R2段和/或布水料层2’油类物质和悬浮物积聚达一定程度，关闭V-3、V-4和V7，打开V-6和V-2，进入反洗阶段。此时也可同时打开V5，将中层过滤层中的油类物质和悬浮物反洗出处理塔，阻止其积聚在R1中。 

上述进入各种反洗阶段时，V-1(当安置了V-1时)可以关闭，或随打开的分段反洗液输入阀门而打开。即比如V-5打开时，同时打开V-1。 

3、反洗阶段 

在分段反洗过程中，反洗时间取决于被反洗物质在R1、R2或R3内的残留量(交换剂中的金属离子或铵离子被洗除，即恢复了其交换性)。理论上，残留量越小越好，但考虑如此下来耗时过长、能耗过高，并非经济上最可取的方案，因此，残留量以不影响正常吸附为反洗的结束时间。反洗的结束时间，可由启动反洗的离子浓度和/或压力值来确定(人工或自动调节)。 

就上述实施例的处理效果进行测试的一个实例如下。 

测试例中废水处理装置的处理能力为12t/h，在废水进口管上安装了一台电磁流量计进行流量计量，并安装了一台浓度检测表A2。进水水质情况为：氨氮含量500～4000mg/l，悬浮物含量15～50mg/l，油污含量40～120mg/l，总硬度350～450mg/l。 

处理塔的结构尺寸为：直径1400mm，总高度3450mm，材质为玻璃钢。 

废水进出管道的公称直径为40mm，反洗液进出管道公称直径为50mm。 

滤料装填量分别为：R1：1000kg；R2：500kg；R3：2000kg。 

在过滤阶段，打开V-3，调节V-4，观察流量计，使流量计显示在10m³/h。小流量连续取A2(废水进口)处水样，小流量连续取A1(废水出口)处水样。每两小时分析一次。 

当A1、P1、P2高于设定值时，进入反洗程序。在反洗阶段，分段反洗的各段反洗液不同，V-5、V-6、V-7分别对接不同的反洗液容器，反洗液出口回流反洗液进入上述不同的反洗液容器，并在间隔时间段内循环和补充反洗液。 

运行结果为： 

分时过滤率：Q_i＝[(A1_i)/(A02_i)]*100％＝97.3～99.4％ 

总的过滤率：∑Q_i＝[(∑A1_i)/∑(A2_i)]*100％＝98.2％ 

过滤总容量：W＝∑{[(A2_i)-(A1_i)]}*T＝217kg(NH₃) 

其中，T为过滤阶段时间。 

废水出口处：NH₃-N小于15mg/l，达到我国国家一级排放标准，其运行成本远低于同等水质条件下的处理成本。 

下表(表1)为某钢铁公司使用本实用新型对产生的焦化废水处理前后检测指标对比，从表中可见，处理后的NH₃-N(氨氮浓度)、CODcr(化学耗氧量)、油类物质、SS(suspended solid或suspended substance，悬浮物)等各种组分的浓度较原水大大减少，符合国家废水排放的标准。 

表1 

本实用新型还提供了一种废水处理系统，包括废水处理装置和废水处理控制装置。废水处理装置包含： 

废水处理塔； 

包含在所述废水处理塔中的第一过滤层和第二过滤层；所述第一过滤层包含第一过滤剂层；所述第二过滤层包含第二过滤剂层； 

与废水处理塔顶部相连的废水进口管和与所述废水处理塔的底部相连的废水出口管； 

与所述废水处理塔相连的反洗液进口管和反洗液出口管；以及 

位于所述废水出口管上的浓度检测装置； 

其中，所述第一过滤层位于所述第二过滤层上方，所述反洗液出口管与所述废水处理塔的顶部相连；所述反洗液进口管分别与所述第一过滤层和第二过滤层相连通；所述反洗液进口管、反洗液出口管、废水进口管、废水出口管与所述废水处理塔之间分别有反洗液进口阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门； 

所述废水处理控制装置包含：阀门开关控制器，用于当所述浓度检测装置检测到的待测浓度满足预定条件时，指示开启所述反洗液进口阀门和第二阀门，关闭所述第三阀门和第四阀门。 

上述阀门开关控制器，由可编程控制器(PLC)构成，可设置为接收到不同的检测值时如何控制阀门的开启和关闭，以及开启和关闭的间隔时间。比如可使用西门子S-200PLC型控制系统。 

废水处理塔包含第一过滤层和第二过滤层的实施例已如前所述，可实现高有机物和高氨氮废水的一体化处理，以及分段反洗，配合阀门开关控制器，接收压力表和/或浓度检测表的检测数据后，能实现各阀门的自动开启和关闭，下面仅就 

在废水处理塔中包含自上至下的三个过滤层的废水处理系统举例说明。 

对照图5中的废水处理塔，处理塔包含： 

第一过滤层，用于过滤油污和/或悬浮物；所述第一过滤层中的第一过滤剂层2主要组成为吸附剂R1； 

第二过滤层，用于过滤金属离子；所述第二过滤层中的第二过滤剂层2’主要组成为离子交换剂R2； 

第三过滤层，用于过滤氨氮离子；所述第三过滤层中的第三过滤剂层2”主要组成为交换剂R3； 

反洗液进口阀门包含所述第一过滤剂层2、第二过滤剂层2’、第三过滤剂层2”与反洗液进口管之间分别设有的阀门V-5、V-6、V-7。另一种替代方案中，设置在处理塔底部的反洗液接口处附近的反洗液进口阀门V-1，用于全面反洗 时的反洗液输入，或者分段反洗时配合相应过滤层的反洗液的输入，达到更有效的反洗。 

废水出口管上的浓度检测装置A1包含铵离子浓度检测表(现有的氨氮分析仪如哈希分析仪)和控制系统(如西门子S-200PLC)，并将检测结果输出至阀门开关控制器。在铵离子浓度超标时，阀门开关控制器控制关闭V-3、V-4、V-6和V-5，打开V-2、V-7，进入反洗阶段。废水出口管上的浓度检测装置A1包含金属离子浓度检测表，并将检测结果输出至阀门开关控制器。阀门开关控制器在金属离子浓度超标时，控制关闭V-3、V-4、V-5和V-7，打开V-2、V-6，进入反洗阶段。 

在布水料层1上表面和过滤剂层2下表面之间设置压力表P1，测得此段的分段压差P1，并将分段压差P1的测量值通知阀门开关控制器。在分段压差P1高于设定值时，表明R1段油类物质和悬浮物积聚严重，需要进行反洗以去除，此时阀门开关控制器控制关闭V-3、V-4、V-6和V7，打开V-2、V-5，进入反洗阶段。 

在布水料层1’上表面和过滤剂层2’下表面之间设置压力表P2，测得此段的分段压差P2，并将分段压差P2的测量值通知阀门开关控制器。在分段压差P2超过设定值时，表明R2段和/或布水料层2’油类物质和悬浮物积聚达一定程度，阀门开关控制器控制关闭V-3、V-4和V7，打开V-6和V-2，进入反洗阶段。此时也可同时打开V5，将中层过滤层中的油类物质和悬浮物反洗出处理塔，阻止其积聚在R1中。 

使用本实用新型提供的废水处理装置和废水处理系统，具有如下优势：第一，过滤效果好：除油污率可达80％以上，粒径大于0.01um的悬浮物去除率可达90％以上。第二，氨氮去除率高：原水氨氮浓度在50～4000mg/l范围的去除率可达97％以上。第三，反洗简便，且可分段进行；即节省了反洗时间，也避免了不同反洗液的多次循环。第四，将氨氮过滤层的厚度设置得大于其他过滤层厚度，可使氨氮过滤层的吸附容量高于50mg/g。第五，由于采用废水处理塔的方式，占地面积为传统处理装置同等处理条件下占地面积的50％之内。第六，使用PLC的废水处理系统，因阀门开关控制器能根据获得的各检测数据，自动调节多个阀门的开关，可实现无人值守的废水处理。只需通过 PLC设定各仪表检测数据预定值到达时对应的阀门开关次序，以及根据各仪表检测的数值对应自动调节各阀门的开关时长，而这些对应关系可通过一次写入而永久保存，方便了使用者的操作。 

在经济方面，本实用新型提供的氨氮废水处理装置和废水处理系统投资成本为传统氨氮去除装置在同等条件下投资成本的60％以内。另外，运行费用为传统氨氮去除装置在同等条件下的运行费用40％以内，节省了使用者的投资成本和运行费用。 

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。 

Claims (12)

1.一种氨氮废水处理装置，其特征在于，包括：

废水处理塔；

包含在所述废水处理塔中的第一过滤层和第二过滤层；所述第一过滤层包含第一过滤剂层；所述第二过滤层包含第二过滤剂层；

与废水处理塔顶部相连的废水进口管和与所述废水处理塔的底部相连的废水出口管；

与所述废水处理塔相连的反洗液进口管和反洗液出口管；以及

位于所述废水出口管上的浓度检测装置；

其中，所述第一过滤层位于所述第二过滤层上方，所述反洗液出口管与所述废水处理塔的顶部相连；所述反洗液进口管分别与所述第一过滤层和第二过滤层相连通；所述反洗液进口管、反洗液出口管、废水进口管、废水出口管与所述废水处理塔之间分别有反洗液进口阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门；所述浓度检测装置检测到待测浓度满足预定条件时，指示开启所述反洗液进口阀门和第二阀门，关闭所述第三阀门和第四阀门。

2.如权利要求1所述的氨氮废水处理装置，其特征在于，所述第二过滤层进一步包括位于第二过滤剂层上方的第二布水料层。

3.如权利要求2所述的氨氮废水处理装置，其特征在于，所述氨氮废水处理装置进一步包括分液管，所述反洗液进口管与所述分液管相连，在所述分液管上分布多个分液孔，所述分液孔朝向反洗液出口方向；

所述反洗液进口管与所述第一过滤层相连通为，所述反洗液进口管通过分液管，与第一过滤层相连通；所述分液管位于第一过滤层下部或位于所述第二布水料层中。

4.如权利要求1至3任一项所述的氨氮废水处理装置，其特征在于，所述第一过滤层为，用于过滤油污和/或悬浮物的过滤层，所述第一过滤剂层为吸附剂；所述第二过滤层为用于过滤离子的过滤层；所述第二过滤剂层为离子交换剂；

所述反洗液进口管与所述第一过滤层之间设置有第五阀门；所述反洗液进 口管与所述第二过滤层之间设置有第六阀门；

所述浓度检测装置检测到待测浓度满足预定条件为所述离子浓度高于预定值时，指示开启的所述反洗液进口阀门包含所述第六阀门。

5.如权利要求4所述的氨氮废水处理装置，其特征在于，所述氨氮废水处理装置进一步包含：

用于过滤铵离子的第三过滤层，位于废水处理塔内并处于第二过滤层下方，包括第三布水料层和位于第三布水料层下方的第三过滤剂层；所述第三过滤剂层为离子交换剂；

所述第二过滤层为用于过滤金属离子的过滤层；

反洗液进口管与所述第三过滤层之间设置有第七阀门；所述浓度检测装置检测到待测浓度满足预定条件为所述铵离子浓度高于预定值时，指示开启的所述反洗液进口阀门包含所述第七阀门。

6.如权利要求5所述的氨氮废水处理装置，其特征在于，进一步包括：测量第一过滤层顶部与底部之间压力差的第一压力测量仪，当所述第一压力测量仪测量结果超过第一预定值时，指示开启所述第二阀门和第五阀门，关闭所述第三阀门和第四阀门。

7.如权利要求6所述的氨氮废水处理装置，其特征在于，进一步包括测量第二过滤层顶部与底部之间压力差的第二压力测量仪，当所述第二压力测量仪测量结果超过第二预定值时，指示开启所述第二阀门和第六阀门，关闭所述第三阀门和第四阀门。

8.一种废水处理系统，其特征在于，所述系统包含废水处理装置和废水处理控制装置；所述废水处理装置包含：

废水处理塔；

包含在所述废水处理塔中的第一过滤层和第二过滤层；所述第一过滤层包含第一过滤剂层；所述第二过滤层包含第二过滤剂层；

与废水处理塔顶部相连的废水进口管和与所述废水处理塔的底部相连的废水出口管；

与所述废水处理塔相连的反洗液进口管和反洗液出口管；以及

位于所述废水出口管上的浓度检测装置； 

其中，所述第一过滤层位于所述第二过滤层上方，所述反洗液出口管与所述废水处理塔的顶部相连；所述反洗液进口管分别与所述第一过滤层和第二过滤层相连通；所述反洗液进口管、反洗液出口管、废水进口管、废水出口管与所述废水处理塔之间分别有反洗液进口阀门、第二阀门、第三阀门和第四阀门；

所述废水处理控制装置包含：阀门开关控制器，用于当所述浓度检测装置检测到的待测浓度满足预定条件时，指示开启所述反洗液进口阀门和第二阀门，关闭所述第三阀门和第四阀门。

9.如权利要求8所述的废水处理系统，其特征在于，

所述第一过滤层为用于过滤油污和/或悬浮物的过滤层；所述第一过滤层中的第一过滤剂层为吸附剂；

第二过滤层为用于过滤离子的过滤层；所述第二过滤剂层为离子交换剂；

所述第一过滤层、第二过滤层与反洗液进口管之间分别设有的第五阀门和第六阀门；

所述浓度检测装置检测到待测浓度满足的预定条件为所述离子浓度高于预定值时，所述阀门开关控制器指示开启的所述反洗液进口阀门包含所述第六阀门。

10.如权利要求9所述的废水处理系统，其特征在于，

所述废水处理塔进一步包含用于过滤铵离子的第三过滤层，包含第三布水料层以及在所述布水料层下方的第三过滤剂层；所述第三过滤剂层为交换剂；

所述第三过滤层与反洗液进口管之间设有第七阀门；

所述浓度检测装置检测到待测浓度满足的预定条件为所述铵离子浓度高于预定值时，所述阀门开关控制器指示开启的所述反洗液进口阀门包含所述第七阀门。

11.如权利要求9或10所述的废水处理系统，其特征在于，所述废水处理装置进一步包括：测量第一过滤层顶部与底部之间压力差的第一压力测量仪；

所述阀门开关控制器进一步为，当所述第一压力测量仪测量结果超过第一预定值时，控制开启所述第二阀门和所述第五阀门，关闭所述第三阀门和所述第四阀门的开关控制器。 

12.如权利要求11所述的废水处理系统，其特征在于，

所述第二过滤层包括位于所述第二过滤剂层上方的第二布水料层；

所述废水处理装置进一步包括分液管，所述反洗液进口管与所述分液管相连，在所述分液管上分布多个分液孔，所述分液孔朝向反洗液出口方向；

所述反洗液进口管与所述第一过滤层相连通为，所述反洗液进口管通过分液管与所述第一过滤层相连通；所述分液管位于第一过滤层下部或位于所述第二布水料层中。 

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