CN202594855U

CN202594855U - 污水脱氮处理装置

Info

Publication number: CN202594855U
Application number: CN2012202712581U
Authority: CN
Inventors: 王俊安; 刘杰; 赵雪莲; 刘俊英; 姜安平; 王凯
Original assignee: Beijing Epure International Water Co Ltd
Current assignee: Beijing Epure International Water Co Ltd
Priority date: 2012-06-08
Filing date: 2012-06-08
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2022-06-08

Abstract

本实用新型公开了一种污水脱氮处理装置，属污水处理设备领域。该装置包括：圆形的一体化生化反应池，一体化生化反应池中间部位为内沉淀池，内沉淀池外周为环形反应池，内沉淀池与环形反应池相互连通，环形反应池上设有与其内部连通的污水进水管，内沉淀池上设有与其内部连通的污泥回流管；内沉淀池内设有排泥和污泥回流装置，与所述内沉淀池上的污泥回流管连通；环形反应池内设有生物悬浮填料，环形反应池内底部设有曝气装置。该装置占地面积小，减少基建投资；环形反应池中加入生物悬浮填料，有效增加了活性污泥尤其是硝化污泥的生物持留量，有利于提高系统的污泥浓度，减少污泥回流量和污泥产量。

Description

污水脱氮处理装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理设备领域，尤其涉及一种污水脱氮处理装置。

背景技术

目前，我国水环境污染状况依然较重，高锰酸盐指数、五日生化需氧量和氨氮仍为主要污染指标。根据全国水环境污染物主要特征，“十二五”规划明确了主要水污染物的减排目标，提出2015年化学需氧量排放要在“十一五”基础上减少8%，氨氮排放减少10%。氨氮是新增加的约束性指标，减排的制度和措施尚需在实践中探索。

根据第一次全国污染源普查结果，2007年全国氨氮总排放量172.91万吨。其中，工业企业产生氨氮201.67万吨，实际排放出厂30.4万吨，经城镇污水处理厂及工业废水集中处理设施削减后，实际排入环境水体20.76万吨；农业源氨氮排放量约31.4万吨，93%来自于种植业和规模化畜禽养殖业；各类生活污染源排放量达到148.93万吨，占全部总排放量的86%，是氨氮的主要排放源。2007年，全国总污水处理量210.31亿吨，削减氨氮37.62万吨，通过城镇污水处理厂出水排放氨氮18万吨。综合以上数据，生活污染是氨氮的主要排放源，城镇污水处理是氨氮削减的主要手段，将成为氨氮减排的最主要领域。

截至2010年底，设市城市、县累计建成城镇污水处理厂2832座，污水处理能力达到1.25亿立方米/日，与“十五”末相比分别增长了2.1倍和1.2倍，这也是到目前为止世界上所有国家污水处理能力增长的最快速度。全国已有1034个县城建成了污水处理厂，约占县城总数的63.2%，较2009年底翻了一番，有16个省、自治区、直辖市实现了“每个县(市)建有污水处理厂”的目标。2010年全国城镇污水处理厂全年累计处理污水343.33亿立方米，平均运行负荷率达到78.95%，全年累计削减化学需氧量总量920万吨，削减氨氮70万吨。

上述数据表明，目前我国在建的和“十一五”期间已经投入运行的污水处理厂的处理能力已经与美国相当，但美国已经完成了城镇化进程，而我国人口基数是美国的5倍，还处在城镇化快速发展过程中。“十二五”的城镇化率目标要达到51.5%，意味着我国的城镇化将迎来一个拐点，城镇人口数将首次超过农村人口数，城镇污水量会持续增加，污水处理厂的建设也将持续高速发展。按照规划，“十二五”新建污水处理厂的总处理能力将超过3000万立方米/日。这些污水处理厂的陆续投入运营，将为氨氮减排发挥关键作用。

目前，污水脱氮常用的技术为硝化反硝化，硝化是在有氧的条件下，通过好氧氨氧化细菌（ammonia-oxidizing bacteria，AOB，又称亚硝酸细菌）和亚硝酸盐氧化细菌（nitrite-oxidizing bacteria，NOB，又称硝酸细菌）的先后作用，先将氨氮转化成亚硝酸盐氮，再将亚硝酸盐氮转化为硝酸盐氮的过程；反硝化是在缺氧的环境条件下，反硝化细菌利用有机碳源作为能源，将硝酸盐氮和亚硝酸盐氮还原成氮气的过程。

同步硝化反硝化（simultaneous nitrification and denitrification，SND）是指在同一反应器内，同样的运行操作条件下，同时发生硝化反应和反硝化反应的过程。目前SND已经应用于各种不同的生物处理工艺中，如SBR、氧化沟，生物转盘、流化床、曝气生物滤池等工艺。对于SND的反应机理，目前主要有好氧/缺氧环境理论和异养硝化/好氧反硝化微生物理论两方面的解释。其中，好氧/缺氧环境理论从物理学角度进行了解释，认为由于曝气方式、反应器构型等造成了宏观好氧/缺氧环境，或者受微生物种群结构、基质分布和生物代谢反应不均匀性的相互作用，在活性污泥菌胶团局部形成了微观好氧/缺氧环境，从而导致了TN的损失。而异养硝化/好氧反硝化微生物理论则从微生物学方面进行了解释，它认为SND脱氮系统中存在异养硝化菌和好氧反硝化菌，这些微生物能够在好氧条件下直接把NH4+转化为气态产物而逸出系统。

目前，国内外市场上脱氮工艺流程较为复杂，处理能耗和物耗成本较高，而已有的同步硝化反硝化脱氮装置尚处于探索阶段。本实用新型是在本课题组大量的试验研究基础上的进一步创新。

实用新型内容

本实用新型实施方式提供一种污水脱氮处理装置，可以解决目前国内外市场上脱氮工艺流程较为复杂，处理能耗和物耗成本较高的问题。

为解决上述问题本实用新型提供的技术方案如下：

本实用新型实施例提供一种污水脱氮一体化处理装置，包括：

圆形的一体化生化反应池，所述一体化生化反应池中间部位为内沉淀池，内沉淀池外周为环形反应池，内沉淀池与环形反应池相互连通，环形反应池上设有与其内部连通的污水进水管，内沉淀池上设有与其内部连通的污泥回流管；

所述内沉淀池内设有排泥和污泥回流装置，与所述内沉淀池上的污泥回流管连通；

所述环形反应池内设有生物悬浮填料，环形反应池内底部设有曝气装置。

由上述提供的技术方案可以看出，本实用新型实施方式提供的装置中，一体化生化反应池采用圆形结构，且使用于生化反应的环形反应池与用于泥水分离的内沉淀池呈一体化设计，可大大减小占地面积小，减少基建投资；由于在环形反应池中加入生物悬浮填料，有效增加了活性污泥尤其是硝化污泥的生物持留量，有利于提高系统的污泥浓度，减少污泥回流量和污泥产量；从而使该装置中悬浮污泥和生物膜可协同作用，能在较低能耗的条件下，实现污水中有机物及氨氮的高效去除；其处理效果和经济性能，均优于现有污水处理装置系统。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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附图。

图1为本实用新型实施例提供的处理装置结构示意图。

图中各标号为：1-一体化生化反应池；2-内沉淀池；3-环形反应池；4-污水进水管；5-污泥回流管；6-曝气管。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型的保护范围。

下面对本实用新型实施例作进一步地详细描述。

本实用新型实施例提供一种污水脱氮处理装置，该装置如图1所示，包括：一体化生化反应池，一体化生化反应池中间部位为内沉淀池，内沉淀池外周为环形反应池，内沉淀池与环形反应池相互连通，环形反应池上设有与其内部连通的污水进水管，内沉淀池上设有与其内部连通的污泥回流管；内沉淀池内设有排泥和污泥回流装置，与所述内沉淀池上的污泥回流管连通；环形反应池内设有生物悬浮填料，环形反应池内底部设有曝气装置。

上述装置中的一体化生化反应池为圆形池，一体化生化反应池的内沉淀池为圆形；环形反应池为圆环形。

上述装置的环形反应池内设有生物悬浮填料为：生物悬浮填料的体积占环形反应池有效容积（即填充率）为30%～50%。

上述装置的环形反应池与内沉淀池的连通处设有阻档生物悬浮填料的格网。

上述装置中，环形反应池的污水进水管设置在环形反应池底部，设置在环形反应池内的污水进水管端部采用穿孔管，穿孔管的延长线通过一体化生化反应池中心圆点；污水进水管的穿孔管上设有一排管孔，管孔出流方向平行于环形反应池的池底-且管孔与穿孔管本身垂直；

污泥回流管设置在内沉淀池底部，设置在内沉淀池内的污泥回流管端部采用穿孔管，穿孔管的延长线通过一体化生化反应池中心圆点；污泥回流管的穿孔管上设有一排管孔，管孔出流方向平行于内沉淀池的池底，且管孔与穿孔管本身垂直。

上述装置中，曝气装置的曝气管采用多个穿孔曝气管，多个穿孔曝气管分布固定设置在所述环形反应池底部，各穿孔曝气管的延长线通过一体化生化反应池中心圆点。穿孔曝气管上设有一排管孔，管孔出流方向平行于环形反应池的池底，且管孔与穿孔管本身垂直。

下面结合具体实施例对上述装置作进一步说明。

实施例

处理规模为100m³/d，原污水COD_Cr为100～300mg/L，氨氮为30～50mg/L。

一体化反应池的池型采用圆形设计，具体分为内圆形的内沉淀池和外环形的环形反应池两个主要区域，其中，内沉淀池主要用于污泥沉淀，并设有排泥和污泥回流装置；外环形的环形反应池主要用于污水脱氮，在外环池底布有曝气装置，在外环池中投加占40%池容的生物悬浮填料，在污水进入内圆形的内沉淀池之前通过格网对外环池中的悬浮填料进行有效地拦截。对于原污水、污泥回流管路的设计，采用底部淹没入流方式，且管端采用穿孔管，穿孔管延长线过圆形反应池中心圆点，穿孔管设一排管孔，管孔出流方向平行于池底，且垂直于穿孔管本身。对于曝气管路的设计，采用穿孔曝气管，穿孔曝气管固定于反应池池底，穿孔管延长线过圆形反应池中心圆点，穿孔管设一排管孔，管孔出流方向平行于池底，且垂直于穿孔管本身。由于系统内布设的原污水进水管、污泥回流管及曝气管的特殊设计，可为外环反应区内泥水混合物及悬浮填料的流化提供动力，使其局部呈混合式，整体呈推流式。

常温条件下，在一体化装置水力停留时间约为6小时、污泥回流比约为50%、反应区 DO约为1.5mg/L的运行工况下，可使出水COD_Cr小于50mg/L，氨氮小于5mg/L，TN小于15mg/L。

与现有污水脱氮装置相比较，本实用新型具有以下有益效果：

1）由于一体化反应池采用圆形结构，且作为生化反应系统的环形反应池与作为泥水分离系统的内沉淀池采用一体化设计，因此，吨水平均占地面积、基建投资可节省20以上。

2）由于一体化反应池上的污水进水管、污泥回流管及曝气管采用穿孔管结构，充分利用了装置内水流和气流的动力，无需其他混合搅拌动力，且无需硝化液回流装置，因此，系统运行动力费用可以降低30%以上。

3）由于在环形反应池中设置生物悬浮填料，有效增加了脱氮菌在反应系统内的持留量，延长了其污泥龄，有利于提高系统的污泥浓度，污泥回流量可以减少50%以上，污泥产量可以减少30%以上。在同一曝气条件下，可使装置内同时存在硝化和反硝化作用，大大提高了污水脱氮负荷，可有效解决目前污水处理氨氮难以达标的问题。

4）由于装置中悬浮污泥和生物膜的协同作用，在较低能耗的条件下，实现了污水中有机物及氨氮的高效去除，出水可以达到一级A标准的要求。

5）该污水脱氮一体化装置耐冲击性强，可实现全自动化运行，维护管理方便。

综上所述，本实用新型实施例提供的处理装置在处理效果和经济性能上，均优于现有污水处理装置。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims

1.一种污水脱氮处理装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一体化生化反应池的内沉淀池为圆形；所述环形反应池为圆环形。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述环形反应池内设有生物悬浮填料为：生物悬浮填料的体积占环形反应池有效容积为30%～50%。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述环形反应池与内沉淀池的连通处设有阻档生物悬浮填料的格网。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述污水进水管设置在环形反应池底部，设置在环形反应池内的污水进水管端部采用穿孔管，穿孔管的延长线通过一体化生化反应池中心圆点；

所述污泥回流管设置在内沉淀池底部，设置在内沉淀池内的污泥回流管端部采用穿孔管，穿孔管的延长线通过一体化生化反应池中心圆点。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述污水进水管的穿孔管上设有一排管孔，管孔出流方向平行于环形反应池的池底，且管孔与穿孔管本身垂直；

所述污泥回流管的穿孔管上设有一排管孔，管孔出流方向平行于内沉淀池的池底，且管孔与穿孔管本身垂直。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述曝气装置的曝气管采用多个穿孔曝气管，多个穿孔曝气管分布固定设置在所述环形反应池底部，各穿孔曝气管的延长线通过一体化生化反应池中心圆点。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述穿孔曝气管上设有一排管孔，管孔出流方向平行于环形反应池的池底，且管孔与穿孔管本身垂直。