CN202865008U

CN202865008U - 一种氨氮污水处理装置

Info

Publication number: CN202865008U
Application number: CN 201220544837
Authority: CN
Inventors: 陈昕; 仝明; 林大泉; 严奇伟; 亢万忠
Original assignee: China Petrochemical Corp; Sinopec Ningbo Engineering Co Ltd; Sinopec Ningbo Technology Research Institute
Current assignee: China Petrochemical Corp; Sinopec Ningbo Engineering Co Ltd; Sinopec Ningbo Technology Research Institute
Priority date: 2012-10-23
Filing date: 2012-10-23
Publication date: 2013-04-10
Anticipated expiration: 2022-10-23

Abstract

本实用新型涉及一种氨氮污水处理装置。该装置包括调节单元、均质单元以及生化处理单元。通过该装置以含碳有机废水作为碳源，以污治污就可降低氨氮污水处理的成本，并能使含碳有机废水不再成为影响环境的废弃物和污水。

Description

一种氨氮污水处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种氨氮污水处理装置，特别涉及一种有效利用废有机碳源的氨氮污水处理装置。

背景技术

在工业生产，例如炼油催化剂的工业生产的过程中，需要大量使用氨水和铵盐作为交换剂，而这些氨水和铵盐不能存在于最终产品中，所以会产生大量的氨氮污水。这里的“氨氮污水”是指含有游离氨(NH₃)和铵离子(NH₄ ^＋)的污水。如果这样的污水被排入污水系统内，使炼油催化剂厂的外排污水的氨氮含量大大超标,因此寻求一种氨氮处理新工艺，实现污水达标排放势在必行。

在现有的污水处理中，作为除氮的技术方法，有物理化学方法和生化法两种。而物理化学法成本较高，所以生化脱氮法比较现实可行。

生化脱氮法主要经过如下的硝化-反硝化两个阶段：

硝化阶段：

硝化反应，首先，由亚硝酸菌将污水中的氨氮转化为亚硝酸盐：

然后，再由硝酸菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐：

总的反应为：

由于有酸根产生，故硝化作用消耗污水中的碱类物质，使污水的碱度下降。即每氧化1mg的氨氮，就破坏碱度（以CaCO₃计）约7.2mg/L。为了在硝化时维持一定pH值，对于空气曝气，剩余碱度应有30－50mg/L。当原污水所含碱度不足该范围时，就需要投加碱类物质。

反硝化阶段：

反硝化反应，首先，在缺氧条件下（DO(溶解氧浓度)不可大于0.5mg/L），NO₃ ^-可转化为气态氮，反应式如下：

从上述反应式可以看出，在微生物将NO₃ ^-转化为气态氮的过程中需要有有机物参与。当原污水中有机物等的碳源足够时则不需要外来碳源，当原污水中的有机物等的碳源不足时，则必须补充外来的有机物等的碳源。

在氨氮污水的脱氮处理过程中，需要经历上述的氨态等形态的氮的硝化-反硝化，而在反硝化阶段，如上所述需要补充一定量的碳源。当该污水中所含有的有机碳的含量很低时，需要不断投加一定量的外来碳源，作为这样的外来碳源，传统上利用甲醇、淀粉等工业原料，但是，因为这样的工业原料的价格很高，会大大增加污水的处理成本，因此寻求一种低成本处理氨氮污水，以实现污水达标排放。

实用新型内容

本实用新型着眼于解决上述所存在的问题，锁定该特定的氨氮污水的处理以及在污水的反硝化阶段的缺少作为有机物的碳源的问题，寻求以含碳有机废水等的物质来补充有机物碳源以治理氨氮污水，以污治污来实现低成本使氨氮污水达标排放。

这里的“含碳有机废水”中的“碳”是指可被生化处理的有机物中的碳，“含碳有机废水”是含有这样碳物质的有机废水。作为所述碳物质，可使用炼油厂的废水、生活污水等的含碳物质。

本设计人员发现可以选择含有有机物的工农业废料、生活废料等的含碳有机废水，例如，炼油企业排出的含有有机物的工业废水来作为反硝化过程中的碳源，这样就可以结合排出氨氮污水的炼油催化剂厂等的厂家与这样的炼油厂距离近的优势，选择以炼油厂所排出的废水等的含碳有机废水作为催化剂企业的氨氮污水的碳源，将氨氮污水和含碳有机废水的两股污水按一定的比例进行混合，再利用生化处理方法进行脱氮处理就可以实现本实用新型的目的，解决上述所存在的技术问题。

即，本实用新型提供一种氨氮污水处理装置，该装置包括调节单元、均质单元以及生化处理单元。

所述调节单元包括流量测定器、浓度测定器、流量调节器以及控制系统。

所述流量测定器包括氨氮污水流量测定器以及含碳有机废水流量测定器。

所述浓度测定器包括氨氮污水的氨氮浓度测定器和含碳有机废水的化学需氧量COD浓度测定器。

所述流量调节器是含碳有机废水流量调节器。

所述控制系统是集散控制系统或者可编程逻辑控制器。

所述均质单元包括均质池以及一个以上的搅拌装置。

所述生化处理单元包括生化反应池、鼓风装置以及曝气装置。

所述各个单元由管道进行连接。

再者，在利用含碱的废有机碳源时，还可以使其中所含有的残碱作为调整生化过程中的pH值的碱性物质，从而使废有机碳源中的碱也能同时得到有效利用。

本实用新型的优点在于：

(1)着重于在氨氮污水脱氮处理过程中将废有机碳源作为生化脱氮反应所需的补充碳源，对废有机碳源进行有效资源化利用，这样就可以将有机废渣废水作为氨氮污水生化处理的碳源进行氨氮污水的处理运行，以便降低氨氮污水处理的成本；

(2)在处理氨氮污水的同时，含碳有机废水同时得到了处理，以便使这些有机废渣废水不再成为影响环境的废弃物和污水；

(3)将调节单元、均质单元和生化处理单元进行有机结合，就可以实现稳定低成本处理氨氮污水、工业废渣和废水。

附图说明

图1是本实用新型的示意图。

图1中的符号为：

调节单元(Ⅰ)：

氨氮污水的氨氮浓度在线分析仪(1)、氨氮污水的流量计（2）、含碳有机废水的化学需氧量COD浓度在线分析仪（3）、调节阀（4）、含碳有机废水的流量计（5）、控制系统（6）、仪表信号（7）。

均质单元(Ⅱ)：包括均质池（9）、搅拌器（10）。

生化处理单元(Ⅲ)：包括生化反应池（11）、曝气设施（12）、鼓风机（13）。

图1中的8为连接管道。

具体实施方式

图1是本实用新型的示意图。

根据图1，具体说明本实用新型的氨氮污水处理装置的具体结构：

I.调节单元：

该调节单元I包括流量测定器、浓度测定器、流量调节器以及控制系统。

其中，该调节单元I所包含的流量测定器包括氨氮污水流量测定器以及含碳有机废水流量测定器。具体表现为：所述氨氮污水流量测定器对应于氨氮污水流量计2，所述含碳有机废水流量测定器对应于含碳有机废水流量计5。

再者，该调节单元I所包含的所述浓度测定器包括氨氮污水的氨氮浓度测定器和含碳有机废水的化学需氧量COD浓度测定器。氨氮污水的氨氮浓度测定器具体表现为氨氮污水的氨氮浓度在线分析仪1。含碳有机废水的化学需氧量COD浓度测定器表现为含碳有机废水的化学需氧量COD浓度在线分析仪3。

上述的“氨氮污水的氨氮浓度”的“氨氮浓度”包括氨氮污水中的游离氨(NH₃)和铵离子(NH₄ ⁺)等形式存在的氮元素的浓度。即氨氮污水的氨氮浓度在线分析仪1用于测定氨氮污水中的游离氨(NH₃)和铵离子(NH₄ ⁺)等形式存在的氮元素的浓度。只要能够进行测定该氮元素的浓度，可以使用公知的在线浓度分析仪作为氨氮浓度在线分析仪1。

该调节单元所包含的流量调节器是含碳有机废水流量调节器，具体表现为图1中的调节阀4。

该调节单元所包含的控制系统是集散控制系统(DCS)或者可编程逻辑控制器(PLC系统)，具体表现为图1的控制系统6。而作为集散控制系统(DCS)或者可编程逻辑控制器(PLC系统)，使用公知常规的有关自控设备即可。

在含碳有机废水进水管线通路上还设置有流量自动调节阀4所组成的调节阀组合。

除了仪表信号7以外，氨氮污水的管线通路上所设置的各个设备元件以及含碳有机废水的管线通路上所设置的各个设备元件是通过管道8进行连接，并且以该管道8与均质单元进行连接。

氨氮污水进水，通过进水管线流向在该管线所设置的氨氮污水的氨氮浓度在线分析仪1和流量计2，并对该氨氮污水实时监控氨氮污水的氨氮浓度和流量，将所测得的两个数据信号送至控制系统6。

含碳有机废水，通过含碳有机废水进水管线流向在该管线所设置的含碳有机废水的化学需氧量COD浓度在线分析仪3和含碳有机废水流量计5，并对该含碳有机废水实时监控含碳有机废水的COD浓度和流量，将所测得的两个数据信号送至控制系统6。

控制系统6（DCS或PLC系统）在收到氨氮污水的氨氮浓度数据信号、氨氮污水流量的数据信号、含碳有机废水COD浓度的数据信号以及含碳有机废水流量的数据信号的四个信号后，通过与控制系统6内的设定值进行比较且进行计算，输出控制信号，以实时控制和改变自动调节阀4的开启度，通过调节含碳有机废水的流量，以达到控制和保持提供给后续的均质单元的混合水的碳/氮比的目的。

II：均质单元：

为使含碳有机废水与氨氮污水充分混合，本装置还设置均质单元II，以保证充分混合。所述均质单元II包括均质池以及一个以上的搅拌装置。即该均质单元II包括均质池9和至少一个搅拌器10。

所述均质池9的大小及搅拌器10的设置数量，可根据实际输入的氨氮污水与含碳有机废水的水质水量的不同按照常规进行计算，以调整均质池9的大小及搅拌器10的设置数量。搅拌器不得少于1台。

如图1所示，调节单元I的氨氮污水与含碳有机废水分别被调节单元I的管道8输送到均质池9中，之后，经过均质池9的二个的搅拌器10的充分搅拌，使氨氮污水与含碳有机废水的两股水能够混合均匀，以使混合后的污水的碳/氮之比为2－8，较好为2－4。

该均质单元II内所均匀混合后的混合污水通过管道8被输送送到下个工序结构的生化处理单元III。

III:生化处理单元

本装置所含有的生化处理单元III包括生化反应池、鼓风装置以及曝气装置。

作为所述生化反应池，可以使用图1中的生化反应池11。作为生化反应池11采用公知的生化反应池。

作为所述鼓风装置，可以使用图1中的鼓风机13。作为鼓风机13可以采用公知的鼓风机。

作为所述曝气装置，可以使用图1中的曝气设备12。作为曝气设备12可以使用公知的曝气设备。

鼓风机13和曝气设备12可以通过管道8进行连接。

通过生化反应池11、鼓风机13和曝气设备12，可使均质单元II所输出的已经达到碳/氮之比为2－8，较好为2－4要求的混合污水在生化反应池11中进行硝化-反硝化脱氮，其具体的反应原理，请参见上述的反应式。

即均质单元II输出的混合水进入生化反应池11后，利用生化反应池11所含有的活性污泥、鼓风机13及曝气设备12在生化反应池11中进行硝化-反硝化脱氮反应，以去除掉污水中的氨氮。所述生化反应池是指包含活性污泥等一切可以实现进行生化反应的物质和结构，可采用公知的生化反应池。

从生化处理单元II I进行完处理而被输出的出水是满足了要求的达标处理后的排水。

在本装置中，通过将调节单元I、均质单元II和生化处理单元III的有机结合，可有效地将氨氮污水无害化处理，同时将含碳有机废水作为氨氮污水反硝化过程所需的碳源进行了有效利用。

实施例1：

以工业生产催化剂的厂家为例，例如:炼油催化剂厂的氨氮污水处理情况为例，其具体如下：

在石油化工工业的催化剂生产过程中，需要使用大量的氨水和铵盐作为交换剂，所以所排出的生产污水中主要含有污染物的氨氮，利用与炼油催化剂厂接近的炼油厂的炼油污水作为氨氮污水处理的含碳有机废水。将作为含碳有机废水的炼油污水与炼油催化剂厂的氨氮污水混合，利用调节单元控制氨氮污水和含碳有机废水的两进水的水量，最终采用硝化反硝化生化处理工艺将炼油催化剂厂的氨氮污水中的氨氮脱除，具体数据参见表1－2。

表1：

炼油催化剂厂的氨氮污水以及炼油厂的含碳有机废水的两股进水的水质：

表2：

通过本实用新型的装置处理后的水质情况如下：

根据表1－2可知，通过本实用新型的装置和以炼油厂的炼油污水作为含碳有机废水进行污水处理，炼油催化剂厂的氨氮污水的氨氮浓度由原来的500～1000mg/L剧减到出水的水质的15mg/L以下。

再者，通过炼油厂的炼油污水作为含碳有机废水，进一步控制了处理后的出水的水质的pH。

另外，对于将要废弃的炼油厂的炼油污水来说，其COD的浓度由原来的600～900mg/L降到小于100mg/L的程度，这样该炼油厂的炼油污水得到了再利用，且不会对环境造成影响。

Claims

1.一种氨氮污水处理装置，其特征在于，该装置包括调节单元、均质单元以及生化处理单元。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述调节单元包括流量测定器、浓度测定器、流量调节器以及控制系统。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述流量测定器包括氨氮污水流量测定器以及含碳有机废水流量测定器。

4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述浓度测定器包括氨氮污水的氨氮浓度测定器和含碳有机废水的化学需氧量COD浓度测定器。

5.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述流量调节器是含碳有机废水流量调节器。

6.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制系统是集散控制系统或者可编程逻辑控制器。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述均质单元包括均质池以及一个以上的搅拌装置。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述生化处理单元包括生化反应池、鼓风装置以及曝气装置。

9.如权利要求1－8中任一项所述的装置，其特征在于，所述各个单元由管道进行连接。