CN203728642U - 一体化废水脱氮装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一体化废水脱氮装置，属废水处理设备领域。该装置包括：一体化短程硝化-反硝化反应池、膜出水与清洗系统、曝气系统和有机碳源投加系统；其中，一体化短程硝化-反硝化反应池内设置顺次连通的缺氧区、好氧区和膜区，缺氧区内设有机械搅拌装置，好氧区内设有微孔曝气装置，膜区内设有膜组件和脉冲曝气装置，好氧区与缺氧区之间设有第一回流管路，膜区与好氧区之间设有第二回流管路；膜出水与清洗系统与述膜区内的膜组件连接；曝气系统分别与好氧区内的微孔曝气装置、膜区内的脉冲曝气装置连接；有机碳源投加系统与一体化短程硝化-反硝化反应池的缺氧区内连通。该装置结构简单，提高废水脱氮效率的同时，节约基建及运行成本。

Description

一体化废水脱氮装置

技术领域

本实用新型涉及废水处理领域，特别是涉及一种对废水脱氮的一体化废水脱氮装置。

背景技术

随着中国经济的快速发展，水资源供需矛盾日趋激化。近年来，随着工业化和城市化进程的不断提高，产生大量高氨氮、低C/N比废水，如垃圾渗滤液、污泥消化上清液、氨基酸废水等。大量未经妥善处理的高氮低碳废水的排放导致我国水环境中的氮素污染问题日益严重，导致蓝藻暴发、水华、赤潮等水体富营养化现象频发。因此“十二五”期间，我国的水污染减排目标在原有COD总量控制的基础上，明确提出加强氮素污染的控制，研究和开发高效、经济的脱氮工艺已成为当前热点。

现有的污水脱氮处理工艺中，生物法因成本低、二次污染小等优势成为近年来城镇污水脱氮处理的重要方法并得到广泛应用。而对于垃圾渗滤液、焦化废水等高浓度废水来说，其高浓度、难降解的特点导致传统活性污泥法无法对其进行处理。

膜生物反应器的诞生使生物法处理上述高浓度废水成为可能，它是一种将污水的生物处理和膜过滤技相结合的高效废水生物处理工艺，膜分离技术的引入实现了污泥龄与水力停留时间的彻底分离，可大幅提高系统内的生物量，处理能力得到大幅提升。但该处理技术目前普遍存在以下两个问题：（1）能耗高，主要表现为生化需氧量大及膜气洗耗氧量大；（2）有机碳源需求量大。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种一体化废水脱氮装置，其脱氮能力高效，同时节约碳源、能耗低、处理效果好与占地小。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种一体化废水脱氮装置，包括：

一体化短程硝化-反硝化反应池、膜出水与清洗系统、曝气系统和有机碳源投加系统；其中，

所述一体化短程硝化-反硝化反应池内设置顺次连通的缺氧区、好氧区和膜区，所述缺氧区内设有机械搅拌装置，所述好氧区内设有微孔曝气装置，所述膜区内设有膜组件和脉冲曝气装置，所述好氧区与所述缺氧区之间设有第一回流管路，所述膜区与所述好氧区之间设有第二回流管路；

所述膜出水与清洗系统与所述述膜区内的膜组件连接；

所述曝气系统分别与所述好氧区内的微孔曝气装置、所述膜区内的脉冲曝气装置连接；

所述有机碳源投加系统与所述一体化短程硝化-反硝化反应池的缺氧区内连通。

本实用新型的有益效果为：通过采用一体化短程硝化-反硝化反应池，将缺氧区、好氧区和膜区集成在一起，形成一体化的膜生物反应器，实现了短程硝化-反硝化，可减少25%左右的生物需氧量及40%左右的有机碳源需求量，减少缺氧段占地20%～40%，减少膜气洗能耗30%～50%，提高废水脱氮效率的同时，节约基建及运行成本。

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一体化废水脱氮装置的结构示意图；

图中各标号为：1.进水泵，2.缺氧区，3.好氧区，4.膜区，5.机械搅拌装置，6.微孔爆气装置，7.脉冲曝气装置，8.第一混合液回流泵，81.第二混合液回流泵，9.鼓风机，10.膜产水泵，11.清洗液箱，12.产水箱，13.清洗水泵，14.有机碳源投加泵，A.废水，B.剩余污泥排出口，C.产水箱的排放口，D.清洗液箱的放空口，E.产水箱的供水口，F.清洗液箱的供水口，G.有机碳源供应池。

具体实施方式

下面对本实用新型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。

本实用新型实施例提供一种一体化废水脱氮装置，如图1所述，该装置包括：一体化短程硝化-反硝化反应池、膜出水与清洗系统、曝气系统和有机碳源投加系统；

其中，一体化短程硝化-反硝化反应池内设置顺次连通的缺氧区、好氧区和膜区，所述缺氧区内设有机械搅拌装置，所述好氧区内设有微孔曝气装置，所述膜区内设有膜组件和脉冲曝气装置，所述好氧区与所述缺氧区之间设有第一回流管路，所述膜区与所述好氧区之间设有第二回流管路；

膜出水与清洗系统与所述述膜区内的膜组件连接；

曝气系统分别与所述好氧区内的微孔曝气装置、所述膜区内的脉冲曝气装置连接；

有机碳源投加系统与所述一体化短程硝化-反硝化反应池的缺氧区内连通。

上述废水脱氮装置中，一体化短程硝化-反硝化反应池的缺氧区经管路与引入废水的进水泵连接。

上述废水脱氮装置中，一体化短程硝化-反硝化反应池内的缺氧区、好氧区和膜区由设置在反应池池体内的两道隔板分割而成；

所述缺氧区与好氧区之间的连通口设置在两者之间隔板的上部；

所述好氧区与膜区之间的连通口设置在两者之间隔板的下部。

所述缺氧区设置有机物投加装置。

该一体化短程硝化-反硝化反应池采用膜生物反应器形式，无需二沉池及污泥回流装置，节约占地；有效截留短程硝化菌，提高了反应池内生物量，有效提高去除效率。

上述废水脱氮装置中，好氧区的容积大于所述缺氧区的容积，所述缺氧区的容积大于或等于所述膜区的容积。

上述废水脱氮装置中，缺氧区内的机械搅拌装置的转轴上间隔设有至少两个搅拌浆。

上述废水脱氮装置中，微孔曝气装置设置在所述好氧区的底部。

上述废水脱氮装置中，脉冲曝气装置设置在所述膜区的底部，所述膜组件设置在所述脉冲曝气装置上方的所述膜区内。

上述废水脱氮装置中，膜出水与清洗系统包括：膜产水泵、产水箱、清洗水泵、清洗液箱和管路；其中，

所述膜产水泵经管路与所述膜区内的膜组件连接；

所述膜产水泵的出水口分别与所述产水箱的进水口、所述清洗液箱的进水口连接；

所述产水箱设有供水口和排放口；

所述清洗液箱设有供液口和排空口；

所述产水箱的供水口、所述清洗液箱的供液口分别经管路与所述清洗水泵连接；

所述清洗水泵的出水口经管路与所述膜区内的膜组件连接。

上述废水脱氮装置中，曝气系统包括：鼓风机、管路和控制阀；

所述鼓风机分别经管路和设置在所述管路上的控制阀与所述好氧区内的微孔曝气装置、所述膜区内的脉冲曝气装置连接。

上述废水脱氮装置中，有机碳源投加系统包括：有机碳源供应池和有机碳源投加泵；其中，

所述有机碳源供应池经管路与所述机碳源投加泵连接；

所述机碳源投加泵的出口与所述一体化短程硝化-反硝化反应池的缺氧区内连通。

上述废水脱氮装置中，第一、第二回流管路上均可设置混合液回流泵；第二回流管路设有剩余污泥排出口。通过设置第一、第二回流管路，可实现向好氧区和缺氧区的分段回流的方式回流混合液。

本实用新型实施例提供的废水脱氮装置，由于采用了膜生物反应器形式，有效地提高了活性污泥，尤其是短程硝化污泥的生物量，在保证污水处理效果的同时，可大大减少占地面积和基建费用；膜区脉冲曝气的设计，在保证高效、稳定气洗效果的同时，可大大降低膜气洗能耗；特殊的分段回流设计可有效的避免回流混合液中残留大量的DO，可提高反硝化效率的同时，减少好氧区生化曝气量；短程硝化-反硝化工艺设计，可在节省25%左右需氧量和40%左右的有机碳源，节约了大量的运行费用，同时可有效缩短反硝化反应时间，有效减小池体缺氧区占地20%-40%；该技术处理效果和经济性能，均优于现有的污水脱氮装置。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型的废水脱氮装置做进一步说明。

本实用新型提供一种一体化脱氮装置，该装置如图1所示，由一体化生化短程硝化-反硝化反应池、膜出水与清洗系统、曝气系统和有机碳源投加系统组成。

所述一体化短程硝化-反硝化反应池，主要由缺氧区、好氧区和膜区组成，各个反应区相互连通；其中缺氧区设有机械搅拌装置，好氧区设有微孔曝气装置，膜区设有膜组件及脉冲曝气装置，脉冲曝气装置利用小流量风机形成脉冲曝气，可实现高效、节能、稳定的膜气洗过程，能有效降低膜气洗能耗1/3～1/2；

所述一体化短程硝化-反硝化反应池缺氧区、好氧区和膜区的水力停留时间分别为3～8h，6～16h，1～2h。

所述一体化短程硝化-反硝化反应池采用膜生物反应器形式，无需二沉池及污泥回流装置，占地仅为常规工艺的25%～50%；彻底分离了水力停留时间和污泥龄，可控制装置内污泥龄大于短程硝化菌的倍增时间、同时小于硝化菌的倍增时间，有效截留短程硝化菌，提高了反应池内生物量，有效提高去除效率。

所述一体化短程硝化-反硝化反应池采用分段回流的方式回流混合液：膜区及好氧区均设有混合液回流装置，分别回流至好氧区和缺氧区，回流比可根据水质条件及具体排放要求控制在100～500%之间；上述分段回流方式与常规膜区至缺氧区相比，可解决回流至缺氧区的混合液中残余的溶解氧量过大而引起的反硝化效果差的问题，可缩短反硝化时间。

所述一体化短程硝化-反硝化反应池外设有膜出水系统——膜产水泵及产水箱，膜清洗系统——维护性清洗、在线酸洗和在线氯洗装置；根据所处理污水C/N比的情况，可有选择性的设置有机物投加装置；

此外，上述实例描述的比较详细，但不应理解为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应以说服权利要求为准，本领域技术人员受本实用新型的启示进行简单的替换、组合或变形都应落入本实用新型的保护范围内。

下面结合具体实施例对上述装置作进一步说明。

实施例

本实施例提供一种一体化废水脱氮装置，由一体化短程硝化-反硝化反应池、膜出水与清洗系统、曝气系统、有机碳源投加系统组成；其中一体化反应池由缺氧区、好氧区和膜区组成，各个反应区相互连通；缺氧区设有机械搅拌装置，好氧区设有微孔曝气装置，膜区设有膜组件及脉冲曝气装置；上述缺氧区、好氧区和膜区的水力停留时间分别为3h，6h，1h；反应池内污泥浓度通过定期排泥控制在6000-10000mg/L之间，好氧区溶解氧浓度控制在0.5-2.5mg/L；膜区及好氧区均设有混合液回流比分别为200%和400%，同时设置有机物投加装置。

该废水脱氮装置处理规模为50m3/d，原污水CODCr为200-400mg/L，氨氮为300-400mg/L；

在常温条件下，该装置在上述工况条件下，可使出水CODCr小于20mg/L，去除率达到95%，氨氮小于10mg/L，去除率达95%以上，TN小于60mg/L，去除率达85%，出水亚硝酸氮40mg/L左右，硝酸氮5mg/L左右，亚硝化率达80%-90%。

此外，上述实例描述的比较详细，但不应理解为对本实用新型的限制，本实用新型的保护范围应以说服权利要求为准，本领域技术人员受本实用新型的启示进行简单的替换、组合或变形都应落入本实用新型的保护范围内。

本实用新型实施例的废水脱氮装置与现有的污水脱氮装置相比，具有以下有益效果：由于一体化脱氮装置，采用膜生物反应器形式，无需二沉池及污泥回流装置，占地仅为常规工艺的25%-50%；彻底分离了水力停留时间和污泥龄，有效截留短程硝化菌，提高了反应池内生物量，有效提高去除效率；

由于采用短程硝化-反硝化技术，可在节省25%左右需氧量和40%左右的有机碳源；

由于膜区膜组件采用脉冲曝气装置对膜丝表面进行冲洗，可实现高效、节能、稳定的膜气洗过程，能有效降低膜气洗能耗1/3-1/2；

所述一体化短程硝化-反硝化反应池采用分段回流的方式回流混合液：膜区及好氧区均设有混合液回流管路，分别回流至好氧区和缺氧区，可解决常规回流方式中残余溶解氧量过大而引起的反硝化效果差的问题，可缩短反硝化时间；

该污水脱氮一体化装置适用范围广，可处理高氨氮，低C/N比的废水，原水氨氮浓度为200-2000mg/L，C/N比为1:1～5:1的废水均可适用；

该一体化废水脱氮装置耐冲击负荷能力强，可实现全自动化运行，运行管理方便。

该装置中，由于一体化短程硝化-反硝化反应池采用了膜生物反应器形式，有效地提高了活性污泥，尤其是短程硝化污泥的生物量，在保证污水处理效果的同时，可大大减少占地面积和基建费用；膜区脉冲曝气的设计，在保证高效、稳定气洗效果的同时，可大大降低膜气洗能耗；特殊的分段回流设计可有效的避免回流混合液中残留大量的DO，可提高反硝化效率的同时，减少好氧区生化曝气量；短程硝化-反硝化工艺设计，可在节省25%左右需氧量和40%左右的有机碳源，节约了大量的运行费用，同时可有效缩短反硝化反应时间，有效减小池体缺氧区占地20%-40%；该技术处理效果和经济性能，均优于现有的污水脱氮装置。

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 (10)

1.一种一体化废水脱氮装置，其特征在于，包括： 

一体化短程硝化-反硝化反应池、膜出水与清洗系统、曝气系统和有机碳源投加系统；其中， 

所述一体化短程硝化-反硝化反应池内设置顺次连通的缺氧区、好氧区和膜区，所述缺氧区内设有机械搅拌装置，所述好氧区内设有微孔曝气装置，所述膜区内设有膜组件和脉冲曝气装置，所述好氧区与所述缺氧区之间设有第一回流管路，所述膜区与所述好氧区之间设有第二回流管路； 

所述膜出水与清洗系统与所述述膜区内的膜组件连接； 

所述曝气系统分别与所述好氧区内的微孔曝气装置、所述膜区内的脉冲曝气装置连接； 

所述有机碳源投加系统与所述一体化短程硝化-反硝化反应池的缺氧区内连通。 

2.根据权利要求1所述的一体化废水脱氮装置，其特征在于，所述一体化短程硝化-反硝化反应池内的缺氧区、好氧区和膜区由设置在反应池池体内的两道隔板分割而成； 

所述缺氧区与好氧区之间的连通口设置在两者之间隔板的上部； 

所述好氧区与膜区之间的连通口设置在两者之间隔板的下部； 

所述缺氧区设有有机物投加装置。 

3.根据权利要求1所述的一体化废水脱氮装置，其特征在于，所述好氧区的容积大于所述缺氧区的容积，所述缺氧区的容积大于或等于所述膜区的容积。 

4.根据权利要求1所述的一体化废水脱氮装置，其特征在于，所述缺氧区内的机械搅拌装置的转轴上间隔设有至少两个搅拌浆； 

所述缺氧区经管路与引入废水的进水泵连接。 

5.根据权利要求1所述的一体化废水脱氮装置，其特征在于，所述微孔曝气装置设置在所述好氧区的底部。 

6.根据权利要求1所述的一体化废水脱氮装置，其特征在于，所述脉冲曝气装置设置在所述膜区的底部，所述膜组件设置在所述脉冲曝气装置上方的所述膜区内。 

7.根据权利要求1至6任一项所述的一体化废水脱氮装置，其特征在于，所述膜出水与清洗系统包括：膜产水泵、产水箱、清洗水泵、清洗液箱和管路；其中， 

所述膜产水泵经管路与所述膜区内的膜组件连接； 

所述膜产水泵的出水口分别与所述产水箱的进水口、所述清洗液箱的进水口连接； 

所述产水箱设有供水口和排放口； 

所述清洗液箱设有供液口和排空口； 

所述产水箱的供水口、所述清洗液箱的供液口分别经管路与所述清洗水泵连接； 

所述清洗水泵的出水口经管路与所述膜区内的膜组件连接。 

8.根据权利要求1至6任一项所述的一体化废水脱氮装置，其特征在于，所述曝气系统包括：鼓风机、管路和控制阀； 

所述鼓风机分别经管路和设置在所述管路上的控制阀与所述好氧区内的微孔曝气装置、所述膜区内的脉冲曝气装置连接。 

9.根据权利要求1至6任一项所述的一体化废水脱氮装置，其特征在于，所述有机碳源投加系统包括：有机碳源供应池和有机碳源投加泵；其中， 

所述有机碳源供应池经管路与所述机碳源投加泵连接； 

所述机碳源投加泵的出口与所述一体化短程硝化-反硝化反应池的缺氧区内连通。 

10.根据权利要求1所述的一体化废水脱氮装置，其特征在于，所述第二回流管路设有剩余污泥排出口。