CN210103554U - 一种化工尾水强化脱氮装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种化工尾水强化脱氮装置，属于环保技术领域。它包括一级反应器和二级反应器，一级反应器的底部设置有反硝化布水管，反硝化布水管与反硝化进水管相连，一级反应器的上部设置有反硝化出水管，反硝化进水管与反硝化出水管之间设置有反硝化填料层，反硝化填料层与反硝化出水管之间设置有一级回流管，该一级回流管通过管道与内回流布水管相连；反硝化出水管通过二级反应器的硝化进水管与硝化布水管相连，二级反应器内由下往上依次设置有硝化布水管、硝化填料层和二级回流管，二级回流管通过管道与反硝化进水管相连，二级反应器上部设置有硝化出水管。本实用新型在达到良好脱氮效果的基础上确保尾水COD达标排放。

Description

一种化工尾水强化脱氮装置

技术领域

本实用新型属于环保技术领域，更具体地说，涉及一种化工尾水强化脱氮装置。

背景技术

目前化工尾水总氮(TN)的排放标准日趋严格，尾水中的硝态氮、亚硝态氮的生物降解一直是处理难题。因化工尾水中营养源较低，可生化性物质较少，难以满足硝态氮、亚硝态氮反硝化的营养需求，若在反硝化前端补充满足反硝化需求的营养源，出水COD难以稳定达标排放。

经检索发现，申请号201320094679.6，申请日为2013年3月2日的中国实用新型专利公开了生物膜脱氮反应器，其以接触氧化器为一级反应器，生物滤池为二级反应器；一级生物膜反应器升流式进水并曝气，主要功能是脱碳和硝化，二级反应器生物滤池为降流式并二次进水，不曝气，缺氧运行，利用污水碳源反硝化从而达到脱氮的目的。该实用新型需要二次进水，将硝化的处理水在二级生物膜反应器与二次进入的污水混合，缺氧运行，利用二次污水中的碳源实现脱氮。

此外，申请号201810235593.8，申请日为2018年3月21日的中国发明专利申请公开了垃圾渗滤液高效脱氮系统及其脱氮工艺，该发明针对前端碳源不足的垃圾滤液，包括一级硝化池+结合移动床生物膜反应器的反硝化池+二级硝化池+超滤膜的核心结构；针对高脱氮需求的垃圾滤液，包括前置反硝化池+一级硝化池+后置结合移动床生物膜反应器的反硝化池+ 二级硝化池+超滤膜的核心结构。该发明充分利用现有碳源，实现氨氮和总氮的去除，但该脱氮技术主要从分离的角度考虑，运行能耗高、操作复杂、处理成本高。

实用新型内容

1.要解决的问题

本实用新型的目的在于克服现有化工尾水脱氮处理技术的不足，提供了一种化工尾水强化脱氮装置，该装置将反硝化与硝化反应器进行组合，利用多孔聚氨酯填料附着微生物强化硝化、反硝化作用，以达到脱氮、除COD的功能。

2.技术方案

为了达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种化工尾水强化脱氮装置，包括一级反应器和二级反应器，一级反应器的底部设置有反硝化布水管，反硝化布水管与反硝化进水管相连，一级反应器的上部设置有反硝化出水管，反硝化进水管与反硝化出水管之间设置有反硝化填料层，反硝化填料层与反硝化出水管之间设置有一级回流管，该一级回流管通过管道与内回流布水管相连；

反硝化出水管通过二级反应器的硝化进水管与硝化布水管相连，二级反应器内由下往上依次设置有硝化布水管、硝化填料层和二级回流管，二级回流管通过管道与反硝化进水管相连，二级反应器上部设置有硝化出水管。

优选地，一级反应器和二级反应器在填料层下方设置有反冲洗单元，所述反冲洗单元包括反冲洗水管和反冲洗气管，反冲洗单元用于冲洗填料层。

优选地，一级回流管和内回流布水管之间的管道上设置有内回流泵和流量计。

优选地，反硝化进水管上设置有碳源投加装置和二级回流口，且二级回流口位于碳源投加装置和反硝化布水管之间，二级回流管通过管道与二级回流口相连。

优选地，二级反应器内设置有曝气管，且曝气管设置于硝化进水管和硝化填料层之间。

优选地，所述的内回流布水管设置于反硝化布水管和反硝化填料层之间。

优选地，反冲洗气管包括冲洗进气总管和进气支管，所述的进气支管沿着冲洗进气总管的长度方向均匀设置，且进气支管上开设孔眼，孔眼向下斜45°交叉布置。

优选地，所述的曝气管包括曝气支管、曝气环管和曝气总管，曝气支管上均匀的设置有微孔曝气头，所述的曝气总管贯穿设置于曝气支管的中部，且曝气总管与曝气支管的中部相连通。

优选地，一级反应器内还设置有反冲洗水管，反冲洗水管设置于反冲洗气管和内回流布水管之间；和/或二级反应器内设置有反冲洗水管，反冲洗水管设置于反冲洗气管和硝化布水管之间。

优选地，二级反应器内还设置有曝气管，且曝气管设置于反冲洗水管和反冲洗气管之间。

3.有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的一种化工尾水强化脱氮装置，包括一级反应器和二级反应器，一级反应器的底部设置有反硝化布水管，反硝化布水管与反硝化进水管相连，一级反应器的上部设置有反硝化出水管，反硝化进水管与反硝化出水管之间设置有反硝化填料层，反硝化填料层与反硝化出水管之间设置有一级回流管，该一级回流管通过管道与内回流布水管相连；反硝化出水管通过二级反应器的硝化进水管与硝化布水管相连，二级反应器内依次设置有硝化布水管、硝化填料层和二级回流管，二级回流管通过管道与反硝化进水管相连，二级反应器上部设置有硝化出水管；通过将反硝化反应器与硝化反应器相结合，在达到脱氮效果的基础上确保了尾水COD达标排放，在进水TN浓度低于100mg/L的情况下，经过装置处理的出水 TN浓度可达到15mg/L以下；

(2)本实用新型的一种化工尾水强化脱氮装置，将反硝化装置作为一级反应器，将硝化装置作为二级反应器，这样配置不仅能够充分利用原水的碳源来促进反硝化脱氮功能，而且能够利用二级反应器来降解废水中的有机物，避免因前端投加过多碳源造成反应器出水COD 增加；

(3)本实用新型的一种化工尾水强化脱氮装置，二级反应器与一级反应器之间设置有二级回流管，二级回流管和反硝化进水管之间的管道上设置有混合液回流泵，将二级反应器的部分出水回流至一级反应器的进水，通过反硝化菌的降解，将氮氧化物转化为氮气，从而强化脱氮的效果；

(4)本实用新型的一种化工尾水强化脱氮装置，两级反应器的进水方式均采用升流式，一级反应器采用升流式的作用是能够通过水力搅拌控制反应器内缺氧环境，从而替代了传统的搅拌设备，减少设备投资，二级反应器采用升流式的作用能够避免反应器出水携带脱落的微生物膜，造成出水SS指标偏高；

(5)本实用新型的一种化工尾水强化脱氮装置，两级反应器填料均采用聚氨酯填料，该聚氨酯填料为方形多孔填料，其具有孔隙率高、挂膜速度快、微生物负载量大，可强化反硝化效率的优点，并且由于其多孔结构可将硝化装置内的空气气泡切割成细小的气泡，增加硝化装置曝气的均匀性和扩散性。

附图说明

图1为本实用新型的一种化工尾水强化脱氮装置的剖面示意图；

图2为本实用新型的一种化工尾水强化脱氮装置的曝气系统示意图；

图3为本实用新型的一种化工尾水强化脱氮装置的气反冲洗系统示意图。

附图中的标号说明：

100、一级反应器；101、反硝化布水管；102、反硝化填料层；103、反硝化出水管；

110、反硝化进水管；111、内回流布水管；120、一级回流管；121、一级反冲洗水管；

130、内回流泵；131、一级反冲洗气管；140、碳源投加装置；150、一级反冲洗出水阀门；

200、二级反应器；201、硝化布水管；202、硝化填料层；203、硝化出水管；

210、硝化进水管；211、二级反冲洗水管；220、二级回流管；221、曝气管；

222、二级回流口；230、混合液回流泵；231、二级反冲洗气管；250、二级反冲洗出水阀门；

2211、曝气支管；2212、曝气环管；2213、曝气总管；2214、微孔曝气器；

31A、冲洗进气总管；31B、冲洗进气支管。

具体实施方式

下文对本实用新型的示例性实施例的详细描述参考了附图，该附图形成描述的一部分，在该附图中作为示例示出了本实用新型可实施的示例性实施例。尽管这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域技术人员能够实施本实用新型，但应当理解可实现其他实施例且可在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下对本实用新型作各种改变。下文对本实用新型的实施例的更详细的描述并不用于限制所要求的本实用新型的范围，而仅仅为了进行举例说明且不限制对本实用新型的特点和特征的描述，以提出执行本实用新型的最佳方式，并足以使得本领域技术人员能够实施本实用新型。因此，本实用新型的范围仅由所附权利要求来限定。

下文对本实用新型的详细描述和示例实施例可结合附图来更好地理解，其中本实用新型的元件和特征由附图标记标识。

实施例1

如图1所示，本实施例的一种化工尾水强化脱氮装置，包括一级反应器100和二级反应器200，一级反应器100的底部设置有反硝化布水管101，反硝化布水管101与反硝化进水管 110相连，反硝化进水管110上设置有碳源投加装置140和二级回流口222，且二级回流口 222位于碳源投加装置140和反硝化布水管101之间。

一级反应器100的上部设置有反硝化出水管103，反硝化进水管110与反硝化出水管103 之间设置有反硝化填料层102，反硝化填料层102与反硝化出水管103之间设置有一级回流管120，该一级回流管120通过管道与内回流布水管111相连，内回流布水管111设置于反硝化布水管101和反硝化填料层102之间。在一级回流管120和内回流布水管111之间的管道上设置有内回流泵130和流量计，用于通过调节内回流泵130的流量来控制一级反应器100 内水体的上升流速。

反硝化出水管103通过二级反应器200的硝化进水管210与硝化布水管201相连，二级反应器200内依次设置有硝化布水管201、硝化填料层202和二级回流管220，二级回流管220通过管道与反硝化进水管110相连，进一步地二级回流管220通过管道与反硝化进水管110上的二级回流口222相连。二级回流管220和反硝化进水管110之间的管道上设置有混合液回流泵230和流量计，用于根据二级反应器200出水中的硝态氮含量调节混合液回流泵230的流量来控制回流比。二级反应器200远离硝化进水管210的一端设置有硝化出水管203。

此外，二级反应器200内设置有曝气管221，且曝气管221设置于硝化进水管210和硝化填料层202之间。如图2所示，所述的曝气管221包括曝气支管2211、曝气环管2212和曝气总管2213。曝气支管2211上均匀的设置有微孔曝气头2214。

一级反应器100在填料层下方设置有反冲洗单元，用于冲洗填料层，所述反冲洗单元包括一级反冲洗水管121和一级反冲洗气管131；二级反应器200在填料层下方设置有反冲洗单元，用于冲洗填料层，所述反冲洗单元包括二级反冲洗水管211和二级反冲洗气管231。其中，一级反冲洗气管131、二级反冲洗气管231包括冲洗进气总管31A和冲洗进气支管31B，所述的冲洗进气支管31B沿着冲洗进气总管31A的长度方向均匀设置，且进气支管31B上开设孔眼，孔眼向下斜45°交叉布置(如图3所示)。

一级反应器100内还设置有一级反冲洗水管121，一级反冲洗水管121设置于一级反冲洗气管131和内回流布水管111之间；和/或二级反应器200内设置有二级反冲洗水管211，二级反冲洗水管211设置于二级反冲洗气管231和硝化布水管201之间。

值得说明的是，反硝化进水管110上设置的碳源投加装置140可用于当化工尾水BOD₅/TN 较低时，向一级反应器100投加碳源来调节水体BOD₅/TN比值，一般将BOD₅/TN比值调节至3～5，以确保一级反应器100内的良好脱氮效果。

此外，反硝化填料层102和硝化填料层202均采用聚氨酯填料，所述聚氨酯填料为方形多孔聚氨酯填料，尺寸为50×50×50mm。由于一级反应器100内碳源相对充足，微生物生长迅速，为避免大量微生物膜封堵填料孔隙，影响填料透水性能，一级反应器100中聚氨酯填料的孔隙率为5～10ppi，二级反应器200内聚氨酯填料的孔隙率为10～20ppi。

将上述化工尾水强化脱氮装置用于处理化工尾水，待处理的化工尾水通过反硝化进水管 110进入一级反应器100的反硝化布水管101，若化工尾水BOD₅/TN较低，无法满足脱氮所需营养源要求时，由碳源投加装置140向进水投加碳源。进入反硝化布水管101的化工尾水以升流方式穿过反硝化填料层102，进行反硝化处理，一级反应器100内的运行环境为缺氧状态。该缺氧环境通过将反硝化填料层102上层的尾水由一级回流管120回流至内回流布水管111来实现，其中调节内回流泵130的流量来控制一级反应器100内尾水的上升流速，正常运行时一级反应器100内溶解氧控制在0～0.2mg/L，进水上升流速控制在5～8m/h。

一级反应器100处理后的出水从反硝化出水管103，通过二级反应器200的硝化进水管 210进入硝化布水管201。进入硝化布水管201的水体以升流方式穿过硝化填料层202，进行硝化处理，二级反应器200的运行环境为好氧状态。该好氧环境通过在二级反应器200内设置有曝气管221来实现，通过曝气管221对二级反应器200进行增氧，并且控制反应器内溶解氧浓度为2～5mg/L。

经过二级反应器200处理后的水体可以通过二级回流管220进入二级回流口222，从而回流进入反硝化进水管110，进行强化脱氮处理。通过控制混合液回流泵230的流量来调节回流比，其中该回流比根据二级反应器200的出水中硝态氮含量确定。处理后的出水最终从硝化出水管203排出。

该一级反应器100在填料层下方设置有反冲洗单元，用于冲洗装置内填料表层的附着微生物，所述反冲洗单元包括一级反冲洗水管121和一级反冲洗气管131；二级反应器200在填料层下方设置有反冲洗单元，用于冲洗装置内填料表层的附着微生物，所述反冲洗单元包括二级反冲洗水管211和二级反冲洗气管231，反冲洗方式采用水洗+气洗，气冲洗强度为10 L/m2.s，水冲洗强度为5L/m2.s，冲洗强度为10min。一级反应器100的反冲洗出水通过打开一级反冲洗出水阀门150排出；二级反应器200的反冲洗出水通过打开二级反冲洗出水阀门 250排出。

在进水TN浓度低于100mg/L的情况下，通过本实用新型的化工尾水强化脱氮装置的处理可使最终出水TN浓度降至15mg/L以下。

在上文中结合具体的示例性实施例详细描述了本实用新型。但是，应当理解，可在不脱离由所附权利要求限定的本实用新型的范围的情况下进行各种修改和变型。详细的描述和附图应仅被认为是说明性的，而不是限制性的，如果存在任何这样的修改和变型，那么它们都将落入在此描述的本实用新型的范围内。此外，背景技术旨在为了说明本技术的研发现状和意义，并不旨在限制本实用新型或本申请和本实用新型的应用领域。

Claims (10)

1.一种化工尾水强化脱氮装置，包括一级反应器(100)和二级反应器(200)，其特征在于：一级反应器(100)的底部设置有反硝化布水管(101)，反硝化布水管(101)与反硝化进水管(110)相连，一级反应器(100)的上部设置有反硝化出水管(103)，反硝化进水管(110)与反硝化出水管(103)之间设置有反硝化填料层(102)，反硝化填料层(102)与反硝化出水管(103)之间设置有一级回流管(120)，该一级回流管(120)通过管道与内回流布水管(111)相连；

反硝化出水管(103)通过二级反应器(200)的硝化进水管(210)与硝化布水管(201)相连，二级反应器(200)内依次设置有硝化布水管(201)、硝化填料层(202)和二级回流管(220)，二级回流管(220)通过管道与反硝化进水管(110)相连，二级反应器(200)上部设置有硝化出水管(203)。

2.根据权利要求1所述的一种化工尾水强化脱氮装置，其特征在于：

一级反应器(100)在进水端部上设置有反冲洗单元，所述反冲洗单元包括一级反冲洗水管(121)和一级反冲洗气管(131)，反冲洗单元用于冲洗填料层；

二级反应器(200)在进水端部上设置有反冲洗单元，所述反冲洗单元包括二级反冲洗水管(211)和二级反冲洗气管(231)，反冲洗单元用于冲洗填料层。

3.根据权利要求1所述的一种化工尾水强化脱氮装置，其特征在于：一级回流管(120)和内回流布水管(111)之间的管道上设置有内回流泵(130)和流量计。

4.根据权利要求1所述的一种化工尾水强化脱氮装置，其特征在于：反硝化进水管(110)上设置有碳源投加装置(140)和二级回流口(222)，且二级回流口(222)位于碳源投加装置(140)和反硝化布水管(101)之间，二级回流管(220)通过管道与二级回流口(222)相连。

5.根据权利要求2所述的一种化工尾水强化脱氮装置，其特征在于：二级反应器(200)内设置有曝气管(221)，且曝气管(221)设置于硝化进水管(210)和硝化填料层(202)之间。

6.根据权利要求2所述的一种化工尾水强化脱氮装置，其特征在于：所述的内回流布水管(111)设置于反硝化布水管(101)和反硝化填料层(102)之间。

7.根据权利要求2所述的一种化工尾水强化脱氮装置，其特征在于：一级反冲洗气管(131)、二级反冲洗气管(231)包括冲洗进气总管(31A)和进气支管(31B)，所述的进气支管(31B)沿着冲洗进气总管(31A)的长度方向均匀设置，且进气支管(31B)上开设孔眼，孔眼向下斜45°交叉布置。

8.根据权利要求5所述的一种化工尾水强化脱氮装置，其特征在于：所述的曝气管(221) 包括曝气支管(2211)、曝气环管(2212)和曝气总管(2213)，曝气支管(2211)上均匀的设置有微孔曝气头(2214)，所述的曝气总管(2213)贯穿设置于曝气支管(2211)的中部，且曝气总管(2213)与曝气支管(2211)的中部相连通。

9.根据权利要求2、6、7任意一项所述的一种化工尾水强化脱氮装置，其特征在于：一级反应器(100)内还设置有一级反冲洗水管(121)，一级反冲洗水管(121)设置于一级反冲洗气管(131)和内回流布水管(111)之间；和/或

二级反应器(200)内设置有二级反冲洗水管(211)，二级反冲洗水管(211)设置于二级反冲洗气管(231)和硝化布水管(201)之间。

10.根据权利要求9所述的一种化工尾水强化脱氮装置，其特征在于：二级反应器(200)内还设置有曝气管(221)，且曝气管(221)设置于二级反冲洗水管(211)和二级反冲洗气管(231)之间。

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