CN210261290U - 一种一体式废水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种一体式废水处理装置。该装置包含缺氧区、好氧区、及介于缺氧区与好氧区间的沉淀区，缺氧区的底部通过连通管连接至好氧区，以将缺氧区处理后的水溢流至好氧区进行短程硝化处理；好氧区配置有曝气系统；缺氧区连接混合液回流装置，以将短程硝化废水回流至缺氧区，同时依据通过好氧区配置的第二气提泵将好氧区泥水抽排到沉淀区；沉淀区的底部配置有污泥回流口，用以将污泥再回流到缺氧区及排水口，用以将处理后符合要求的水排出；如此循环进行短程硝化/反硝化作用直至好氧区水质达标排放。该装置适用于高浓度有机废水处理、难降解有机废水、高氨氮废水脱除总氮，对废水中的有毒有害物质抗冲击能力强，去除效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种适用于钢铁、煤化工等行业高氮氮废水处理领域，具体的涉及一种一体式废水处理装置。
背景技术
随着水体富营养化和水短缺问题日趋严重，钢铁、煤化工等行业对氨氮的排放标准进一步提高，对总氮排放也提出了要求，一般要求氨氮的排放标准为5mg/L，总氮的排放标准为15mg/L，目前，高氨氮工业废水处理应用较多的是生物脱氮方式是全程硝化/反硝化技术，通常采用两级缺氧/好氧和沉淀工艺，该工艺因其原水中碳氮比较低，反硝化过程必须额外添加碳源，且一体式废水处理装置好氧区的空气需求量较大导致电耗较高。现有研究表明，废水中的氨氮转化为亚硝酸盐需要经过亚硝化细菌的作用，溶解氧、温度、pH是影响短程硝化比较重要的因素，其次是游离氮和亚硝酸根离子浓度等。因此，迫切需要一种简单、易控制、低运行费用的装置和方法来满足这个要求。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提出一种一体式废水处理装置来解决上述问题。根据本实用新型的一个方面，提供了一种一体式废水处理装置，其特征在于，包含缺氧区、好氧区、及介于缺氧区与好氧区间的沉淀区；
所述缺氧区的底部通过连通管连接至好氧区，以将缺氧区处理后的水溢流至所述好氧区进行短程硝化处理；所述好氧区配置有第二气提泵，其基于指令将处理后的水通过出水口抽排至所述沉淀区，所述缺氧区连接混合液回流装置，其用以将短程硝化的水与流入回流装置的原水混合后回流至缺氧区；
所述沉淀区的底部配置有污泥回流口，用以将污泥再回流到所述缺氧区，及排水口，用以将经处理符合要求的水排出。该混合液回流装置连接至好氧区，这样好氧区处理的水部分回流至该混合液回流装置内与原水混合后再流入缺氧区，这样可降低流入缺氧区原水的氨氮浓度，有利于后续处理。
优选的，该第二气提泵经气抽排的水流经通过释气池，经释气池释气的水进入沉淀区。
优选的，该释气池配置有复数个隔板，经气提泵提升的水流经所述隔板以释放水中的气泡。
优选的，该缺氧区处理的水溢流至好氧区且达到要求预设的第一液位，开启好氧区中的曝气系统，所述曝气系统配置于好氧区的中下部。
优选的，该曝气系统采用穿孔曝气，其连接空气管。
优选的，该沉淀区的液位高于所述缺氧区的液位，其内的污泥通过底部配置的回污泥流口回流到所述缺氧区。所述好氧区内配置的曝气系统大致与好氧区的底部平行。
优选的，该缺氧区处理的水溢流至好氧区且达到要求预设的第二液位，开启第二气提泵，其基于指令将处理后的水通过出水口抽排至沉淀区，开启第一气提泵，用以将水部分回流至混合液回流装置经过混合后流入缺氧区。
优选的，该好氧区配置有pH计，其电性连接控制系统，基于所述pH计反馈的信息所述控制系统控制与其电性连接的碱液投加泵动作使得好氧区的pH值介于7.5～8.8。
优选的，该处理装置运行时，所述好氧区的温度介于30-40℃。
优选的，该缺氧区的NH4+—N介于范围0.02-1.7mg/L，好氧区NO2―—N浓度介于0.2-2.8mg/L。
有益效果
相对于现有技术，本申请实施方式具有如下优点:
(1)本申请提出的装置其采样一体式的设计，这样其结构简化，亚硝化效率较高，操作流程简单；
(2)所有计量仪器、阀门均与自控系统相连并部分连锁，因而运行过程中操作简便，精准控制；
(3)充分利用原水中的碳源，大幅减少了外加碳源；
(4)通过直接控制pH以达到实现并维持亚硝化。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本实用新型的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本实用新型的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本实用新型的原理。
图1为本实用新型一实施例的一体式废水处理装置的处理方法流程图；
图2为本实用新型一实施例的废水处理装置的结构示意图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本实用新型的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
本申请实施方式提出的一体式废水处理装置其工作过程如图1所示，待处理的废水(也称原水)通过水泵泵入缺氧区进行反硝化处理，经过缺氧区处理的水流入好氧区进行短程硝化，好氧区处理过的水部分回流至缺氧区，部分经释气处理后流入沉淀区(沉淀池)，经沉淀的泥水再送入缺氧区再次进行反硝化处理，沉淀区的污泥通过污泥出口排出，这样如此反复循环，直至好氧区流入沉淀池的水达到排放标准排出(也称出水)。这样经过本申请实施方式处理后的水完全能达到污水排放要求：化学需氧量≤50mg/L，氨态氮≤5mg/L，总氮≤ 15mg/L，总磷≤0.5mg/L。
本申请实施方式提出的一体式废水处理装置，其包含缺氧区、好氧区、及介于缺氧区与好氧区间的沉淀区，该缺氧区配置有混合液回流装置，该好氧区配置有曝气系统；该缺氧区通过连通管连接至好氧区，好氧区通过第一气提泵将短程硝化处理的废水回流至缺氧区，通过第二组气提泵将缺氧区的泥水抽排到沉淀区；沉淀区的污泥通过其下方配置的污泥回流口(基于重力)流到一体式废水处理装置的缺氧区。如此反复循环进行短程硝化/反硝化作用，直至好氧区水质达标排放。较佳的，在沉淀区还配置有释气区域，用以排出水中的夹气。装置在运行时依据配置的仪器检查的信息，低于设定值时补充碳源和碱度(PH值)。本实施方式中，基于同一水平面，沉淀系统(沉淀区)的液位最高，其次是缺氧区，好氧区的液位最低。沉淀区的最低液位高于缺氧区的最高液位，这样由于液位压力使得沉淀区污泥回流至缺氧区；同理缺氧区的液位高于好样区的液位。混合液回流装置用以将好氧区回流的处理过的水与原水混合后再流入缺氧区，这样可降低进水的氨氮浓度，有利于后续处理，同时促进反硝化作用。
如图2所示为本申请一实施方式的一体式废水处理装置的结构示意图，该处理装置包含，进水口1、出水口2、空气管3、剩余污泥排放管4、混合液回流气提泵5、缺氧区温度计6、缺氧区pH计7、缺氧区溶解氧仪8、缺氧区氧化还原电位仪9、好氧区温度计10、好氧区pH计11、好氧区溶解氧仪12、好氧区氧化还原电位仪13、进水流量计14、空气流量计15、出水堰16、缺氧区计量堰17、缺氧区计量标尺18、曝气管19、反应和释气池进水气提泵20、反应和释气隔板21、污泥回流口22、缺氧区23、好氧区24、反应和释气区25、沉淀区26、计量堰27、计量标尺28、搅拌机29、缺氧/好氧区连通管30。
该装置运行时，原水(废水)通过水泵从进水口1泵入缺氧区23，当泵入的水达到某高度时(具体视应用场合设定，在此不作限定)，基于控制系统(图未示)开启缺氧区的搅拌机29，进行搅拌，缺氧区23处理的水通过配置于其底部的缺氧/好氧区连通管30溢流入好氧区24，溢流入好氧区24的水达到某一高度时，基于控制系统开启曝气系统19，好氧区处理的水达到工作液位时，开启好氧区至缺氧区的短程硝化液气提泵5，部分水回流至缺氧区，开启好氧区至斜板沉淀区的气提泵20，部分水流入沉淀区进行沉淀。沉淀区污泥再通过污泥回流口回流到一体化生物反应器缺氧区，如此循环，直至好氧区的水达标(达到排放的标准)后排出。
本实施方式中，缺氧区23还配置有进水口1及配置该进水口的进水流量计 14、空气管3、剩余污泥排放管4、缺氧区温度计6、缺氧区pH计7、缺氧区溶解氧仪8、缺氧区氧化还原电位仪9、好氧区温度计10。本实施方式中，好氧区 24还配置有好氧区pH计11、好氧区溶解氧仪12、好氧区氧化还原电位仪13、空气流量计15、出水堰16、缺氧区计量堰17、缺氧区计量标尺18。该出水堰通过计量标尺来准确反应进入沉淀区的水量。第一、二气提泵都是需要空气管3 的空气动力提升水。
上述的一体式废水处理装置是集缺氧/好氧、沉淀、污泥回流、混合液回流为一体的设备。这样的设计，装置结构简单，降低装置的占地面积。其具有泥水分离、污泥回流、混合液回流的功能。缺氧区、沉淀区、好氧区相互隔离，其内的液体仅依据预设的管流动。在缺氧区，其用以反硝化菌利用有机物将亚硝酸盐氮转化为氮气来脱除总氮。好氧区其用以利用亚硝化细菌将氨氮转化为亚硝酸盐氮。好氧区的曝气系统采用穿孔曝气。污泥回流及混合液回流，沉淀区的污泥通过重力自流进入缺氧区来实现污泥回流，缺氧区处理后(生化)的水依据重力自流进入好氧区，本实施方式中，沉淀系统(沉淀区)的液位最高，其次是缺氧区，好氧区的液位最低。这样降低装置的运行能耗，提高其经济效益。本实施方式中，好氧区的出水进入沉淀系统，以及好氧区混合液进入缺氧区分别需要抽取装置(如气提泵)来实现这提升。大比例的污泥回流(约3～5： 1)保障了进入缺氧区的回流污泥量，使整个系统的生物量增加，一体式废水处理装置的污泥浓度可达到6000～10000mg/L左右。大比例的混合液回流(约20～ 30：1，即好氧区短程硝化液流量与系统进水水量之比，是进水量的20-30倍)为总氮的去除率提供了保障，同时使进水的毒性物质得到稀释。
上述的一体式废水处理装置中沉淀系统也称沉淀区，好氧区处理的水(即好氧区出水)经第二气提泵提升至沉淀系统。较佳的，为防止出水中夹气进而影响沉淀效果，在沉淀区前设置释气池，较佳的如隔板，经气提泵提升的水通过释气池(多级跌水)来释放气泡，这样经过释放气工序处理的水进入沉淀区来进一步提高沉淀效果。在一实施方式中，在隔板前设置混凝剂，利用隔板来达到反应的目的。
上述的一体式废水处理装置中，为准确计量污泥的回流量，在隔板的前段设置三角堰或矩形堰，这样通过计量标尺来准确反应进入沉淀区的水量。
上述的一体式废水处理装置中，基于沉淀区的沉淀保证了其出水的水质(水中低固体悬浮物)，同时保障了高的污泥浓度。在一实施方式中，装置中省去浓缩池。
上述的一体式废水处理装置还包含控制系统，该控制系统基于指令或预设的程序控制装置的运行。具体的，在一实施方式中，好氧区的溶解氧仪与空气流量计连锁，基于该溶解氧仪检测的信息控制系统调整水中氧含量，使其在预设的范围(较佳的，如溶解氧维持在2-4mg/L)；好氧区的pH计与碱液投加泵连锁，基于该pH计检测的信息控制系统控制碱液投加泵使得好氧区在运行期间 pH值维持在预设的区间(如，pH值介于7.5～8.8)。在一实施方式中，缺氧区、好氧区分别配置有pH计、溶解氧仪、氧化还原电位仪、温度计；较佳的，其还设有进水、好氧区空气流量计，其分别电性连接控制系统。
接下来描述上述的一体式废水处理装置的处理方法，其包括以下步骤：
S1.将原水(废水)通过水泵泵入一体式废水处理装置的缺氧(A池)区，进行反硝化处理；
S2.缺氧区的水溢流至好氧区，进行短程硝化处理。
S3.好氧区的通过第一气提泵，用以将部分水回流至缺氧区，通过第二气提泵，用以将部分水输送至沉淀区进行沉淀，
S4.经沉淀的水通过污泥再回流到缺氧区进行反硝化处理，
S5.沉淀区符合要求的水排出。
该方法中，S1中，还包含，泵入缺氧区的原水(废水)达到预设(要求)液位后，开启缺氧区的搅拌机装置以某一转速(如，960转/分钟) 进行搅拌。
该方法中，S1中，搅拌机装置以某一区间内的转速进行搅拌，其可以为恒定的转速，也可为在某一转速区间内变速搅拌。
该方法中，S2中，还包含，
溢流至好氧区且达到要求预设的第一液位，开启好氧区的曝气系统。较佳的，该曝气系统开启后的预设时间内(如，24～48小时)好氧区溶解氧维持在 2～4mg/L之间(其基于好氧区溶解氧仪检测的信息通过控制系统的调整来实现)，pH值维持在7.5～8.8之间(其基于好氧区pH计检测的信息通过控制系统的调整来实现)。
该方法中，S2中，还包含，好氧区的水量达到第二液位(也称工作液位)，停止进水或者小流量进水，
开启第一气提泵，用以将处理的水部分回流至缺氧区，开启第二气提泵，将水抽入沉淀区进行沉淀。较佳的，回流比20-30：1，污泥回流量为3～5：1，污泥浓度可达到6000～10000mg/L；此时好氧区的溶解氧浓度维持在0.5～ 1.2mg/L。
重复S1-S4，直至沉淀区的水符合排放要求排出。该方法中，随着一体式废水处理装置的好氧区短程硝化反应持续进行，pH和NH4+—N值逐步下降，NO2 -—N日益升高，亚硝态氮/总氮达到90％，逐步提高进水量，直至达到一体式废水处理装置工艺设计标准。亚硝酸态氮大于等于13.5mg/L。
该方法中，缺氧区NH4 +—N范围0.02～1.7mg/L，好氧区NO2 ―—N基于浓度 0.2～2.8mg/L。一体式废水处理装置在运行期间pH维持在7.5-8.8，若运行期间pH低于维持pH(如，7.5)，则加大进水量或者投加液碱；若高于维持pH(如， 8.8)，则停止进水。好氧区运行期间温度维持30-40℃，其通过控制进水温度达到调控。根据进水、一体式废水处理装置缺氧区、好氧区化学需氧量测量值，在缺氧区补充少量甲醇碳源；同时依据总磷消耗情况，适时补充磷源。
该方法中，以二沉池污泥作为接种污泥，分别注入一体化生物反应器缺氧区、好氧区。
该方法中，好氧区水量达到工作液位(第二液位)，其内的溶解氧介于0.5～1.2mg/L。在一实施的方法中，开启好氧区的曝气系统，其运行的某一时间内(如24～48小时内)好氧区的溶解氧值介于2～ 4mg/L。
该方法中，将水抽入沉淀区进行沉淀，前较佳的还经过释气工序，这样经过释放水中的气体的水流入沉淀区，来进一步提高沉淀效果。
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种一体式废水处理装置，其特征在于，包含缺氧区、好氧区、及介于缺氧区与好氧区间的沉淀区；
所述缺氧区的底部通过连通管连接至好氧区，以将缺氧区处理后的水溢流至所述好氧区进行短程硝化处理；
所述好氧区配置有第二气提泵，其基于指令将处理后的水通过出水口抽排至所述沉淀区，所述缺氧区连接混合液回流装置，其用以将部分短程硝化的水与流入回流装置的原水混合后回流至缺氧区；
所述沉淀区的底部配置有污泥回流口，用以将污泥再回流到所述缺氧区，及排水口，用以将经处理符合要求的水排出。
2.如权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述第二气提泵经气抽排的水流经通过释气池，经释气池释气的水进入沉淀区。
3.如权利要求2所述的处理装置，其特征在于，所述释气池配置有隔板，经气提泵提升的水流经所述隔板以释放水中的气泡。
4.如权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述缺氧区的液位高于好氧区的液位，所述缺氧区处理的水溢流至好氧区且达到要求预设的第一液位，开启好氧区中的曝气系统，所述曝气系统配置于好氧区的中下部。
5.如权利要求4所述的处理装置，其特征在于，所述曝气系统采用穿孔曝气，其连接空气管。
6.如权利要求4所述的处理装置，其特征在于，所述缺氧区处理的水溢流至好氧区且达到要求预设的第二液位，开启第二气提泵，其基于指令将处理后的水通过出水口抽排至沉淀区，开启第一气提泵，用以将水部分回流至混合液回流装置经过混合后流入缺氧区。
7.如权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述沉淀区的液位高于所述缺氧区的液位，其内的污泥通过底部配置的回污泥流口回流到所述缺氧区；所述好氧区内配置的曝气系统大致与好氧区的底部平行。
8.如权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述好氧区配置有pH计，其电性连接控制系统，基于所述pH计反馈的信息所述控制系统控制与其电性连接的碱液投加泵动作使得好氧区的pH值介于7.5～8.8。
9.如权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述处理装置运行时，所述好氧区的温度介于30-40℃。
10.如权利要求1所述的处理装置，其特征在于，所述缺氧区的NH4+—N介于范围0.02-1.7mg/L，好氧区NO2―—N浓度介于0.2-2.8mg/L。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN110127847A (zh) * | 2019-06-06 | 2019-08-16 | 麦王环境技术股份有限公司 | 一种一体式废水处理装置及其处理方法 |
| CN113912186A (zh) * | 2021-11-10 | 2022-01-11 | 天津壹新环保工程有限公司 | 一种低能耗装配式农村污水处理装置及方法 |
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