CN211170079U - 一种用于渗滤液生化出水深度脱氮的设备 - Google Patents

Abstract

一种用于渗滤液生化出水深度脱氮的设备，包括：进水单元、反应单元、出水单元和反冲洗单元；该进水单元用于将待处理的污水，送入该反应单元；该反应单元用于对污水进行深度脱氮处理，处理过的水送入该出水单元；该出水单元用于将处理后得到的水，输送出去；该反冲洗单元用于对该反应单元进行冲洗；其中，该反应单元设有多个反应室，每个反应室中装设有用于处理污水的填料和反硝化微生物，该填料选用混合在一起的硫磺颗粒与石灰石颗粒。本实用新型能够很好地保障深度处理后出水总氮达标。

Description

一种用于渗滤液生化出水深度脱氮的设备

技术领域

本实用新型涉及污水处理设备，尤其涉及到深度脱氮设备。

背景技术

垃圾渗滤液由于成分复杂、污染物浓度高，对环境危害大等特点持续受到关注。国家环境保护局对生活垃圾填埋场排放水中污染物进行了特别限制，在 2008年修改的《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)中，对排入城镇污水处理厂的生活垃圾渗滤液处理要求出水CODcr浓度从1000mg/L降低至100mg/L，同时增加了氨氮和总氮排放要求(分别为25mg/L和40mg/L)。由于垃圾渗滤液排放标准的提高，垃圾渗滤液处理工艺必将面临升级改造。

现有垃圾渗滤液深度脱氮技术主要为纳滤或反渗透膜工艺。纳滤或反渗透膜深度处理工艺的出水水质虽然可达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》 (GB16889-2008)表2的排放标准，但NF/RO膜处理技术作为垃圾渗滤液深度处理在实际运用中存在诸多问题：

1、运行管理及维护难度大：采用NF/RO膜过滤进行垃圾渗滤液深度处理，存在膜污染和膜通量下降等问题，为减缓这些问题，膜处理前需要配备严格的预处理设施，减少膜处理负荷，否则膜污染和堵塞后处理效率急剧下降。同时在膜运行过程中，须定期舒塞、清洁、检查，且膜处理过程流程复杂，维护相对较难。

2、运行成本高：垃圾渗滤液具有成分复杂、易结垢的特点，导致膜使用寿命缩短，大幅度增加了因更换膜而带来的运行成本；实际运行中膜更换费用约为11～14元/m³，约占总运行成本12～15％。同时膜处理工艺在用电和消耗药剂等方面的费用也较高。此外，膜处理工艺要求操作、维护、管理人员的专业技术水平较高，相应的人工成本明显增加。

3、浓缩液问题：NF/RO膜处理正常运行下产水率约为70～85％，其余15～30％是垃圾渗滤液浓缩液，其处理难度更大。浓缩液若不处理，直接进入环境中，将严重影响环境质量，带来后续环境问题，若对浓缩液进行处理，势必将进一步增加运行处理费用，且目前还未有较成功经济的技术运用在浓缩液处理上。

4、脱氮不完全：常规的反硝化过程需要投加碳源，通过异养反硝化菌利用碳作为电子供体，将硝酸盐氮转化为氮气；为保证处理效果，需额外投入碳源，会增加运行成本，同时碳源投加过量还会增加COD超标风险。当垃圾渗滤液经常规生化处理后脱氮不完全即生化段出水中仍含较高的硝态氮时，因现有的NF/RO膜处理工艺对硝态氮的去除率不高，而导致深度处理出水总氮超标。同时膜处理工艺只是将部分硝态氮富集到浓缩液中，降低出水的硝态氮，并没有将硝态氮反硝化为氮气。

综上，现有的处理设备有明显的缺点，当生化段出水中仍含较高的硝态氮时，难以保障深度处理后出水总氮达标。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提出一种用于渗滤液生化出水深度脱氮的设备，能够很好地保障深度处理后出水总氮达标。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种用于渗滤液生化出水深度脱氮的设备，包括：进水单元、反应单元、出水单元和反冲洗单元；该进水单元用于将待处理的污水，送入该反应单元；该反应单元用于对污水进行深度脱氮处理，处理过的水送入该出水单元；该出水单元用于将处理后得到的水，输送出去；该反冲洗单元用于对该反应单元进行冲洗；其中，该反应单元设有多个反应室，每个反应室中装设有用于处理污水的填料和反硝化微生物，该填料选用混合在一起的硫磺颗粒与石灰石颗粒。

本实用新型的有益效果在于，通过设置反应室，在反应室中装设有用于处理污水的硫磺颗粒与石灰石颗粒填料，和在填料上的反硝化微生物，能够很好地保障深度处理后出水总氮达标。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1为本实用新型的设备的前视示意图。

图2为图1中B-B向的剖面结构示意。

图3为本实用新型的设备的后视示意图。

图4为本实用新型的设备的俯视示意图。

图5为采用本实用新型的设备的处理效果示意图。

其中，附图标记说明如下：10设备1进水单元11进水管12泵13阀 2反应单元21反应体22竖隔板23支撑板24反应室25中间连通管 251溢流口26阀27缓冲区28配水管29集水槽3出水单元31出水管33阀4反冲洗单元41反冲洗进管42阀43进水管44泵45阀46 进气管47泵48阀49反冲洗排水管491支管492溢流口493阀。

具体实施方式

现结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。

参见图1至图5，图1为本实用新型的设备的前视示意图。图2为图1中 B-B向的剖面结构示意。图3为本实用新型的设备的后视示意图。图4为本实用新型的设备的俯视示意图。图5为采用本实用新型的设备的处理效果示意图。本实用新型提出一种用于渗滤液生化出水深度脱氮的设备10，包括：进水单元1、反应单元2、出水单元3和反冲洗单元4。值得一提的是，当进水 DO(溶解氧)较高时，可在进水单元1的上游增设除氧单元。

进水单元1用于将待处理的污水，送入反应单元2。进水单元1包括进水管11，泵12和阀13。举例而言，待处理的污水为垃圾渗滤液处理厂生化段出水，在阀13受控打开的情形下，控制泵12工作，可以将待处理的污水经由进水管11泵送到反应单元2。

反应单元2用于对污水进行深度脱氮处理，处理过的水送入出水单元3。反应单元2包括：反应体21，五个竖隔板22，支撑板23，四个反应室24，五个中间连通管25，五个阀26，两个缓冲区27，六个配水管28和集水槽29。

反应体21呈长方体状，具有底壁、竖直地连接在底壁的前端和后端的前壁与后壁，以及竖直地连接在底壁的两侧并将前壁与后壁连接起来的两个侧壁。竖隔板22竖直地连接底壁以及两个侧壁。反应体21的顶端设有盖板(图未示出)。

五个竖隔板22连接底壁和两个侧壁，将反应体21的内腔分隔出四个反应室24和两个缓冲区27。反应室24的支撑板23连接竖隔板22和两个侧壁，缓冲区27连接的支撑板23连接前壁或后壁、竖隔板和两个侧壁，并高出于底壁设定的距离。中间连通管25将相邻的两个反应室24之间或者相邻的反应室24与缓冲区27之间连通。每个中间连通管25上装设有阀26。

对应于每个反应室24或者缓冲区27，在支撑板23与底壁21之间，设置有一个配水管28。具体地，靠近前壁的缓冲区27，为进水缓冲，对应于该缓冲区27的配水管28与进水管11连通；靠近后壁的缓冲区27，为出水缓冲。

若四个反应室24依次称着：第一、第二、第三、第四反应室，则；第一中间连通管25，将缓冲区27与对应于第一反应室24的配水管28连通；第二中间连通管25，将第一反应室24与对应于第二反应室24的配水管28连通；第三中间连通管25，将第二反应室24与对应于第三反应室24的配水管28连通；第四中间连通管25，将第三反应室24与对应于第四反应室24的配水管 28连通；第五中间连通管25，将第四反应室24与对应于缓冲区27的配水管 28连通。

在靠近后壁的缓冲区27中，于后壁的设定高度，设置有集水槽29。反应单元2的出水，经由集水槽29可以送到出水单元3。

值得一提的是，反应单元2单侧进水，在各反应室24之间，水流方向均为从下至上，利用高度差产生的重力自流运行。根据填料粒径的不同，设置不同高度差，反应室24的底部借助支撑板23，将填料区与进水区分开。配水管 28设置在支撑板23的下方，配水管28的管身设置有若干小孔，能够保证反应室24均匀进水。

具体而言，第一、第二、第三、第四以及第五中间连通管25的溢流口251，也即位于上方的端口，在靠近前壁的缓冲区27、第一、第二、第三以及第四反应室24中的竖直高度，是依次降低的。

值得一提的是，这四个反应室24中均装设有用于处理污水的填料和反硝化微生物。其中，填料选用混合在一起的硫磺颗粒与石灰石颗粒，根据具体水质及处理规模，选择合适的粒径，粒径范围大致在2～15mm，例如：硫磺与石灰石选用粒径尺寸为8～10mm，且填料填充高度均不超过各反应室24的顶部配水口(即中间连通管25的溢流口251)。反硝化微生物由在填料中接种污水厂生化池污泥后经过驯化得到。

出水单元3用于将处理后得到的水，输送出去。出水单元3包括出水管 31和阀33。

反冲洗单元4用于对反应单元2进行冲洗。反冲洗单元4包括：反冲洗进管41，六个阀42，进水管43，泵4，阀45，进气管46，泵47，阀48和反冲洗排水管49。反冲水通过进水管43，经由泵44和阀45，可以送到反冲洗进管41，再经由各个阀42，送入相应的反应室24内。类似地，反冲气通过进气管46，经由泵47和阀48，可以送到反冲洗进管41，再经由各个阀42，送入相应的反应室24内。可以理解的是，反冲洗进管41是反冲洗水和反冲洗气复用的。反冲洗单元4包括排气孔(图未示出)。排气孔位于反应单元2顶端的盖板上并与反应单元2的顶部相通。反冲洗气可以经由排气孔，向外排出。

反冲洗排水管49上设有四个支管491和阀493。四个支管491对应于四个反应室24。各反应室24的反冲水，经由出管49的支管491顶端的溢流口 492，流入反冲洗排水管49，再流经阀493，排出。

具体而言，第一、第二、第三以及第四支管491的溢流口492，也即位于上方的端口，在第一、第二、第三以及第四反应室24中的竖直高度，是依次降低的。

值得一提的是，本设备10安装有自动控制单元与在线监测单元(图未示出)，正常运行状态下，反冲洗单元4为关闭状态，通过自动控制单元设置定期反冲洗，以保证设备10运行正常。通过在线监测单元确定设备10处理效果，以便及时调整设备10运行状态。

可以理解的是，本设备10的各反应室24的反冲洗可单独进行，也可依次按程序进行，根据设备10的运行状态进行调整。

实验一

也称启动实验。设备10以某垃圾渗滤液处理厂生化段出水为处理对象，进行深度处理。硫磺粒径为2～3mm，石灰石粒径为3～5mm，硫磺与石灰以1:1 (体积比)进行均匀添加，反应填料填至低于溢流口251的5cm处，填充率为44.67％(低于50％)，加入填料时接种污水厂生化池污泥。填装后关闭反冲洗水洗和气洗阀门，打开进水中间连通管的电磁阀及出水阀门，之后开始运行。

通过进水单元1将污水泵进反应单元2，运行参数为：硝态氮为 32.03mg/L，TN为87.28mg/L，停留时间为12h。每日观测自动仪表检测数值，结果如图5所示，运行至10天时出水保持稳定，此后出水硝态氮小于1mg/L，硝氮脱除效果良好。出水TN为38.84mg/L。

实验二

也称高污染负荷脱氮实验。在上述实验一之后继续进行本实验。设备10 以某垃圾渗滤液处理厂生化段出水为处理对象，同时通过添加硝态氮提高污染负荷，运行参数为：进水硝态氮浓度为：65.96～114.01mg/L，TN为 119.63～165.60mg/L，停留时间为12h，在进水浓度提高后出水无明显波动，出水硝氮仍保持在1mg/L以下，硝态氮去除率在98.00％以上，具有高效脱氮能力，出水TN为46.42～48.14mg/L。

实验三

也称高水力负荷高污染负荷脱氮实验。在上述实验一之后继续进行本实验。设备10以某垃圾渗滤液处理厂生化段出水为处理对象，同时通过添加硝态氮提高污染负荷，运行参数为：进水硝态氮浓度为：114.81～122.49mg/L， TN浓度为169.07～173.00mg/L停留时间为4.1h。出水略有波动，稳定运行后出水硝氮仍保持在7mg/L以下，TN为53mg/L，硝态氮去除率在96.70％以上，仍具有高效脱氮能力。

本实用新型的有益效果在于：利用硫自养反硝化微生物，以硫源作为电子供体，以硝态氮为电子受体将其还原为氮气，实现反硝化脱氮，无需投加碳源，对前端工艺要求较低；主要利用硫自养反硝化工艺脱氮，无需设置混合液回流，无需曝气促进硝化，产泥量低等，不仅运行操作管理简单，也降低了运行成本；脱氮效率高，处理效果稳定，耐冲击能力强；设置自动检测装置，可实现污水在线检测，不断优化设备运行参数。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改和替换，都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于渗滤液生化出水深度脱氮的设备，其特征在于，包括：进水单元、反应单元、出水单元和反冲洗单元；该进水单元用于将待处理的污水，送入该反应单元；该反应单元用于对污水进行深度脱氮处理，处理过的水送入该出水单元；该出水单元用于将处理后得到的水，输送出去；该反冲洗单元用于对该反应单元进行冲洗；其中，该反应单元设有多个反应室，每个反应室中装设有用于处理污水的填料和反硝化微生物，该填料选用混合在一起的硫磺颗粒与石灰石颗粒。

2.根据权利要求1所述的用于渗滤液生化出水深度脱氮的设备，其特征在于：该硫磺颗粒和该石灰石颗粒的粒径范围在2～15mm。

3.根据权利要求2所述的用于渗滤液生化出水深度脱氮的设备，其特征在于：该硫磺颗粒和该石灰石颗粒的粒径范围在8～10mm。

4.根据权利要求1所述的用于渗滤液生化出水深度脱氮的设备，其特征在于：该硫磺颗粒与石灰石颗粒的填充率低于50％；其中，该硫磺颗粒与该石灰石颗粒的体积比为1：1。

5.根据权利要求1所述的用于渗滤液生化出水深度脱氮的设备，其特征在于：该反硝化微生物由在填料中接种污水厂生化池污泥后经过驯化得到。

6.根据权利要求1至5任一项所述的用于渗滤液生化出水深度脱氮的设备，其特征在于：该反应单元还包括设置在该进水单元与反应室之间的缓冲区和设置在反应室与该出水单元之间的缓冲区。

7.根据权利要求6所述的用于渗滤液生化出水深度脱氮的设备，其特征在于：该反应单元还包括多个中间连通管，用于将相邻的两个反应室之间或者相邻的反应室与缓冲区之间连通。

8.根据权利要求7所述的用于渗滤液生化出水深度脱氮的设备，其特征在于：这些中间连通管的溢流口在对应的缓冲区和多个反应室中的竖直高度，是依次降低的。

9.根据权利要求1至5任一项所述的用于渗滤液生化出水深度脱氮的设备，其特征在于：该反冲洗单元包括反冲洗进管、反冲洗排水管和排气孔；其中，该反冲洗进管对应于各个反应室设有阀，该反冲洗排水管对应于各个反应室设有支管，该排气孔位于该反应单元顶端的盖板上并与该反应单元的顶部相通。

10.根据权利要求9所述的用于渗滤液生化出水深度脱氮的设备，其特征在于：这些支管位于上方的端口，在这些反应室中的竖直高度，是依次降低的。

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