CN212293203U - 适用于污水中硝酸盐的氮去除系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于污水中硝酸盐的氮去除系统，包括用于去除悬浮颗粒物的预处理子系统以及用于降解脱氮的污水处理子系统；污水处理子系统包括按照水流方向依次连通的厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池以及深度脱氮子系统；缺氧池为MBBR池，MBBR池内设有MBBR填料层；深度脱氮子系统包括：脱氮池以及设置在脱氮池内部的靶向吸附填料层，靶向吸附填料层用于吸附硝酸盐；脱氮池设置有再生液进水管道和富氮硝化液回流管道，富氮硝化液回流管道连接MBBR池。本实用新型采用靶向吸附填料层对污水中的总氮进行高效吸附和去除，不受水体环境和季节温度变化的影响，能够保障总氮去除效率的稳定。

Description

适用于污水中硝酸盐的氮去除系统

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种适用于污水中硝酸盐的氮去除系统。

背景技术

目前市政污水处理厂普遍采用传统AO(缺氧-好氧)生物工艺脱氮，脱氮效率受到硝化液回流比的制约，同时受到回流硝化液所携带溶解氧的制约，脱氮效率不佳。而且生物脱氮效率同时受到冬季低温和进水碳源不足的制约，出水总氮波动很大。

行业内多采用改良AO工艺来提高传统AO工艺脱氮效率不高的问题，如多点进水AO或外加碳源多级AO等，但对于以生活污水为主的城市污水，改良AO工艺的出水TN(总氮)大概在10-15mg/L。为了进一步降低出水TN同时提高污水处理厂冬季的脱氮效率，很多城市污水处理厂都增加了深度脱氮工艺，即在二沉池出水处增加反硝化生物滤池或深床滤池，实现硝态氮的进一步去除。经调研，通过外部投加碳源，在夏季水温较高的条件下，深度脱氮工艺的出水TN可以降至4-6mg/L。

而根据地表水环境质量标准(GB3838-2002)要求，地表V类水TN要求不高于2mg/L，地表IV类水TN要求不高于1.5mg/L，地表III类水TN要求不高于1mg/L。目前的市政污水处理厂无论传统工艺还是深度脱氮工艺，TN都不可能达到地表水水质要求。因此，为降低末端受纳水体(河湖等)的TN浓度，往往需要采用人工湿地或水生态修复的手段，对TN进行进一步的去除，但众所周知，在低温条件下，这些TN去除的措施，依然不能达到地表水水质标准对TN的要求。

实用新型内容

鉴于此，本实用新型实施例提供了一种适用于污水中硝酸盐的氮去除系统，以消除或改善对污水中总氮去除率低的问题，提高污水排放的安全性。

本实用新型的技术方案如下：

本实用新型提供一种适用于污水中硝酸盐的氮去除系统，包括：

用于去除悬浮颗粒物的预处理子系统以及用于降解脱氮的污水处理子系统；

所述污水处理子系统包括按照水流方向依次连通的厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池以及深度脱氮子系统；

所述缺氧池为MBBR池，所述MBBR池内设有MBBR填料层；所述深度脱氮子系统包括：脱氮池以及设置在脱氮池内部的靶向吸附填料层，所述靶向吸附填料层用于吸附硝态氮；所述脱氮池设置有再生液进水管道和富氮硝化液回流管道，所述富氮硝化液回流管道连接所述MBBR池。

在一些实施例中，所述脱氮池的出水口设置有总氮检测设备。

在一些实施例中，所述再生液进水管道设有电动进水阀，所述电动进水阀连接所述总氮检测设备。

在一些实施例中，所述总氮检测设备还设有报警器。

在一些实施例中，所述靶向吸附填料层为粉煤灰陶粒层或生物炭层。

在一些实施例中，所述MBBR填料层采用蜂窝型填料。

在一些实施例中，所述脱氮池底部还设有排泥管，用于排出靶向吸附填料层内失效的填料。

在一些实施例中，所述好氧池底部设有连接所述缺氧池的混合液回流管道。

在一些实施例中，所述预处理子系统包括按照水流方向依次连通的絮凝池和初沉池。

在一些实施例中，所述预处理子系统的入水口处还设有格栅。

本实用新型的有益效果是，通过设置所述深度脱氮子系统，采用所述靶向吸附填料层对污水中的总氮进行高效吸附和去除，不受水体环境和季节温度变化的影响，能够保障总氮去除效率的稳定。同时，利用所述再生液进水管道对吸附饱和的所述靶向吸附填料层经行洗脱，实现循环高效的利用。通过所述富氮硝化液回流管道，将洗脱所述靶向吸附填料层得到的富氮回流液导入MBBR池进行生物降解，提高了系统的除氮能力，以减少废液排放，增强了对于污染物流量变化的适应性。

本实用新型的附加优点、目的，以及特征将在下面的描述中将部分地加以阐述，且将对于本领域普通技术人员在研究下文后部分地变得明显，或者可以根据本实用新型的实践而获知。本实用新型的目的和其它优点可以通过在书面说明及其权利要求书以及附图中具体指出的结构实现到并获得。

本领域技术人员将会理解的是，能够用本实用新型实现的目的和优点不限于以上具体所述，并且根据以下详细说明将更清楚地理解本实用新型能够实现的上述和其他目的。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的限定。附图中的部件不是成比例绘制的，而只是为了示出本实用新型的原理。为了便于示出和描述本实用新型的一些部分，附图中对应部分可能被放大，即，相对于依据本实用新型实际制造的示例性装置中的其它部件可能变得更大。在附图中：

图1为本实用新型一实施例所述适用于污水中硝酸盐的氮去除系统的结构示意图；

图2为本实用新型一实施例所述适用于污水中硝酸盐的氮去除系统中预处理子系统结构示意图；

图3为本实用新型一实施例所述适用于污水中硝酸盐的氮去除系统中深度脱氮子系统结构示意图。

附图标记：

110：预处理子系统； 111：格栅； 112：絮凝池；

113：初沉池； 120：污水处理子系统； 121：厌氧池：

122：缺氧池； 123：好氧池； 124：沉淀池；

125：深度脱氮子系统； 1251：脱氮池； 1252：靶向吸附填料层；

126：再生液进水管道； 127：富氮硝化液回流管道； 128：排泥管。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本实用新型做进一步详细说明。在此，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

在此，还需要说明的是，为了避免因不必要的细节而模糊了本实用新型，在附图中仅仅示出了与根据本实用新型的方案密切相关的结构和/或处理步骤，而省略了与本实用新型关系不大的其他细节。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

在此，还需要说明的是，如果没有特殊说明，术语“连接”在本文不仅可以指直接连接，也可以表示存在中间物的间接连接。

在下文中，将参考附图描述本实用新型的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

现有污水处理系统中，对于硝酸盐中氮的去除效率不高，在经过改良的A/O工艺进行处理后，排出的水中总氮含量平均在10～15mg/L，即便是采用反硝化生物滤池或深床滤池进行深度除氮，其排出的水中总氮含量在4～6mg/L，这依旧无法达到地表水环境质量标准的要求，会对水体环境造成影响。现有技术中，可以采用人工湿地或反渗透法进行进一步脱氮，但是人工湿地以及反渗透法存在其固有的缺陷。其中，采用人工湿地/水生态治理的方法进一步脱氮，占地面积大，投资高，技术措施复杂；冬季低温条件下脱氮效果很差，依然难以达到地表水水质对TN要求；人工湿地容易堵塞，需要频繁维护；进一步地，由于城市污水处理厂出水TN受不同季节水温波动的影响，变化较大，而人工湿地/水生态治理必须满足最不利情况(冬季)下的设计，对进水水质波动的适应性较差。反渗透法去除污水中TN，对于城市污水处理厂，需要增加复杂的预处理系统，包括但不限于砂滤、高级氧化、超滤和反渗透等，系统投资巨大，运行成本高，占地面积偏大；反渗透系统容易污堵，需要频繁清洗，维护工作量大，维护成本高；城市污水处理厂出水采用反渗透除TN，系统回收率低(一般不高于80％)且浓水需要进一步处理。

因此，本实用新型提供一种适用于污水中硝酸盐的氮去除系统，如图1和图3所示，包括：

用于去除悬浮颗粒物的预处理子系统110以及用于降解脱氮的污水处理子系统120；

污水处理子系统120包括按照水流方向依次连通的厌氧池121、缺氧池122、好氧池123、沉淀池124以及深度脱氮子系统125；

缺氧池122为MBBR池(图中未示出)，MBBR池内设有MBBR填料层；深度脱氮子系统125包括：脱氮池1251以及设置在脱氮池1251内部的靶向吸附填料层1252，靶向吸附填料层1252用于吸附硝态氮；脱氮池1251设置有再生液进水管道126和富氮硝化液回流管道127，富氮硝化液回流管道127连接MBBR池。

本实施例是基于A²/O工艺的改进，以提升对污水中总氮的去除率。具体的，预处理子系统110用于对初始污水进行预处理，主要可以包括对于污水中垃圾的筛除、可悬浮颗粒物的絮凝沉降等。

因此，在一些实施例中，如图2所示，预处理子系统110的入水口处还设有格栅111，用于过滤筛除污水中的悬浮垃圾，格栅111的密度可以根据污水种类具体设置，对于一般生活污水，由于生活垃圾体积一般较大，可以设置5～10cm间隙的格栅111；对于农业污水或工业污水等，可以适应性的降低格栅111的间隙。

在一些实施例中，如图2所示，预处理子系统110包括按照水流方向依次连通的絮凝池112和初沉池113。在絮凝池112中，通过絮凝作用对污水中的悬浮颗粒物进行处理，通过在体系中加入高分子絮凝剂，高分子絮凝剂通过自身的极性基或离子基团与质点形成氢键或离子对，加之范德华力而吸附于质点表面，在质点间进行桥连形成体积庞大的絮状沉淀而与水溶液分离。絮凝池112可以通过设置挡板形成折流结构，以增加水力停留时间和絮凝时长，以达到更高的絮凝效果。进一步的，初沉池113作用是去除可沉物和漂浮物，减轻后续处理设施的负荷，初沉池113中主要采用自由沉淀，颗粒在沉淀过程中互不干扰，其形状、尺寸和质量均不改变，下沉速度也不改变。初沉池113可以采用平流式沉淀池124、竖流式沉淀池124、辐流式沉淀池124或斜板斜管沉淀池124，具体根据水利环境条件以及污水种类进行选择性配置。

污水处理子系统120是进行生物降解和物理吸附的主要场合，是基于A²/O工艺的改进工艺。

厌氧池121，可以采用地埋式或灌装式，从初沉池113流出的污水首先进入厌氧池121，系统回流污泥中的兼性厌氧发酵菌将污水中的可生物降解有机物转化为挥发性脂肪酸(VFA)等小分子发酵产物，聚磷菌也将释放菌体内储存的多聚磷酸盐，同时释放能量，其中部分能量供专性好氧的聚磷菌在厌氧抑制环境下生存，另一部分能量则供聚磷菌主动吸收类似VFA等污水中的发酵产物，并以聚-β-羟基烷酸(PHA)的形式在菌体内贮存起来。这样，部分碳在厌氧区得到去除。

缺氧池122中，进行反硝化反应，达到同时去碳和脱氮的目的。含有较低浓度碳氮和较高浓度磷的污水随后进入好氧区，其中。缺氧池122可以接受从好氧池123中经混合液回流而带来的大量硝酸盐以及污水中可生物降解的有机物。在本实施例中，缺氧池122为MBBR池，所述MBBR池内设有MBBR填料层，MBBR填料是一种新型生物活性载体，具有比表面积大、亲水性好、生物活性高、挂膜快、处理效果好、使用寿命长等优点。在污水处理过程中，微生物通过在MBBR填料上附着生长，附着稳定，具有较大的反应面积，能够提升生物降解效率。在一些实施例中，MBBR填料层采用蜂窝型填料，填料的形状结构材质不一会有不同的效果，本实施例中采用蜂窝型的MBBR填料，水力半径小，层流状态好，颗粒沉淀不受絮流干扰，适用于高负荷生物滤池、塔式、淹没式生物滤池及生物转盘的微生物体，特点是占地面积小，处理效果好，不须污泥回流。

好氧池123中，聚磷菌在曝气充氧条件下分解体内贮存的PHA并释放能量，用于菌体生长及主动超量吸收周围环境中的溶解性磷，这些被吸收的溶解性磷在聚磷菌体内以聚磷盐形式存在，使得污水中磷的浓度大大降低。污水中各种有机物在经历厌氧、缺氧环境后，进入好氧区时其浓度己经相当低，这将有利于自养硝化菌的生长繁殖。硝化菌在好氧的环境下将完成氨化和硝化作用，将水中的氮转化为NO2-和NO3-。在一些实施例中，好氧池123底部设有连接缺氧池122的混合液回流管道，当硝态氮含量较高时，可以将回流好氧池123中的混合液至厌氧池121中，再一次进行反硝化处理。

沉淀池124中，通过絮凝浓缩污泥，而富含硝态氮的污水进入深度脱氮子系统125，进一步去氮。

具体的，如图3所示，关于深度脱氮子系统125，脱氮池1251中的靶向吸附填料层1252可以为生物炭层，生物炭跟一般的木炭一样是生物质能原料经热裂解之后的产物，其主要的成分是碳分子，生物炭中的碳碳键、碳氢键、羟基碳、羧基碳、羰基碳和酯基碳不同程度地吸附硝态氮。相比于传统的微生物还原法，物理吸附法具有适应性广、效率高的有点，本实用新型中，在传统污水处理工艺流程之后增加物理吸附的深度脱氮子系统125，能够极大提高脱氮能力。在一些实施例中，靶向吸附填料层1252为粉煤灰陶粒层，其结构质地更坚硬，能够适应更强烈的水流冲击。

进一步地，脱氮池1251还设置再生液进水管道126，用于注入再生液以对吸附饱和的靶向吸附填料层1252进行洗脱处理。再生液可以采用盐溶液或醇溶液，示例性的，可以采用10％的氯化钠溶液和0.4mol/L的氢氧化钠溶液作为再生液，对靶向吸附填料层1252进行浸泡再生。对靶向吸附填料层1252浸泡再生产生的大量富氮硝化液，通过富氮硝化液回流管道127输送至厌氧池121(MBBR池)进行反硝化处理，以进一步去氮，减少氮排放。

在一些实施例中，如图3所示，脱氮池1251底部还设有排泥管128，用于排出靶向吸附填料层1252内失效的填料。由于靶向吸附填料层1252在反复吸附和冲洗的过程中，导致吸附性能的减弱，在使用到达设定的时限后，就应当对填料进行更新，以保障对于硝态氮的吸附能力。

在一些实施例中，脱氮池1251的出水口设置有总氮检测设备(图中未示出)。在本实施例中，总氮检测设备可以采用水质总氮检测仪，也可以采用其他能够用于检测水体中氮含量的设备。总氮检测设备用于检测经处理后所排放的水体的水质情况，并根据检测结果对污水处理各部分进程进行调整。

在一些实施例中，再生液进水管道126设有电动进水阀(图中未示出)，电动进水阀连接总氮检测设备，当总氮检测设备检测到水体总氮含量持续超标时，电动进水阀开启输入再生液，对靶向吸附填料层1252进行洗脱。电动进水阀也可以设定为间隔指定时长则开启输入再生液进行洗脱。

在一些实施例中，总氮检测设备还设有报警器(图中未示出)，当水体中的总氮含量持续超标时，进行声光报警提示。

综上所述，本实用新型所述适用于污水中硝酸盐的氮去除系统，占地面积小、投资低、工艺路线简单，可以通过改造现有处理系统实现。通过增设深度脱氮子系统，利用靶向吸附填料层的物理吸附作用吸附硝态氮，处理效果稳定，可以抗击进水水质的波动，冬季低温情况下对总氮的去除依然有良好的表现。同时将厌氧池设置为MBBR池，能够提高总氮去除效率，减少回流压力，增加厌氧池的适应性，提高了对于富氮消化液的接收能力，使得本实用新型的运行稳定性极大增强。

这些仅仅是想要明确表达的示例，可以认为在最低值和最高值之间列举的数值的所有可能组合都是以类似方式在该说明书明确地阐述了的。

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其它元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。

多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其它的元件、成分、部件或步骤。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。因此，本教导的范围不应该参照上述描述来确定，而是应该参照所附权利要求以及这些权利要求所拥有的等价物的全部范围来确定。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。在前述权利要求中省略这里公开的主题的任何方面并不是为了放弃该主体内容，也不应该认为实用新型人没有将该主题考虑为所公开的实用新型主题的一部分。

Claims (10)

1.一种适用于污水中硝酸盐的氮去除系统，其特征在于，包括：

用于去除悬浮颗粒物的预处理子系统以及用于降解脱氮的污水处理子系统；

所述污水处理子系统包括按照水流方向依次连通的厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池以及深度脱氮子系统；

所述缺氧池为MBBR池，所述MBBR池内设有MBBR填料层；所述深度脱氮子系统包括：脱氮池以及设置在脱氮池内部的靶向吸附填料层，所述靶向吸附填料层用于吸附硝态氮；所述脱氮池设置有再生液进水管道和富氮硝化液回流管道，所述富氮硝化液回流管道连接所述MBBR池。

2.根据权利要求1所述的适用于污水中硝酸盐的氮去除系统，其特征在于，所述脱氮池的出水口设置有总氮检测设备。

3.根据权利要求2所述的适用于污水中硝酸盐的氮去除系统，其特征在于，所述再生液进水管道设有电动进水阀，所述电动进水阀连接所述总氮检测设备。

4.根据权利要求3所述的适用于污水中硝酸盐的氮去除系统，其特征在于，所述总氮检测设备还设有报警器。

5.根据权利要求4所述的适用于污水中硝酸盐的氮去除系统，其特征在于，所述靶向吸附填料层为粉煤灰陶粒层或生物炭层。

6.根据权利要求5所述的适用于污水中硝酸盐的氮去除系统，其特征在于，所述MBBR填料层采用蜂窝型填料。

7.根据权利要求6所述的适用于污水中硝酸盐的氮去除系统，其特征在于，所述脱氮池底部还设有排泥管，用于排出靶向吸附填料层内失效的填料。

8.根据权利要求7所述的适用于污水中硝酸盐的氮去除系统，其特征在于，所述好氧池底部设有连接所述缺氧池的混合液回流管道。

9.根据权利要求8所述的适用于污水中硝酸盐的氮去除系统，其特征在于，所述预处理子系统包括按照水流方向依次连通的絮凝池和初沉池。

10.根据权利要求1～9任意一项所述的适用于污水中硝酸盐的氮去除系统，其特征在于，所述预处理子系统的入水口处还设有格栅。

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