CN213652185U - 一种硝酸盐废水再利用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种硝酸盐废水再利用装置，包括脱氮脉冲池、钙泥分离池、生化池、MBR膜池，所述脱氮脉冲池为推流加完全混合的复合池型，所述脱氮脉冲池包括一级脱氮脉冲池和二级脱氮脉冲池，所述钙泥分离池包括一级钙泥分离池和二级钙泥分离池，所述钙泥分离池包括中心布水区、中部分离区、底部浓缩区，所述钙泥分离池有进水区、分离区、浓缩区和自动排泥控制装置；所述生化池前有脱氮除钙系统，后有MBR生物膜系统；所述MBR膜池为好氧生化后的回用处理装置。本实用新型可避免活性污泥发生钙化而活性降低，脱氮的同时降低废水的碳酸钙硬度，污染物去除效率高，具有良好的环保和经济效益。

Description

一种硝酸盐废水再利用装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于太阳能电池行业含氟废水的生化处理改进及回用工艺，属于废水处理、水资源回收利用领域。

背景技术

太阳能电池行业酸碱蚀刻生产工序中，会产生的大量酸碱废水，废水中的污染物主要为氢氟酸、氟硅酸、硝酸等，废水含氟量高达2000mg/L以上，总氮一般约为400-600mg/L，常用处理工艺为氟化钙沉淀法，投加药剂为石灰乳和氯化钙，通过两级混凝反应沉淀去除氟离子，而总氮的去除则采用生化脱氮工艺。

现有工艺存在的主要问题有：除氟后的高硬度硝酸盐废水，含钙硬度高，生化污泥极易发生钙化现象，脱氮效率低，导致生化系统不稳定甚至瘫痪，高硬度废水会引起回用工艺装置的结垢或堵塞，深度回用处理难度大、维护成本高。

氟化钙沉淀法是物化处理工艺，废水成分复杂，水质水量多变，为了使F离子达标排放，Ca离子过量投加，受到物化反应效率以及人工现场操作的影响，除氟后出水含钙浓度仍可达到400-1500mg/L，这对后续的生化脱氮工艺是极为不利的。生化工艺段的Ca离子不能去除，不仅影响到自身脱氮效果，而且后续的中水回用系统也会增加投资和维护成本。

一般钙离子表现为水的硬度指标，除钙即水的软化，常用工艺有：膜分离法、离子交换法、电渗析法、过滤吸附法、化学沉淀法。

化学沉淀法需要添加化学药剂；膜法、吸附法等投资成本较高，且需定期更换耗材，仅适合小水量场合；离子交换、电渗析法等工艺设备结构复杂，运行维护操作难度高，处理不当就会产生二次污染。所以，针对含氮高钙废水，需要一套简单经济的处理工艺来长期稳定有效的脱氮除钙，并达到回用要求。

实用新型内容

实用新型目的：为了克服现有工艺技术中的问题，本实用新型提供了一种硝酸盐废水再利用装置，在不加药的情况下，优化系统控制，降低生化系统中的钙离子浓度，保证脱氮效率，解决含钙废水的难脱氮、难回用的工艺缺陷，提供了一种经济高效的处理及回用工艺方法。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种硝酸盐废水再利用装置，包括脱氮脉冲池、钙泥分离池、生化池、MBR膜池，所述脱氮脉冲池包括一级脱氮脉冲池和二级脱氮脉冲池，所述钙泥分离池包括一级钙泥分离池和二级钙泥分离池，所述钙泥分离池包括中心布水区、中部分离区、底部浓缩区，其中：

所述一级脱氮脉冲池的进水端与进水管路相连，所述一级脱氮脉冲池的出水端通过出水管与一级钙泥分离池的中心布水区连通；所述钙泥分离池的顶部安装有刮泥机，钙泥分离池的底部浓缩区设有出泥管，出泥管连接有一级污泥泵，一级污泥泵的出口连接有一级污泥回流管路和排泥管路，一级污泥回流管路连通一级脱氮脉冲池进水端，排泥管路为泵后管路连通后续污泥处理系统；所述一级钙泥分离池、二级脱氮脉冲池与二级钙泥分离池依次相连，且所述一级钙泥分离池的出水端与超越管路进水端连接，所述一级脱氮脉冲池、二级脱氮脉冲池内均设有潜水搅拌机，所述一级脱氮脉冲池、二级脱氮脉冲池的池底均布有环形脉冲管路，所述二级钙泥分离池底部与二级污泥泵连通，二级污泥泵出口连接二级污泥回流管路和排泥管路，二级污泥回流管路连接在二级脱氮脉冲池的进水端；

所述生化池进水管路分别与超越管路出水端以及二级钙泥分离池出水管路出水端连接，所述生化池的出水两侧设置有生化回流泵，所述回流泵连通生化回流管路，所述生化回流管路分别连接一级脱氮脉冲池和二级脱氮脉冲池，生化池通过膜池进水渠与MBR膜池连接；所述MBR膜池池底泥坑接膜池回流泵，膜池回流泵出口通过膜池回流管路分别与一级脱氮脉冲池、二级脱氮脉冲池连通；

所述MBR膜池出水汇集总管连接产水泵，所述产水回用管路与产水泵连接。

优选的：所述一级脱氮脉冲池和二级脱氮脉冲池(3)内设多组独立且相通的环形脉冲管路(11)，环形脉冲管路(11)的脉冲强度控制在0.01-0.04m³/min﹒m²。

优选的：所述潜水搅拌机(10)为变频控制电机。

优选的：所述刮泥机为周边传动半桥式刮泥机。

优选的：所述MBR膜池采用的是平板生物膜组件。

本实用新型相比现有技术，具有以下有益效果：

1.每个脱氮脉冲池后设置了钙泥分离池，分段控制，脉冲搅拌可实时自动控制，而分离池增设了浓缩区，改进了刮泥机的运行方式，可以在分离池同时实现污泥搅拌回流和浓缩排泥。两级串联，分级排泥和分质回流，同时脱氮除钙，系统稳定，效果好。

2.本实用新型克服了常规脱氮工艺的缺陷：如反硝化反应不充分，微生物活性不高，脱氮效率低，污泥易发生沉积，甚至生化污泥出现大量钙化而导致生化系统崩溃等，同时结合监测污泥特性反馈污泥的控制操作，解决了生化活性污泥和物化含钙污泥的分选难题。

3.将生物脱氮反应和化学除钙反应在两级脱氮脉冲池充分完成，化学污泥和生物污泥两种污泥在分离池分离，通过工艺各段的污泥回流的补泥控制，本实用新型不仅可以去除有机物COD、悬浮物SS等污染，还可以高效脱除NO₃-N，同时在进生化池之前，最大限度的去除废水中的Ca离子，确保生化污泥不受钙化影响，维持较高污泥生物活性，保证后续MBR膜池回用系统的稳定。其适用范围广、耐冲击负荷，能适应不同水质水量的变化，运行成本低、出水水质好。

4.本实用新型实现了工艺的优化控制、无需添加化学药剂、同时脱氮除钙，分离物化污泥和生化污泥，去除效率高，工艺自动化控制程度高，操作简单，维护方便，运行成熟稳定。

附图说明

图1为本实用新型的工艺流程示意图：

其中，1、一级脱氮脉冲池，2、一级钙泥分离池，3、二级脱氮脉冲池，4、二级钙泥分离池，5、生化池，6、膜池进水渠，7、MBR膜池，8、膜组件，9、进水管路，10、潜水搅拌机，11、脉冲管路，12、微孔曝气器，13、产水回用管路，14、一级污泥泵，15、二级污泥泵，16、一级污泥回流管路，17、二级污泥回流管路，18、排泥管路，19、膜池回流泵，20、膜池回流管路，21、生化回流泵，22、生化回流管路，23、膜池进水闸门，24、穿墙回流泵，25、穿墙回流管，26、一级超越管路，27、刮泥机，28、产水泵。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

一种硝酸盐废水再利用装置，如图1所示，包括脱氮脉冲池、钙泥分离池、生化池5、MBR膜池7，所述脱氮脉冲池为推流加完全混合的复合池型，所述脱氮脉冲池包括一级脱氮脉冲池1和二级脱氮脉冲池3，所述钙泥分离池包括一级钙泥分离池2和二级钙泥分离池4，所述钙泥分离池包括中心布水区、中部分离区、底部浓缩区，其中：

脱氮脉冲池和钙泥分离池分为两级，两级之间设有超越管线，相互串联又相互独立。所述一级脱氮脉冲池1的进水端与进水管路9相连，所述一级脱氮脉冲池1的出水端通过出水管与一级钙泥分离池2的中心布水区连通。所述钙泥分离池的顶部安装有刮泥机27，所述刮泥机27为周边传动半桥式，于桥体相连的刮泥板采用的是对数螺旋线式。钙泥分离池2的底部浓缩区设有出泥管，出泥管连接有一级污泥泵14，一级污泥泵14的出口连接有一级污泥回流管路16和排泥管路18，一级污泥回流管路16连通一级脱氮脉冲池1进水端，排泥管路18为泵后管路连通后续污泥处理系统。排泥管路18则将含钙污泥排除至后续污泥处理系统。所述一级钙泥分离池2、二级脱氮脉冲池3与二级钙泥分离池4依次相连，且所述一级钙泥分离池2的出水端与超越管路26进水端连接，所述一级脱氮脉冲池1、二级脱氮脉冲池3内均设有潜水搅拌机10，所述潜水搅拌机10为变频控制电机，所述潜水搅拌机10设置有漏水和过热保护系统。所述一级脱氮脉冲池1、二级脱氮脉冲池3的池底均布有环形脉冲管路11，所述一级脱氮脉冲池1和二级脱氮脉冲池3内设多组独立且相通的环形脉冲管路11，环形脉冲管路11的脉冲强度控制在0.01-0.04m³/min﹒m²，每组环形脉冲管路11的脉冲强度和脉冲时间实时调控。所述二级钙泥分离池4底部与二级污泥泵15连通，二级污泥泵15出口连接二级污泥回流管路17和排泥管路18，二级污泥回流管路17连接在二级脱氮脉冲池3的进水端。

所述生化池5进水管路分别与超越管路26出水端以及二级钙泥分离池4出水管路出水端连接，超越管路26开启时，二级脱氮脉冲池3和二级钙泥分离池4停用。所述生化池5的出水两侧设置有生化回流泵21，所述回流泵21连通生化回流管路22，所述生化回流管路22分别连接一级脱氮脉冲池1和二级脱氮脉冲池3，含有NO₃-N的混合液分别回到一级脱氮脉冲池1和二级脱氮脉冲池3，生化池5出水经膜池进水渠6进入MBR膜池7，所述MBR膜池7内的每组膜池一端设进水闸门23，另一端设穿墙回流泵24连接穿墙回流管25，穿墙回流管25与生化池5进水口连接，将MBR膜池7的污泥内回流到生化池5进水口。所述MBR膜池7池底泥坑接膜池回流泵19，膜池回流泵19出口通过膜池回流管路20分别与一级脱氮脉冲池1、二级脱氮脉冲池3连通，将膜池活性污泥补充到一级脱氮脉冲池1和二级脱氮脉冲池3，剩余污泥由排泥管路18排出。

所述MBR膜池7出水汇集总管连接产水泵28，所述产水回用管路13与产水泵28连接，产水以备生产回用。

所述一级钙泥分离池2和二级钙泥分离池4的进水污泥容积指数SVI在20-50之间，则一级污泥泵14和二级污泥泵15排泥。污泥容积指数SVI在20以下，则停止排泥。污泥容积指数SVI在50-150之间，则脱氮脉冲池按补泥操作，分离池控制污泥回流。污泥容积指数SVI在150以上，则污泥回流加大至100％，并降低脉冲强度和时间。

脱氮脉冲池内按池型对角线布置潜水搅拌机以造流，形成多个沿水平方向有一定倾角的椭圆形旋流区，脉冲环形曝气管交错潜水搅拌机设置，开启脉冲会形成多组沿垂直方向的椭圆形旋流区，旋流区兼有推流和混合的水力流态，纵横交错，泥水充分接触，反应时间长，处理效率高。其中一级脱氮脉冲池1和二级脱氮脉冲池3的面积比通常在1.5-2：1，两个区域的脉冲曝气量在1-1.5：1。根据废水含钙浓度，一般在400mg/L以上，一级脱氮脉冲池1和二级脱氮脉冲池3的曝气量参考气水比在10-16：1。

脱氮脉冲池内不额外添加化学药剂，通过脉冲搅拌推动反硝化反应，NO₃-N通过反硝化菌被还原为N₂，同时产生碱度。反硝化反应需要有机碳作为碳源，废水中易生物降解的有机物不足时，需补充碳源如甲醇等。反硝化过程产生的HCO₃ ^-碱度，通过曝气吹脱，转换为CO₂和CO₃ ^2-，pH值在8.5-9，废水中的Ca²⁺与CO₃ ^2-结合形成晶体，在椭圆形旋流区特有的气水混合流态下，CaCO₃以Ca离子为晶核，通过化学键结合CO₃ ^2-离子，晶体之间的相互作用，逐渐形成更大的晶体颗粒污泥。而生化活性污泥呈细小絮状体，其表面因细菌代谢活动而产生胞外粘液，较易吸附CaCO₃污泥，在脉冲充氧和水力搅拌造流的作用下，两种污泥各自呈悬浮态，互不影响，相互共存，从而在分离池可实现物化和生化污泥的分离。

所述MBR膜池7采用的是平板生物膜组件8，膜通量最少达到0.3m³/m²﹒d，并采用在线空气擦洗和化学清洗的方式，膜清洗周期在3个月以上。所述MBR膜池7的污泥回流比在100-200％，通过监测膜池污泥浓度和浊度，控制污泥回流比。

脱氮脉冲池DO溶解氧控制在0.2-0.5mg/L，DO值作为脉冲控制的辅助判断依据。脉冲关闭时，无垂直旋流，污泥会慢慢下沉到底部，再随水流到潜水搅拌区，污泥会再次被搅拌悬浮起来，这样更有利于活性污泥对非溶解性污染物的吸附去除。同时，脉冲和搅拌的交替，可加速液面不断更新，促进氧的传递，提高泥水混合度，生化污泥表面菌群在气水混合和溶氧梯度传递的作用下，代谢更新，产生新的胞外聚合物，具有更好的吸附和凝聚性。而物化污泥在水力推动和气力搅拌下，不断更新，形成更稳定的晶体颗粒。如此水力条件促进了生化污泥絮体和含钙物化污泥颗粒的切割分离，也有利于两种污泥各自的再生和凝聚。

一种高硬度硝酸盐废水的回用工艺，包括以下步骤：

步骤1，将含钙含氮废水通过进水管道9通入一级脱氮脉冲池1。

步骤2，在一级脱氮脉冲池1内，废水进行第一级反硝化反应，NO₃-N通过反硝化菌被还原为N₂，同时产生碱度。反硝化过程产生的HCO₃ ^-碱度，通过脉冲曝气管曝气吹脱，转换为CO₂和CO₃ ^2-，废水中的Ca²⁺与CO₃ ^2-结合形成晶体大颗粒，在脉冲混合搅拌和潜水搅拌的水力混合作用下，与絮状活性污泥分离，呈晶体悬浮颗粒状态。

脱氮脉冲池的池顶均安装脉冲曝气主管，底部安装多组环形曝气支管，主管和支管均设有蝶阀调节脉冲气量，形成不同的可控脉冲搅拌区域，根据污泥相关特性值控制脉冲间歇时间和强度，优化反硝化需氧环境和水力条件，同时保证脱除生化污泥上的钙沉积，且避免池底污泥淤积。

在反硝化反应过程中，根据污泥特性值控制环形脉冲管的脉冲时间和强度：

SVI＝SV/C_x (1)

V＝Q/N_r× C_N/C_X (2)

q＝V/n/h×s (3)

q₁＝n₁×k₁×r₁×q (4)

q₂＝n₂×k₂×r₂×q (5)

其中，SVI为污泥容积指数(mL/g)，SV为污泥沉降比(mL/L)，C_X表示污泥浓度MLSS(mg/L)，V表示脱氮脉冲池容积(m³)，Q表示处理水量(m³/d)，N_r表示脱氮负荷(kgNO₃-N/kgMLSS﹒d)，C_N表示NO₃-N浓度(mg/L)，q表示脉冲平均供气量(m³/min)，n表示脱氮脉冲池的环形脉冲管总数量(组)，h表示脱氮脉冲池有效水深h(m)，s表示脉冲强度(m³/min﹒m²)，q₁表示一级脱氮脉冲池供气量(m³/min)，n₁表示一级脱氮脉冲池开启的环形脉冲管数量(组),k₁表示一级脱氮脉冲池ORP氧化还原电位系数，ORP表示氧化还原电位，r₁表示一级钙泥分离池污泥回流比系数。q₂表示二级脱氮脉冲池供气量(m³/min)，n₂表示二级脱氮脉冲池开启的环形脉冲管数量(组),k₂表示二级脱氮脉冲池ORP氧化还原电位系数，r₂表示二级钙泥分离池污泥回流比系数。

公式说明：

1、分离池监测污泥沉降比和污泥浓度，以实时监控SVI，SVI值在20-50，则开启污泥排泥管路，底部排泥；SVI值在20以下，停止排泥；SVI值在50-150，开启污泥回流管路，污泥回流至前端脱氮脉冲池，回流比50％-75％；SVI值在150以上，则污泥回流增加至75-100％，降低脉冲强度和时间。

2、脱氮脉冲池的进水NO₃-N与MLSS比值在0.1以下，Nr取值在0.04-0.06，NO₃-N与MLSS比值大于0.1，则Nr取值在0.06-0.08。

3、MLSS值在3500mg/L以下，脉冲强度控制在0.01m³/min﹒m²，MLSS值在大于3500mg/L，脉冲强度控制在0.02m³/min﹒m²。

4、在脱氮脉冲池脱氮控制过程中，出水ORP值可作为脉冲供气量的反馈修正值，一般ORP值越高，则水中NO₃-N浓度较高，说明反硝化效果不好。而ORP值过低，则维持生化脱氮的污泥活性不够，容易造成水解酸化和厌氧细菌大量繁殖。在本实施例中，监测ORP值在50-100mv，ORP氧化还原电位系数k值取0.7-0.9。ORP值在-100--50mv，ORP系数k值取1.1-1.2。ORP值-50-+50mv，ORP系数k值取1。两级脱氮脉冲池各自监测ORP值，得到系数k₁和k₂。

5、两级分离池的污泥回流比系数r根据各自的污泥回流比确定，污泥回流比50-75％，则取值1.0-1.2，回流比75-100％，则系数r取值0.6-0.8。污泥回流比不能太大，否则会将大量溶解氧带入反硝化系统，使得硝化菌占据优势，而抑制反硝化菌活性。

6、两级脱氮脉冲池的脉冲供气量根据各自开启的脉冲环形管数量、ORP系数、回流比系数和脱氮脉冲池平均供气量而实时调控。脉冲环形管开启的数量依据污泥表观特性现场调控，一般污泥呈灰白色，n取最大值；污泥呈微黄色，n可开一组或取中值。

根据各级不同的污泥浓度，控制各级脉冲强度和时间，同时，脱氮脉冲池搅拌机可变频调整搅拌功率密度8-26W/m³，调整池内水力流态和氧传递环境，使水力混合流速保持在0.3-0.4m/s,溶解氧DO值在0.2-0.5mg/L。

因此实时监测脱氮脉冲池出水管路中的ORP值，根据ORP值确定ORP氧化还原电位系数k。实时监测分离池污泥回流管路中的污泥回流量，得到污泥回流比系数r。实时监控脱氮脉冲池的污泥特性值，确定脱氮脉冲池环形脉冲管开启的数量。由脉冲平均供气量q₀和修正系数ni、ki、ri得到i级脱氮脉冲池的脉冲供气量q_i，根据脉冲供气量q_i实时控制脱氮脉冲池环形曝气管的脉冲间歇时间和强度。

步骤3，经过一级脱氮脉冲池1的废水通过出水管自流到一级钙泥分离池2的中心布水区，中心布水区均布出水孔，废水进入一级钙泥分离池2进行泥水分离。钙泥分离池顶设刮泥机27，底部为污泥浓缩斗，一级污泥泵14的回流管路开启时，刮泥机27提升机构开启，将刮泥机和底部刮板及浓缩系统抬高，刮泥机以低速运转，一级污泥泵14开启回流管路，将大部分活性污泥回流至一级脱氮脉冲池1。一级污泥泵14开启排泥管路时，刮泥机27刮板降到池底，刮泥并压缩污泥，浓缩后的大部分碳酸钙污泥排入后续污泥处理系统。分离池污泥泵排泥或回流根据分离池实测的污泥容积指数SVI控制。

步骤4，一级钙泥分离池2出水再经过二级脱氮脉冲池3和二级钙泥分离池4处理，进一步去除废水中的NO₃-N和Ca²⁺离子，二级脱氮脉冲池3与一级脱氮脉冲池1控制原理相同，二级钙泥分离池4与一级钙泥分离池2控制原理相同，通过监测数据反馈控制脱氮脉冲池的脉冲气量，以及分离池的排泥和污泥回流。二级钙泥分离池4的生化污泥通过污泥回流管路回流至二级脱氮脉冲池3，与二级脱氮脉冲池3进水混合，NO₃-N在脱氮脉冲池进行反硝化，同时原废水进水补充一部分反硝化所需的碳源。

步骤5，活性污泥与钙化污泥分离后进入后续回用工艺。二级钙泥分离池4出水进入生化池5，通过好氧曝气，降解有机物COD，实时监控生化出水硝态氮来控制生化混合液回流比在50％-100％。

步骤6，生化池5出水通过膜池进水渠6流入MBR膜池7，MBR膜池7内的平板生物膜8去除废水中悬浮物、有机物，通过产水泵28抽吸MBR膜池7的出水得到产水，产水做中水回用。MBR膜池7设置回流渠，通过穿墙回流泵24实现污泥内回流，回流比通过监测膜池7的膜池污泥容积指数SVI₂、回流污泥浓度，以及生化池5污泥浓度而得。同时，回用工艺采用MBR膜池7外回流，即膜池的底污泥通过污泥泵打入脱氮脉冲池，回流比通过监测膜池污泥容积指数SVI、回流污泥浓度，以及MBR膜池污泥浓度而得。

X_r＝Y×10⁶/SVI₂ (6)

R_内＝Z×X_s/( X_r-X_s) (7)

R_外＝Z×X_m/( X_r-X_m) (8)

其中：X_r表示膜池回流污泥浓度(mg/L)，Y表示膜池膜组件布置均匀系数，SVI₂表示膜池污泥容积指数Z表示膜池的产水浊度(NTU)系数，R_内表示MBR膜池污泥内回流比，R_外表示MBR膜池污泥外回流比,X_S表示生化池污泥浓度，X_m表示膜池污泥浓度。

、膜池监测污泥沉降比和污泥浓度，得到SVI值，进而确定膜池的回流污泥浓度，再根据膜池产水浊度系数确定回流比。产水浊度可实时监测，本实施例中，R_内在40-120％，R_外在100-200％。其中，膜池均匀系数Y取1.2，产水浊度在50NTU以上，则Z取1.5；10-50NTU，Z取1.0；0.2-10NTU，Z取0.8。

潜水搅拌机10的可变频调整搅拌功率密度8-26W/m³。脱氮脉冲池的水力混合流速保持在0.3-0.4m/s,溶解氧DO值在0.2-0.5mg/L。

脱氮脉冲池充分反应后的废水到钙泥分离池，钙泥分离池的作用是从工艺系统排出含钙污泥，保留生物活性污泥。分离池2和4均设有中心布水区、中部分离区和底部浓缩区，分离池刮泥机27为周边传动半桥式，于桥体相连的刮泥板采用的是对数螺旋线式，刮泥机带有提升和浓缩功能。刮泥机安装于刮泥机池顶，刮泥机的刮臂、刮板装于水下，当污泥泵的回流管路开启时，刮泥机提升装置开启，将刮泥机和底部刮板及浓缩装置抬高，且浓缩栅条闭合，刮泥机低负荷运转，以搅动和刮泥为主；通过污泥泵14和15将大部分活性污泥回流至脱氮脉冲池1和3；当污泥泵开启排泥管路时，刮泥机刮板降到池底，浓缩栅条打开，以压缩和刮泥为主，浓缩后的大部分碳酸钙污泥排入后续污泥处理系统。

钙泥分离池污泥泵排泥或回流根据分离池实测的SVI值控制。钙泥分离池控制回流，可有效补充脱氮脉冲池活性污泥，大量NO₃-N在脱氮脉冲池进行反硝化，同时原废水进水可补充一部分反硝化所需的碳源，污泥回流能保证活性污泥浓度在3500-4500mg/L，有利于反硝化菌群保持活性，提高脱氮效率。分离池排出含钙污泥后，废水进入生化池5进一步处理，若一级钙泥分离池出水钙离子浓度在100mg/L以下，则出水通过超越管路26直接进入生化池5，同时二级脱氮脉冲池和二级钙泥分离池设备和管路关闭停用。

在生化池5内设微孔曝气器12，通过生化好氧反应，进一步去除有机物COD和悬浮物SS等污染物。生化池出水较低的COD和SS，可保证后续MBR膜池的稳定运行和低成本维护。另外，根据生化池出水硝态氮的浓度控制混合液回流比，通常NO₃-N在50mg/L以下，则回流比50％，否则增大回流比至100％，将硝态氮混合液回到脱氮脉冲池循环处理。

生化池出水进入MBR膜池7，将生物反应与膜过滤相结合，进一步去除残余有机物、悬浮物SS等污染物。MBR工艺常用的是中空纤维膜，但这种膜往往会发生坨泥而使膜丝缠绕的现象，也会在长时间曝气中出现断丝现象，从而膜面积和膜通量都大大下降。本实施例中，膜池均匀布置了多组平板生物膜组件8，相比中空纤维膜，平板生物膜抗污染能力强，适用污泥浓度高，并能保持高膜通量，而且平板膜的机械性能和材料强度高很多，不会出现断丝和绕丝的现象。本实施例中，MBR膜池活性污泥浓度在12000-15000mg/L，远远高于中空纤维膜生反应器约6000mg/L，平板膜的特殊结构，可以实现膜片之间间隙可控，便于气液混流对膜面进行在线擦洗，还可以通过化学药剂浸泡实现在线清洗。在运行中，实时调节底部的曝气强度，水力冲刷膜片表面附着物，控制膜表面污染物，也可将单片膜片取出，通过低压水枪冲洗的方法清洗，膜的寿命可达5年以上，膜清洗周期长达3个月以上。

MBR膜池7监测污泥特性值SVI，确定膜池的回流污泥浓度，实时监测产水浊度，再根据膜池产水浊度系数修正膜池污泥内外回流比。本工艺中，R_内在40-120％，R_外在100-200％。污泥内回流通过穿墙泵24将膜池污泥回流到生化池5，污泥外回流则通过膜池回流泵19将膜池污泥打入一级脱氮脉冲池1和二级脱氮脉冲池3的进水端，维持系统活性污泥浓度，提高工艺处理效率。

本实施例中，脱氮脉冲池和钙泥分离池可以通过法兰连接进出水管道及污泥回流管道，生化池和MBR膜池可设为组合一体式，整套工艺装置能分开拆装或多级串联组合。根据现场实际条件，灵活组装，各级反应充分，含钙污泥和生化污泥分离较为彻底，系统对有机冲击负荷、高钙浓度负荷等适应性强，性能稳定，回用水质好。

实例1

某太阳能电池高硬度硝酸盐废水，原水NO₃-N为360mg/L，Ca离子在540-1200mg/L之间，废水进入本实施例的两级脉冲分离装置+生化膜池一体化装置，在脱氮脉冲池内进行反硝化脱氮除钙，同时脱氮脉冲池内设环形曝气管，促进反硝化产生的CO₃ ^2-碱度与Ca离子形成晶体颗粒，生化污泥和含钙污泥在分离池完成分离，达到脱氮除钙的目的。经过本实施例装置处理后，NO₃-N为10mg/L，Ca离子出水20mg/L，去除率均超过95％，产水满足回用水标准。

本实用新型可避免高硬度硝酸盐废水生化脱氮系统中的活性污泥发生钙化而活性降低，脱氮的同时降低废水的碳酸钙硬度，工艺控制分段优化，可以控制分级排泥和分质回流，污染物去除效率高，操作维护方便，回用工艺装置运行稳定，具有良好的环保和经济效益。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种硝酸盐废水再利用装置，其特征在于：包括脱氮脉冲池、钙泥分离池、生化池(5)、MBR膜池(7)，所述脱氮脉冲池包括一级脱氮脉冲池(1)和二级脱氮脉冲池(3)，所述钙泥分离池包括一级钙泥分离池(2)和二级钙泥分离池(4)，所述钙泥分离池包括中心布水区、中部分离区、底部浓缩区，其中：

所述一级脱氮脉冲池(1)的进水端与进水管路(9)相连，所述一级脱氮脉冲池(1)的出水端通过出水管与一级钙泥分离池(2)的中心布水区连通；所述钙泥分离池的顶部安装有刮泥机(27)，钙泥分离池(2)的底部浓缩区设有出泥管，出泥管连接有一级污泥泵(14)，一级污泥泵(14)的出口连接有一级污泥回流管路(16)和排泥管路(18)，一级污泥回流管路(16)连通一级脱氮脉冲池(1)进水端，排泥管路(18)为泵后管路连通后续污泥处理系统；所述一级钙泥分离池(2)、二级脱氮脉冲池(3)与二级钙泥分离池(4)依次相连，且所述一级钙泥分离池(2)的出水端与超越管路(26)进水端连接，所述一级脱氮脉冲池(1)、二级脱氮脉冲池(3)内均设有潜水搅拌机(10)，所述一级脱氮脉冲池(1)、二级脱氮脉冲池(3)的池底均布有环形脉冲管路(11)，所述二级钙泥分离池(4)底部与二级污泥泵(15)连通，二级污泥泵(15)出口连接二级污泥回流管路(17)和排泥管路(18)，二级污泥回流管路(17)连接在二级脱氮脉冲池(3)的进水端；

所述生化池(5)进水管路分别与超越管路(26)出水端以及二级钙泥分离池(4)出水管路出水端连接，所述生化池(5)的出水两侧设置有生化回流泵(21)，所述生化回流泵(21)连通生化回流管路(22)，所述生化回流管路(22)分别连接一级脱氮脉冲池(1)和二级脱氮脉冲池(3)，生化池(5)通过膜池进水渠(6)与MBR膜池(7)连接；所述MBR膜池(7)池底泥坑接膜池回流泵(19)，膜池回流泵(19)出口通过膜池回流管路(20)分别与一级脱氮脉冲池(1)、二级脱氮脉冲池(3)连通；

所述MBR膜池(7)出水汇集总管连接产水泵(28)，产水回用管路(13)与产水泵(28)连接。

2.根据权利要求1所述硝酸盐废水再利用装置，其特征在于：所述一级脱氮脉冲池(1)和二级脱氮脉冲池(3)内设多组独立且相通的环形脉冲管路(11)，环形脉冲管路(11)的脉冲强度控制在0.01-0.04m³/min﹒m²。

3.根据权利要求2所述硝酸盐废水再利用装置，其特征在于：所述潜水搅拌机(10)为变频控制电机。

4.根据权利要求3所述硝酸盐废水再利用装置，其特征在于：所述刮泥机(27)为周边传动半桥式刮泥机。

5.根据权利要求4所述硝酸盐废水再利用装置，其特征在于：所述MBR膜池(7)采用的是平板生物膜组件(8)。

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