CN215924530U - 一种菌藻联用渗滤处理稀土尾水装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种菌藻联用渗滤处理稀土尾水装置，涉及稀土废水处理技术领域，包括从上到下设置的微藻光合层、过滤层、好氧硝化层、反冲层、兼性层、加药层、厌氧反硝化层和集水排水层组成；微藻光合层处于地表，且内部铺设有布水管；加药层埋设有用于有害物质净化的加药管，连接管内设有杂质隔离的防堵组件；集水排水层中埋设有用于废水排出的集水排水管；本实用新型操作便捷，本装置主体由三层不同的生物层组成，两两之间由各种填料阻隔，形成相对稳定的三个微生物体系，达到逐级处理的目的；中部设置反冲装置，有效防止装置堵塞；本装置占地面积小，处理效率高，便于在稀土尾水量大，用地面积小的场所使用。

Description

一种菌藻联用渗滤处理稀土尾水装置

技术领域

本实用新型涉及稀土废水处理技术领域，尤其涉及一种菌藻联用渗滤处理稀土尾水装置。

背景技术

稀土矿是极其重要的战略资源，在工业上具有广泛的运用价值。但是，稀土矿的大量开采也对环境造成了不可挽回的污染。矿区产生的废液汇集至地表水流域，产生了这一类稀土尾水；

稀土尾水的因为其特殊性(碳氮比极低、水质偏酸性、无磷)，传统的工艺对其处理成本较高，难以大规模应用，现有的处理装置无法对其进行高效处理；因此，需要一种高效、低成本的处理装置来对稀土废水进行处理。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在实用性不佳的缺点，而提出的一种菌藻联用渗滤处理稀土尾水装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种菌藻联用渗滤处理稀土尾水装置，包括从上到下设置的微藻光合层、过滤层、好氧硝化层、反冲层、兼性层、加药层、厌氧反硝化层和集水排水层组成；所述微藻光合层处于地表，且内部铺设有布水管；

所述反冲层中埋设有用于装置防堵塞的反冲泵和反冲管；

所述加药层埋设有用于有害物质净化的加药管，所述加药管设局连通设有若干连接管，所述连接管内设有杂质隔离的防堵组件；

优选地，所述集水排水层中埋设有用于废水排出的集水排水管。

优选地，所述微藻光合层高于地表0.3m，且总深度0.4m；布水管设置于水面上方。

优选地，所述过滤层、反冲层和集水排水层均由10—12mm的细石以及细沙混合组成。

优选地，所述防堵组件包括螺纹连接在连接管内的支管、螺纹连接在支管内的卡套和活动卡设在卡套内壁上的空心球，所述空心球表面均匀开设有若干出药孔，所述空心球上部的出药孔内设有透水棉层。

优选地，所述连接管内端设有密封套塞，所述密封套塞的截面为T型状，且所述密封套塞下端密封插接在支管内。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：在本实用新型中，该装置由微藻光合层、过滤层、好氧硝化层、反冲层、兼性层、加药层、厌氧反硝化层和集水排水层组成，本装置主体由三层不同的生物层组成，两两之间由各种填料阻隔，形成相对稳定的三个微生物体系，通过重力作用，实现废水的自然下落，达到逐级处理的目的；中部设置反冲装置，有效防止装置堵塞；底部设置加药系统，能实时调节加药量以及加药浓度。本装置占地面积小，处理效率高，可以在稀土尾水量大，用地面积小的场所使用。

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，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型提出的主视剖面结构示意图；

图2为本实用新型提出的加药管局部结构示意图；

图3为本实用新型提出的连接管与支管对接剖视图；

图4为本实用新型提出的连接管与支管拆分剖视示意图。

图中序号：1、微藻光合层；2、过滤层；3、好氧硝化层；4、反冲泵；5、反冲层；6、加药层；7、厌氧反硝化层；8、集水排水层；9、布水管；10、加药管；11、集水排水管；12、连接管；13、支管；14、卡套；15、空心球；16、密封套塞。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例：参见图1-4，本实用新型中的一种菌藻联用渗滤处理稀土尾水装置，包括从上到下设置的微藻光合层1、过滤层2、好氧硝化层3、反冲层5、兼性层、加药层6、厌氧反硝化层7和集水排水层8组成；微藻光合层1处于地表，且内部铺设有布水管9，微藻光合层处于地表，与外界发生能量和气体交换，稀土废水由此进入反应装置；反冲层5中埋设有用于装置防堵塞的反冲泵4和反冲管，防止装置堵塞；加药层6埋设有用于有害物质净化的加药管10，加药管10与外置加药装置和实时检测系统相连，便于根据废水处理情况调整加药量，加药管10设局连通设有若干连接管12，连接管12内设有杂质隔离的防堵组件，通过防堵组件便于防止厌氧反硝化层7内的杂质进入加药管10内；集水排水层8中埋设有用于废水排出的集水排水管11，废水可通过管道排出。

在本实用新型中，微藻光合层1高于地表0.3m，且总深度0.4m；布水管9设置于水面上方；废水进入藻池后会进行一系列光合作用，在一定时间内，吸收碳源和氮源同化增殖，达到去除部分氨氮的目的。

在本实用新型中，过滤层2、反冲层5和集水排水层8均由10—12mm的细石以及细沙混合组成，便于在起到过滤作用的同时，也能有效防止堵塞。

在本实用新型中，防堵组件包括螺纹连接在连接管12内的支管13、螺纹连接在支管13内的卡套14和活动卡设在卡套14内壁上的空心球15，空心球15表面均匀开设有若干出药孔，空心球15上部的出药孔内设有透水棉层，通过空心球15和出药孔的设置，便于防止厌氧反硝化层7内的杂质进图加药管10内，对管道造成堵塞。

在本实用新型中，连接管12内端设有密封套塞16，密封套塞16的截面为T型状，且密封套塞16下端密封插接在支管13内，便于提高支管13与连接管12对接后的密封性。

工作原理：在本实用新型使用时，稀土废水首先通过布水管进入微藻光合层1，通过微藻光合反应，利用废水中的少量无机碳以及空气中的二氧化碳作为碳源，同化废水中的大量氨氮以及少量硝态氮，在增加生物量的同时，去除废水中的氨氮和硝态氮，实现废水的一级处理；废水通过过滤层流至好氧硝化层，吸附在填料和生物膜上的硝化菌利用废水中的剩余的无机碳以及溶解氧进一步进行硝化反应，去除废水中剩余的氨氮，实现废水的二级处理；经过两次处理后的废水中的氨氮转化为硝态氮和亚硝态氮，通过加药管补充适量额外碳源后，废水流至厌氧反硝化层，此时，废水中的溶解氧几乎被消耗殆尽，且有充足的有机碳，经过反硝化处理后，废水实现达标处理；

其中，微藻光合层1中埋设布水管9，稀土废水由此进入反应装置；过滤层由细颗粒碎石组成，有效防止微藻颗粒流失；好氧硝化层由多种比表面积较大的填料构成，好氧硝化颗粒附着在填料表面；反冲层中埋设有反冲管，防止装置堵塞；加药层埋设有加药管，可随时调控加药浓度以及加药量；集水排水层中埋设有集水排水管，废水可通过管道排出；

废水进入藻池后会进行一系列光合作用，在一定时间内，吸收碳源和氮源同化增殖，达到去除部分氨氮的目的。

之后废水经过过滤层2，截留微藻颗粒后进入好氧硝化层3进行硝化反应；好氧硝化层3主要由河沙、活性炭和陶粒混合而成；附设有调温供氧装置；根据废水中污染物的浓度来调节废水停留时间。待处理完全后，将废水通入兼性层；

当废水来到兼性层后，溶解氧含量偏低；此时，进行多重复杂的反应；硝化菌利用剩余溶解氧硝化剩余氨氮至达标；反硝化菌将亚硝态氮转化成氮气；此时，废水经过处理后，氨氮达标，溶解氧消耗殆尽；

之后废水进入厌氧反硝化层7，根据废水中硝态氮和亚硝态氮的浓度来调整水力停留时间以及加药量，另外，为了调节酸碱度，加药管与加药系统连接，由计量泵与进水泵联动控制；

废水首先通过布水管进入微藻光合层1，通过微藻希尔反应，利用废水中的少量无机碳以及空气中的二氧化碳作为碳源，同化废水中的大量氨氮以及少量硝态氮，在增加生物量的同时，去除废水中的氨氮和硝态氮，实现废水的一级处理；废水通过过滤层2流至好氧硝化层3，吸附在填料和生物膜上的硝化菌利用废水中的剩余的无机碳以及溶解氧进一步进行硝化反应，去除废水中剩余的氨氮，实现废水的二级处理；经过两次处理后的废水中的氨氮转化为硝态氮和亚硝态氮，通过加药管补充适量额外碳源后，废水流至厌氧反硝化层7，此时，废水中的溶解氧几乎被消耗殆尽，且有充足的有机碳，经过反硝化处理后，废水实现达标处理；

微藻光合作用产生氧气，能使水中溶解氧含量大幅上升，经过一级处理后，溶解氧浓度能高达到16mg/L，足够使硝化细菌去除剩余氨氮。因此可以节省硝化反应时的曝气成本；并且COD含量能增加至42mg/L，可以减少后续反硝化作用时有机碳的投加；

由于硝化作用会产酸并且消耗碱度，因此，长时间运行会使好氧硝化层PH逐渐降低至酸性，抑制硝化菌活性，这个问题在好氧硝化层3底部尤为明显；恰好反硝化反应是一个产碱的过程，可以调节酸性环境，并且为好氧硝化层3提供碱度；

兼性层处于淹水状态，属于兼氧环境。溶解氧含量稳定在2mg/L以下，同时发生多种反应；氨氧化菌、氮氧化菌、反硝化菌均比较活跃；但因为溶解氧的限制，短程反硝化作为主导反应，减少了脱氮成本。

仅剩硝态氮的废水在加药层6调节碳源量后，流入厌氧反硝化层7中，此时的废水经过之前的处理，所含的溶解氧量消耗殆尽；最终，废水中的硝态氮在通过反硝化作用转化为氮气，实现废水的达标处理。

反硝化作用产生的氮气和二氧化碳会沿装置上升，二氧化碳通过兼性层和硝化层时，会为两层中的硝化菌提供无机碳源，氮气则会通过微藻光合层排除装置。

本装置与传统生物法相比优势主要体现在以下方面：

供氧模式方面：藻菌联用渗滤处理稀土尾水装置微藻光合层能大量增加废水中溶解氧的含量，为后续好氧硝化层提供部分氧气。因此，与传统生物法的连续式深水曝气相比，本装置曝气成本更具经济优势。

药品投加方面：本装置采用硝化菌和反硝化菌。硝化作用会产酸、消耗碱度；而反硝化作用则会产生碱度。两者同通过装置的动态淹水能够相互补充，保持装置内部pH的稳定，并在一定程度上减少了无机碳源的投加，并且前端微藻光合层中的微藻会产生保外聚合物，能够为反硝化提供有机碳源，一定程度上减少有机碳源的投加。

在温度维护方面：本装置除微藻光合层露出于地表，其他部分则深埋于地下，装置周围用保温材料包裹，常年温度能保持在硝化菌和反硝化菌的适宜温度；在冬季，为维持细菌活性，会采用加热装置，将设备内温度维持在20℃以上。

在运行维护成本方面：本装置主要设备有水泵、气泵等，均采用间歇式工作方式，且二用一备，工作强度低，设备损坏率低。且各个设施都连接电脑设备，能实时检测各个反应层反应情况，人工维护成本低。

在抗冲击负荷方面：硝化菌相比于藻类和反硝化菌，抗冲击负荷能力较弱。由于各个季节降水量的不同，废水中含有污染物的浓度也有所不同。尤其是冬季，废水中氨氮和硝态氮浓度往往是夏季的2～3倍。经过微藻光合层的一级处理后，废水的浓度能下降至硝化菌耐受范围，大大增加装置整体抗冲击能力。

在原料选取方面：与传统生物填料滤池相比，本装置采用河沙、沸石、活性炭等混合填料。来源广泛、价格低廉，并且比表面积较大容易形成生物膜。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种菌藻联用渗滤处理稀土尾水装置，其特征在于：包括从上到下设置的微藻光合层(1)、过滤层(2)、好氧硝化层(3)、反冲层(5)、兼性层、加药层(6)、厌氧反硝化层(7)和集水排水层(8)组成；所述微藻光合层(1)处于地表，且内部铺设有布水管(9)；

所述反冲层(5)中埋设有用于装置防堵塞的反冲泵(4)和反冲管；

所述加药层(6)埋设有用于有害物质净化的加药管(10)，所述加药管(10)设局连通设有若干连接管(12)，所述连接管(12)内设有杂质隔离的防堵组件；

所述集水排水层(8)中埋设有用于废水排出的集水排水管(11)。

2.根据权利要求1所述的一种菌藻联用渗滤处理稀土尾水装置，其特征在于：所述微藻光合层(1)高于地表0.3m，且总深度0.4m；布水管(9)设置于水面上方。

3.根据权利要求1所述的一种菌藻联用渗滤处理稀土尾水装置，其特征在于：所述防堵组件包括螺纹连接在连接管(12)内的支管(13)、螺纹连接在支管(13)内的卡套(14)和活动卡设在卡套(14)内壁上的空心球(15)，所述空心球(15)表面均匀开设有若干出药孔，所述空心球(15)上部的出药孔内设有透水棉层。

4.根据权利要求3所述的一种菌藻联用渗滤处理稀土尾水装置，其特征在于：所述连接管(12)内端设有密封套塞(16)，所述密封套塞(16)的截面为T型状，且所述密封套塞(16)下端密封插接在支管(13)内。

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