CN216038850U - 一种强化生物脱氮除磷的一体化污水处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及污水处理的技术领域，更具体地说，它涉及一种强化生物脱氮除磷的一体化污水处理设备，其技术方案要点是：包括箱体、微纳米气泡发生装置、曝气系统和回流管；箱体具有进水口和出水口，箱体的内腔设置有多块挡板，挡板将箱体的内腔分隔形成缺氧区、好氧区和沉淀区，缺氧区与进水口相连通设置，沉淀区与出水口相连通设置；微纳米气泡发生装置设置有两个，两个微纳米气泡发生装置分别设置于缺氧区与好氧区内；曝气系统设置于好氧区内；回流管设置于箱体的侧壁，其一端与好氧区相连通设置，另一端与缺氧区连通设置。本实用新型可以减少其他化学药品用量和设备的投入，节约成本，具有除磷效果佳的优点。

Description

一种强化生物脱氮除磷的一体化污水处理设备

技术领域

本实用新型涉及污水处理的技术领域，更具体地说，它涉及一种强化生物脱氮除磷的一体化污水处理设备。

背景技术

1973年，南非的Barnard提出了改良型的Ludzack-Ettinger工艺，即缺氧好氧工艺(Anoxic Oxic)，简称A/O工艺，是一种改进型的采用活性污泥法，这种工艺是在曝气池前端设置缺氧区，原污水或经过预处理的污水在缺氧区内与回流污泥充分混合。A/O工艺中，回流液中的大量硝酸盐到缺氧区后，可以使反硝化脱氮得以充分进行。

但上述技术方案存在缺陷：

（1）在缺氧区中发生的反硝化反应对碳源的争夺，阻碍了回流污泥中磷的释放。对进水的小分子底物较少时，将影响其对磷的释放，进而影响到好氧段对磷的吸收。

（2）若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大运行费用。循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种强化生物脱氮除磷的一体化污水处理设备，可以减少其他化学药品用量和设备的投入，节约成本，具有除磷效果佳的优点。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的，一种强化生物脱氮除磷的一体化污水处理设备，包括：

箱体，具有进水口和出水口，所述箱体的内腔设置有多块挡板，所述挡板将所述箱体的内腔分隔形成缺氧区、好氧区和沉淀区，所述缺氧区与所述进水口相连通设置，所述沉淀区与出水口相连通设置；

微纳米气泡发生装置，设置有两个，两个所述微纳米气泡发生装置分别设置于所述缺氧区与所述好氧区内；

曝气系统，设置于所述好氧区内，且所述曝气系统的出口端位于所述好氧区外；

回流管，设置于所述箱体的侧壁，其一端与所述好氧区相连通设置，另一端与所述缺氧区连通设置。

在其中一个实施例中，所述微纳米气泡发生装置内设置有过滤机构、进水通道、水泵、微纳米气泡发生器和进气管道；

所述进气管道的一端与所述微纳米气泡发生器相连接，另一端延伸至所述箱体的外侧；

所述过滤机构与所述水泵之间连通设置所述进水通道，所述水泵的出口端与所述微纳米气泡发生器相连通设置，以使所述水泵将污水经所述过滤机构、所述进水通道抽取至所述微纳米气泡发生器内。

在其中一个实施例中，所述沉淀区内设置有斜板填料。

在其中一个实施例中，所述斜板填料包括角钢支架、多个斜板和多个圆钢；

所述角钢支架焊接于所述沉淀区的内壁上，多个所述斜板间隔且倾斜地设置于所述角钢支架上，所述圆钢焊接于所述斜板的顶部。

在其中一个实施例中，所述斜板与所述角钢支架形成的夹角为45°～60°。

在其中一个实施例中，每个所述斜板之间的距离为80mm～100mm。

上述一种强化生物脱氮除磷的一体化污水处理设备，具有以下有益效果：

实现高效脱氮除磷的效果，且不产生二次污染，极大地提高污染物的去除效率，且减少其他化学药品用量和设备的投入，该设备处理效果好，出水稳定，运行成本低。

附图说明

图1是本实施例中一体化污水处理设备的结构示意图；

图2是本实施例中微纳米曝气装置的结构示意图。

图中：1、箱体；2、角钢支架；3、斜板；4、圆钢；5、出水口；6、沉淀区；7、回流管；8、进气管道；9、进水口；10、缺氧区；11、微纳米气泡发生装置；12、挡板；13、好氧区；14、曝气系统。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型进行详细描述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。 对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且， 第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、 “下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1和图2所示，一种强化生物脱氮除磷的一体化污水处理设备，包括箱体1、微纳米气泡发生装置11、曝气系统14和回流管7。

箱体1具有进水口9和出水口5，箱体1的内腔设置有多块挡板12，挡板12将箱体1的内腔分隔形成缺氧区10、好氧区13和沉淀区6，缺氧区10与进水口9相连通设置，沉淀区6与出水口5相连通设置；微纳米气泡发生装置11设置有两个，两个微纳米气泡发生装置11分别设置于缺氧区10与好氧区13内；曝气系统14设置于好氧区13内，且曝气系统14的出口端位于好氧区13外；回流管7设置于箱体1的侧壁，其一端与好氧区13相连通设置，另一端与缺氧区10连通设置。

箱体1的顶部设有开孔，开孔的直径为700mm；曝气系统14的出口端从开孔延伸至箱体1外侧。缺氧区10水力停留时间为2～3h，好氧区13水力停留时间6～8h，沉淀区6水力停留时间1～2h。

一体化污水处理设备实现高效脱氮除磷的效果，且不产生二次污染，极大地提高污染物的去除效率，且减少其他化学药品用量和设备的投入，该设备处理效果好，出水稳定，运行成本低。

具体的，微纳米气泡发生装置11内设置有过滤机构、进水通道、水泵、微纳米气泡发生器和进气管道8；进气管道8的一端与微纳米气泡发生器相连接，另一端延伸至箱体1的外侧；过滤机构与水泵之间连通设置进水通道，水泵的出口端与微纳米气泡发生器相连通设置，以使水泵将污水经过滤机构、进水通道抽取至微纳米气泡发生器内。

过滤机构为大颗粒漂浮（悬浮）物过滤机构，进气管道8从箱体1的开孔延伸至箱体1外侧。微纳米气泡发生器将从水泵出来的污水和从进气管管吸进来的空气充分混合。微纳米气泡发生器的喷嘴结构内部具有一定的空间，其可以产生高度真空（-0.09MPa以上）状态。由于这种高度真空状态，通过自身吸引空气而发生减压和加速，伴随旋转回流形成高速流。该高速空气流在加压水流中发生喷射高速旋转混合形成微纳米气泡。

具体的，沉淀区6内设置有斜板填料。

具体的，斜板填料包括角钢支架2、多个斜板3和多个圆钢4；角钢支架2焊接于沉淀区6的内壁上，多个斜板3间隔且倾斜地设置于角钢支架2上，圆钢4焊接于斜板3的顶部。

具体的，斜板3与角钢支架2形成的夹角为45°～60°。

具体的，每个斜板3之间的距离为80mm～100mm。

斜板3的长度为1000mm，角钢支架2的两端在池壁上焊接固定，且角钢支架2距离池底的距离为500mm～700mm。将角钢支架2和斜板3在池内组装到位后，在斜板3上方拉上圆钢4进行加固，圆钢4的两端亦焊接于池壁上进行固定。

本实施例的实施原理和实施步骤如下：

（1）污水从进水口9接入缺氧区10中，在缺氧区10内设置微纳米气泡发生装置11。在缺氧的环境下，异养反硝化菌将回流污水中的硝酸盐氮和亚硝酸盐氮还原转化为氮气。反硝化菌属于异养兼性厌氧菌，在无分子氧但存在硝酸和亚硝酸离子的条件下，一方面，它们能够利用这些离子中的氧进行呼吸，使硝酸盐还原；另一方面，因为反硝化菌体内的某些酶系统组分只有在有氧条件下才能合成，所以反硝化菌适宜在厌氧、好氧条件交替下进行，故溶解氧应控制在0.5mg/L以下。

缺氧环境条件下还能促使聚磷菌将体内的聚磷酸盐分解为磷酸盐并释放到水中，释放的能量用于吸收污水中的有机酸并形成聚β－羟基丁酸（PHB）贮存于细胞内，为在反应时好氧条件下的贪婪摄磷创造条件。微纳米气泡发生装置11提高微生物活性，为反硝化聚磷菌提供适合的生长环境，同时也提高了除磷效率。

（2）好氧区13：将步骤（1）的污水进行好氧曝气。好氧区13内设置微纳米气泡发生装置11和曝气系统14，曝气系统14采用微孔曝气，通过风管连接鼓风机。微纳米气泡发生装置11上部连通进气管道8采用自然吸气的方式，微纳米气泡发生装置11将从水泵出来的污水和从进气管道8吸进来的空气在高压状态下充分混合形成微纳米气泡。

硝化细菌包括亚硝化菌和硝化菌，在好氧条件下发生硝化反应，亚硝化菌将污水中的NH₃-N转化为亚硝酸盐，硝化菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐。部分硝酸盐通过侧边的回流管7回流到缺氧区10。微纳米气泡发生装置11设置在好氧区13前端，能提高水中的溶解氧，提高氧转移效率。进而可以减少曝气系统14曝气量，降低曝气系统14气水比，节省1/3的曝气能耗，并且降低回流液中的DO值，使缺氧区10保持理想的缺氧状态。

在好氧环境中，聚磷菌主要依靠分解体内储存的PHB来获得能量供自身生长繁殖，同时超量吸收水中的溶解性磷以聚磷酸盐的形式储存在体内，经过沉淀，将含磷高的污泥从水中分离出来，达到除磷的效果。研究表明，微纳米曝气一方面满足好氧微生物对氧的需要，另一方面有利于活性污泥与有机物的充分混合与接触，提高了微生物对氧气的利用效率，可加速微生物生长，经微纳米气泡激活改善后的微生物种群具有高效的生物除磷效果，高效除磷菌丰度高达3%。微生物脱氢酶活性更高，胞外聚合物含量更高，微生物代谢增强，活性污泥尺寸和生物膜厚度均有增加，从而有利于有机污染物被微生物氧化分解，可更高效分解污水中的污染物，提高除磷效率。

（3）沉淀区6：将步骤（2）的污水进行沉淀，使污泥分离沉淀，混合液澄清。污水通过挡板12流入，在重力分离的基础，使得比重大的剩余污泥通过斜板3下沉到池底，剩余污泥定期排放，顶部清水从出水口5稳定达标排放。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种强化生物脱氮除磷的一体化污水处理设备，其特征在于，包括：

箱体，具有进水口和出水口，所述箱体的内腔设置有多块挡板，所述挡板将所述箱体的内腔分隔形成缺氧区、好氧区和沉淀区，所述缺氧区与所述进水口相连通设置，所述沉淀区与出水口相连通设置；

微纳米气泡发生装置，设置有两个，两个所述微纳米气泡发生装置分别设置于所述缺氧区与所述好氧区内；

曝气系统，设置于所述好氧区内，且所述曝气系统的出口端位于所述好氧区外；

回流管，设置于所述箱体的侧壁，其一端与所述好氧区相连通设置，另一端与所述缺氧区连通设置。

2.根据权利要求1所述的一种强化生物脱氮除磷的一体化污水处理设备，其特征在于：所述微纳米气泡发生装置内设置有过滤机构、进水通道、水泵、微纳米气泡发生器和进气管道；

所述进气管道的一端与所述微纳米气泡发生器相连接，另一端延伸至所述箱体的外侧；

所述过滤机构与所述水泵之间连通设置所述进水通道，所述水泵的出口端与所述微纳米气泡发生器相连通设置，以使所述水泵将污水经所述过滤机构、所述进水通道抽取至所述微纳米气泡发生器内。

3.根据权利要求1所述的一种强化生物脱氮除磷的一体化污水处理设备，其特征在于：所述沉淀区内设置有斜板填料。

4.根据权利要求3所述的一种强化生物脱氮除磷的一体化污水处理设备，其特征在于：所述斜板填料包括角钢支架、多个斜板和多个圆钢；

所述角钢支架焊接于所述沉淀区的内壁上，多个所述斜板间隔且倾斜地设置于所述角钢支架上，所述圆钢焊接于所述斜板的顶部。

5.根据权利要求4所述的一种强化生物脱氮除磷的一体化污水处理设备，其特征在于：所述斜板与所述角钢支架形成的夹角为45°～60°。

6.根据权利要求5所述的一种强化生物脱氮除磷的一体化污水处理设备，其特征在于：每个所述斜板之间的距离为80mm～100mm。

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