CN216764458U - 高氨氮废水处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高氨氮废水处理设备，包括：短程硝化‑反硝化并联反应装置，短程硝化‑反硝化并联反应装置包括反硝化反应器以及设置在反硝化反应器上方的短程硝化反应器；反硝化反应器包括反硝化罐体、设置在反硝化罐体底部的进水口、设置在进水口的对侧的回水入口、设置在反硝化罐体内的反硝化搅拌器、设置在反硝化罐体内部上方的过滤网、设置在反硝化罐体的内壁上的溢流槽以及与溢流槽连通的排水管。本实用新型采用短程硝化与反硝化反应器并联式布置结构，无需在反硝化反应器中设置三相分离器，同时还能省去在反硝化反应器中设置搅拌装置，可降低能耗、简化设备，同时还能降低了曝气能耗，且对于高氨氮废水具有很好的处理效果。

Description

高氨氮废水处理设备

技术领域

本实用新型涉及废水处理领域，特别涉及一种高氨氮废水处理设备。

背景技术

光伏行业、硅片、半导体行业中会产生高浓度氨氮废水，氨氮废水会导致水体富营养化，也是我国海域发生赤潮的主要原因之一，我国已将氨氮纳入了环境污染物约束性控制指标，近年来我国针对含氮物质加强管制，排放标准也更加严格。

目前，工业氨氮废水处理的方法主要有物理化学方法和生物方法，其中，常用的汽提回收技术、气提脱除、氨气脱气膜技术、化学沉淀法、吸附法属于物理化学方法。生物方法可分为传统硝化反硝化法和新型的短程硝化反硝化法、同时硝化反硝化法、厌氧氨氧化法等。

其中，短程硝化反硝化技术是将硝化反应控制在亚硝酸盐阶段后直接进行反硝化反应，相较于全程硝化反硝化技术而言，短程硝化反硝化技术不仅可以缩短生物脱氮历程，减少水力停留时间，而且节约了25％的耗氧量、 40％左右的反硝化碳源，可降低能耗与运行费用，使得短程硝化反硝化技术得到了广泛的应用。例如，专利CN201921000614.4公开的一种基于短程硝化反硝化的厌氧氨氧化脱氮系统，专利CN201922464612.7公开的一种用于渗滤液短程硝化反硝化的处理装置等等。

传统的短程硝化-反硝化反应器通常为串联式，即短程硝化反应器与反硝化反应器单独设置，反硝化反应器在前，短程硝化反应器在后，以串联形式连接；其中，反硝化反应器上部需设置三相分离器，短程硝化反应器的下部通常需要设置搅拌器，使得能耗会较大，且会增加设备的复杂性。

所以，现在有必要提供一种更可靠的方案。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种高氨氮废水处理设备。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种高氨氮废水处理设备，包括：短程硝化-反硝化并联反应装置，所述短程硝化-反硝化并联反应装置包括反硝化反应器以及设置在所述反硝化反应器上方的短程硝化反应器；

所述反硝化反应器包括反硝化罐体、设置在所述反硝化罐体底部的进水口、设置在所述进水口的对侧的回水入口、设置在所述反硝化罐体内的反硝化搅拌器、设置在所述反硝化罐体内部上方的过滤网、设置在所述反硝化罐体的内壁上的溢流槽以及与所述溢流槽连通的排水管；

所述排水管连通至所述短程硝化反应器的底部，所述短程硝化反应器的上部设置有与所述回水入口通过第一回流管连通的回水出口。

优选的是，所述短程硝化反应器包括设置在所述反硝化罐体上方的短程硝化罐体、设置在所述反硝化罐体内部下方的曝气装置、设置在所述反硝化罐体内部上方的三相分离器以及设置在所述反硝化罐体上部的排气出口、排水出口和所述回水出口；

所述排水管连通至所述短程硝化罐体的底部。

优选的是，所述排水管沿切向与所述短程硝化罐体的底部连接。

优选的是，所述短程硝化-反硝化并联反应装置为柱状的罐体，其内部通过一横向隔板分隔形成位于下部的所述反硝化罐体和位于上部的所述短程硝化罐体。

优选的是，所述反硝化罐体和所述短程硝化罐体的容积比为1：2～1.5： 2。

优选的是，所述反硝化罐体的容积为20L～30L，所述短程硝化罐体的容积为40L。

优选的是，所述反硝化搅拌器包括两个，从俯视方向看，两个反硝化搅拌器之间的连线通过所述反硝化罐体的横截面的圆心，且两个反硝化搅拌器关于进水口和回水入口之间的连线对称布置。

优选的是，所述反硝化罐体和短程硝化罐体的外壁上均设置有进泥口、排泥口和至少1个取样口。

优选的是，该高氨氮废水处理设备还包括通过第一输送管与所述排水出口连通的沉淀池以及通过第二输送管与所述沉淀池的底部连通的水解池，所述水解池内设置有水解搅拌器。

优选的是，所述水解池的下部通过第二回流管连通至所述进水口。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的高氨氮废水处理设备采用短程硝化与反硝化反应器并联式布置结构，反硝化反应器中通过过滤网拦截上浮的反硝化颗粒污泥，产生的氮气能随出水进入短程硝化反应器，从而无需在反硝化反应器中设置三相分离器；在短程硝化反应器中，通过反硝化反应器的废水和氮气产生的上升流以及所述微孔曝气装置产生的搅动力能使短程硝化颗粒污泥与废水充分混合，从而能省去在反硝化反应器中设置搅拌装置，可降低能耗、简化设备，同时还能降低了曝气能耗，且对于高氨氮废水具有很好的处理效果；

本实用新型的高氨氮废水处理设备通过设置第二回流管，能够利用了处理后污泥中的“内碳源”为反硝化过程提供碳源，从而实现污泥的减量化和资源化。

附图说明

图1为本实用新型的实施例1中的高氨氮废水处理设备的结构示意图；

图2为本实用新型的实施例1中的反硝化搅拌器的布置示意图；

图3为本实用新型的实施例1中的排水管与短程硝化罐体配合连接的一种方案的结构示意图；

图4为本实用新型的实施例1中的排水管与短程硝化罐体配合连接的另一种方案的结构示意图；

图5为本实用新型的实施例2中的高氨氮废水处理设备的结构示意图。

附图标记说明：

1—短程硝化-反硝化并联反应装置；10—进泥口；11—排泥口；12—取样口；

2—反硝化反应器；20—反硝化罐体；21—进水口；22—回水入口；23—反硝化搅拌器；24—过滤网；25—溢流槽；26—排水管；27—反硝化颗粒污泥；

3—短程硝化反应器；30—短程硝化罐体；31—曝气装置；32—三相分离器；33—排气出口；34—排水出口；35—回水出口；36—第一回流管；37—短程硝化颗粒污泥；

4—横向隔板；

5—沉淀池；50—第一输送管；51—第二输送管；

6—水解池；60—水解搅拌器；61—第二回流管。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

实施例1

参照图1，本实施例的一种高氨氮废水处理设备，包括：短程硝化-反硝化并联反应装置1，短程硝化-反硝化并联反应装置1包括反硝化反应器2以及设置在反硝化反应器2上方的短程硝化反应器3；

短程硝化-反硝化并联反应装置1为圆柱状的罐体，其内部通过一横向隔板4分隔形成位于下部的反硝化罐体20和位于上部的短程硝化罐体30，在优选的实施例中，罐体可选择用有机玻璃或不锈钢板等材质。

反硝化反应器2包括反硝化罐体20、设置在反硝化罐体20底部的进水口21、设置在进水口21的对侧的回水入口22、设置在反硝化罐体20内的反硝化搅拌器23、设置在反硝化罐体20内部上方的过滤网24、设置在反硝化罐体20的内壁上的溢流槽25以及与溢流槽25连通的排水管26。

短程硝化反应器3包括设置在反硝化罐体20上方的短程硝化罐体30、设置在反硝化罐体20内部下方的曝气装置31、设置在反硝化罐体20内部上方的三相分离器32以及设置在反硝化罐体20上部的排气出口33、排水出口 34和回水出口35；回水出口35通过第一回流管36连通至反硝化反应器2底部的回水入口22。

排水管26连通至短程硝化罐体30的底部。

本实施例中，反硝化罐体20内填充有反硝化颗粒污泥27，反硝化颗粒污泥27浓度范围为4000～6000mg/L；短程硝化罐体30内填充有短程硝化颗粒污泥37，短程硝化颗粒污泥37浓度范围为4000～6000mg/L。反硝化罐体 20和短程硝化罐体30的外壁上均设置有进泥口10、排泥口11，用于向反硝化反应罐体、短程硝化罐体30中补充反硝化颗粒污泥27、短程硝化颗粒污泥37及将底部的污泥排出，工作时，根据反应需要控制污泥的进出。

在优选的实施例中，反硝化罐体20和短程硝化罐体30的容积比为1：2 ～1.5：2。进一步的实施例中，反硝化罐体20的容积为20L～30L，短程硝化罐体30的容积为40L。

其中，高氨氮废水从反硝化反应器2底部的进水口21进入，通过将回水入口22设置在进水口21的对侧，使得回流的出水与高氨氮废水形成对冲，能促进使反硝化反应器2中的水质充分混合；进一步通过反硝化搅拌器23对反硝化罐体20内施加持续搅拌作用，能使得废水与反硝化颗粒污泥27能充分混合接触；在反硝化颗粒污泥27作用下，废水中的硝态氮及亚硝态氮被转化为氮气，同时反硝化反应过程中会产生碱度，并提供至短程硝化反应过程。

其中，过滤网24用于进行液、固两相分离，反硝化反应后的废水上升经过滤网24过滤后进入溢流槽25，然后经反硝化反应器2的排水管26进入短程硝化反应器3的底部，同时反硝化反应过程中产生的氮气和碱度被溢流夹带一同进入短程硝化反应器3；上升的反硝化颗粒污泥27则被过滤网24拦截回到下方的反硝化反应区。

在优选的实施例中，参照图2，反硝化搅拌器23包括两个，从俯视方向看，两个反硝化搅拌器23之间的连线通过反硝化罐体20的横截面的圆心，且两个反硝化搅拌器23关于进水口21和回水入口22之间的连线对称布置。通过上述设置能充分借助进水口21和回水入口22的对冲作用，并通过反硝化搅拌器23实现充分、均匀地搅拌，使得废水与反硝化颗粒污泥27能够更加充分的接触。

传统的串联式短程硝化-反硝化反应器2(短程硝化反应器3与反硝化反应器2单独设置，以串联形式连接，即反硝化反应器2在前，短程硝化反应器3在后)中，反应装置上部需设置三相分离器32，而本实用新型的并联式短程硝化-反硝化反应器2中，反硝化反应器2上部无需设置三相分离器32，只需设置过滤网24，拦截上浮的反硝化颗粒污泥27，而反硝化阶段产生的氮气可随排水管26进入短程硝化反应器3底部，同时能为短程硝化反应器3起到增加曝气量的效果，如此可减少通入空气量，相当于降低了短程硝化反应中的曝气能耗。

在优选的实施例中，排水管26沿切向与短程硝化罐体30的底部连接。排水管26切向设置，使得进入的废水能在短程硝化罐体30内形成旋流，从而能够在一定程度上起到促进水体与污泥混合的作用。参照图3，在进一步实施例中，排水管26包括2根，2根切向设置的排水管26的配置使得两股切向进入的废水所产生的旋流方向相同。参照图4，在更进一步的实施例中，排水管26包括均匀间隔设置的4根，4根切向设置的排水管26的配置使得两股切向进入的废水所产生的旋流方向相同。

在优选的实施例中，曝气装置31为微孔曝气装置31，能提高纳米气泡的产生量，增加气泡在水体中的停留时间，使氧气利用效率高和能源消耗低。来自反硝化反应器2的废水和氮气产生的上升流以及微孔曝气装置31产生的搅动力使短程硝化颗粒污泥37与短程硝化反应器3内的废水充分混合，在短程硝化颗粒污泥37作用下，废水中的氨氮被转化为亚硝态氮，同时废水中的有机物被降解，并消耗来自反硝化反应器2的废水中携带的碱度，可减少碱性药剂的使用量。相比传统硝化-反硝化装置(氨氮需在供氧和碱度条件下被转化为硝态氮)，本实用新型的装置可减少供氧量(曝气量)(理论上节省曝气量25％)，因此可降低能耗。

短程硝化反应器3中，借助两侧进水水流(夹带氮气)产生的上升流以及微孔曝气装置31间歇曝气产生的搅动力使得短程硝化反应器3内水质与短程硝化颗粒污泥37充分混合，使得颗粒污泥呈现流体化状态，可省去短程硝化反应器3内部增设搅拌装置，降低能耗。

短程硝化反应器3中的三相分离器32，用于对短程硝化反应后的产物进行气、液、固三相分离，气体由排气出口33外排，短程硝化颗粒污泥37重新回到下方的短程硝化反应区，澄清的出水一部分回流至反硝化反应器2的底部，另一部分经排水出口34外排进行进一步处理。

在优选的实施例中，反硝化罐体20和短程硝化罐体30的外壁上均设置有至少1个取样口12，用于抽取水样进行水质分析。本实施例中，短程硝化罐体30的外壁上均匀间隔设置有3个取样口12，以便于抽取不同位置的水质进行分析。

实施例2

参照图5，作为实施例1的基础上的进一步改进，本实施例中，该高氨氮废水处理设备还包括通过第一输送管50与排水出口34连通的沉淀池5以及通过第二输送管51与沉淀池5的底部连通的水解池6，水解池6内设置有水解搅拌器60。

其中，水解池6的下部通过第二回流管61连通至进水口21。

在优选的实施例中，沉淀池5有效容积约为15～20L，水解池6有效容积约为15～20L。

短程硝化反应器3外排的出水通过水泵输送至沉淀池5，在沉淀池5中加入絮凝剂进行沉淀处理，沉淀池5的上清液作为达标清水排出，沉淀池5 底部的污泥通过污泥泵泵入水解池6进行水解处理，水解完成后，通过污泥泵将水解池6底部的活性污泥泵入反硝化反应器2，与高氨氮废水一同进入，水解过程中产生的短链脂肪酸被携带于活性污泥中，通过回流至反硝化反应器2，能为反硝化过程提供碳源；水解池6的上部出水则作为达标清水排出。进入水解池6中的剩余污泥的主要成分为难降解的微生物菌体骨架并吸附了一部分待降解的污染物，其在水解池6中通过厌氧消化产生短链脂肪酸，该短链脂肪酸可替代甲醇等外加碳源，用于反硝化所需碳源。

继续参照图5，在一种实施例中，该设备的工作原理为：

高氨氮废水(本实用新型中的高氨氮废水指：氨氮浓度为 1000～1500mg/L、硝态氮浓度≤500mg/L、COD浓度≤400mg/L、C/N＜0.3、废水水量≤500t/d的废水)从进水口21进入反硝化反应器2的底部，与短程硝化反应器3回流的水对冲，反硝化搅拌器23施加持续搅拌作用，废水与反硝化颗粒污泥27能充分混合接触进行反硝化反应，反硝化反应后的废水上升经过滤网24过滤后进入溢流槽25，然后经反硝化反应器2的排水管26进入短程硝化反应器3的底部，同时反硝化反应过程中产生的氮气和碱度被溢流夹带一同进入短程硝化反应器3，上升的反硝化颗粒污泥27则被过滤网24拦截回到下方的短程硝化反应区；

曝气装置31将空气引入短程硝化反应器3内，由排水管26进入的废水与短程硝化颗粒污泥37充分混合进行短程硝化反应，三相分离器32对短程硝化反应后的产物进行气、液、固三相分离，气体由排气出口33外排，短程硝化颗粒污泥37重新回到下方的短程硝化反应区，澄清的出水一部分经第一回流管36回流至反硝化反应器2的底部，另一部分经排水出口34外排，经由第一输送管50输送至沉淀池5进行沉淀处理；

沉淀池5的上清液作为达标清水排出，沉淀池5底部的污泥通过污泥泵经由第二输送管51泵入水解池6进行水解处理，水解池6底部的活性污泥通过污泥泵经由第一回流管36泵入反硝化反应器2，水解池6的上部出水则作为达标清水排出。

在一种实施例中，采用实施例2的设备对某光伏行业废气洗涤塔出水进行了处理：

高氨氮废水来自某光伏行业废气洗涤塔出水(高氨氮废水)，相关参数为：水量165m3/d，水质为pH 10.75、SS 10mg/L、COD 58mg/L、NH₄ ⁺-N 1418mg/L、硝态氮308mg/L、总氮1726mg/L、电导率2570us/cm。

处理结果如下：

短程硝化反应器3中亚硝态氮累计率＞90％，氨氮去除率＞99.5％，反硝化反应器2中亚硝态氮、硝态氮去除率＞99.2％，出水氨氮浓度为5.04mg/L、硝态氮浓度为4.85mg/L，总氮浓度为9.89mg/L，COD浓度为33mg/L。

可以看出，本实用新型的设备对高浓度氨氮废水具有很好的处理效果。

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和简化描述，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。

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节。

Claims (10)

1.一种高氨氮废水处理设备，其特征在于，包括：短程硝化-反硝化并联反应装置，所述短程硝化-反硝化并联反应装置包括反硝化反应器以及设置在所述反硝化反应器上方的短程硝化反应器；

所述反硝化反应器包括反硝化罐体、设置在所述反硝化罐体底部的进水口、设置在所述进水口的对侧的回水入口、设置在所述反硝化罐体内的反硝化搅拌器、设置在所述反硝化罐体内部上方的过滤网、设置在所述反硝化罐体的内壁上的溢流槽以及与所述溢流槽连通的排水管；

所述排水管连通至所述短程硝化反应器的底部，所述短程硝化反应器的上部设置有与所述回水入口通过第一回流管连通的回水出口。

2.根据权利要求1所述的高氨氮废水处理设备，其特征在于，所述短程硝化反应器包括设置在所述反硝化罐体上方的短程硝化罐体、设置在所述反硝化罐体内部下方的曝气装置、设置在所述反硝化罐体内部上方的三相分离器以及设置在所述反硝化罐体上部的排气出口、排水出口和所述回水出口；

所述排水管连通至所述短程硝化罐体的底部。

3.根据权利要求2所述的高氨氮废水处理设备，其特征在于，所述排水管沿切向与所述短程硝化罐体的底部连接。

4.根据权利要求2所述的高氨氮废水处理设备，其特征在于，所述短程硝化-反硝化并联反应装置为柱状的罐体，其内部通过一横向隔板分隔形成位于下部的所述反硝化罐体和位于上部的所述短程硝化罐体。

5.根据权利要求4所述的高氨氮废水处理设备，其特征在于，所述反硝化罐体和所述短程硝化罐体的容积比为1：2～1.5：2。

6.根据权利要求5所述的高氨氮废水处理设备，其特征在于，所述反硝化罐体的容积为20L～30L，所述短程硝化罐体的容积为40L。

7.根据权利要求2所述的高氨氮废水处理设备，其特征在于，所述反硝化搅拌器包括两个，从俯视方向看，两个反硝化搅拌器之间的连线通过所述反硝化罐体的横截面的圆心，且两个反硝化搅拌器关于进水口和回水入口之间的连线对称布置。

8.根据权利要求2所述的高氨氮废水处理设备，其特征在于，所述反硝化罐体和短程硝化罐体的外壁上均设置有进泥口、排泥口和至少1个取样口。

9.根据权利要求2-8中任意一项所述的高氨氮废水处理设备，其特征在于，还包括通过第一输送管与所述排水出口连通的沉淀池以及通过第二输送管与所述沉淀池的底部连通的水解池，所述水解池内设置有水解搅拌器。

10.根据权利要求9所述的高氨氮废水处理设备，其特征在于，所述水解池的下部通过第二回流管连通至所述进水口。

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