CN218642567U

CN218642567U - 一种应用于高硝酸盐氮废水脱氮的颗粒污泥培养系统

Info

Publication number: CN218642567U
Application number: CN202223016210.9U
Authority: CN
Inventors: 蒋炎红; 骆倩; 孙嘉宁; 梅荣武; 周国苗; 蔡俊云; 王英杰; 姚建松
Original assignee: Zhejiang Institute Of Ecological Environmental Science Design And Research; Zhejiang Huanke Environment Research Institute Co ltd
Current assignee: Zhejiang Institute Of Ecological Environmental Science Design And Research; Zhejiang Huanke Environment Research Institute Co ltd
Priority date: 2022-11-10
Filing date: 2022-11-10
Publication date: 2023-03-17
Anticipated expiration: 2032-11-10

Abstract

本实用新型公开了一种应用于高硝酸盐氮废水脱氮的颗粒污泥培养系统，包括进水系统、碳源投加系统、反应系统、三相分离系统、出水系统、保温系统、内循环系统、曝气系统和排泥系统；进水系统的进水口与反应系统连通，用于向反应系统通入废水；碳源投加系统用于向反应系统投加碳源；三相分离系统用于对反应系统内的液体、气体和固体进行分离；出水系统用于对反应系统中的液体进行排出；所述保温系统用于对反应系统进行保温；内循环系统用于对反应系统中的液体进行循环；曝气系统用于对反应系统内进行曝气；排泥系统用于对反应系统中的污泥进行排出；本系统可以有效的实现对高硝酸盐氮废水脱氮的颗粒污泥培养，且具有较强的市场应用前景。

Description

一种应用于高硝酸盐氮废水脱氮的颗粒污泥培养系统

技术领域

本实用新型涉及高硝酸盐氮废水脱氮系统领域，特别涉及一种应用于高硝酸盐氮废水脱氮的颗粒污泥培养系统。

背景技术

近年来，随着废水排放标准的不断升级，众多工业企业迫切需要对废水处理站进行升级改造，由于不锈钢酸洗高硝酸盐氮废水中氮含量较高，高含量的氮污染物导致仅靠原有的处理设施及工艺已不能满足新排放标准要求，因此需在有限的场地改建更加高效的脱氮处理设施及工艺，以满足废水达到最新排放标准要求。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中存在如下问题：不锈钢酸洗高硝酸盐氮废水具有pH低、NO₃ ^--N浓度高、C/N比低的特点，采用传统生物方法脱氮困难，无法满足日益严格的排放标准要求。且传统生物脱氮方法具有占地面积大、脱氮效率低、抗冲击能力差、工艺流程相对繁杂及运行成本高等局限性。且不锈钢酸洗高硝酸盐氮废水通常盐分和钙离子含量也非常高，高氮高钙高盐易冲击常规生化工艺系统。如何科学指导产生不锈钢酸洗高硝酸盐氮废水的企业正常生产和废水提标改造，使不锈钢酸洗高硝酸盐氮废水处理工程做到安全可靠、经济适用、技术先进，是这些企业的迫切环保技术需求。

目前开发了一种高硝酸盐氮废水脱氮的技术，但在使用过程中，需要培养应用于高硝酸盐氮废水脱氮的颗粒污泥，但目前市场上并未有相关系统或装置可以培养出应用于高硝酸盐氮废水脱氮的颗粒污泥，因此，急需提供一种应用于高硝酸盐氮废水脱氮的颗粒污泥培养系统，以解决上述问题。

发明内容

为实现上述目的，发明人提供了一种应用于高硝酸盐氮废水脱氮的颗粒污泥培养系统，包括进水系统、碳源投加系统、反应系统、三相分离系统、出水系统、保温系统、内循环系统、曝气系统和排泥系统；

所述进水系统的进水口与反应系统连通，用于向反应系统通入废水；

所述碳源投加系统用于向反应系统投加碳源；

所述三相分离系统用于对反应系统内的液体、气体和固体进行分离；

所述出水系统用于对反应系统中的液体进行排出；

所述保温系统用于对反应系统进行保温；

所述内循环系统用于对反应系统中的液体进行循环；

所述曝气系统用于对反应系统内进行曝气；

所述排泥系统用于对反应系统中的污泥进行排出。

作为本实用新型的一种优选结构，所述反应系统包括反应器，所述反应器底部设有进水口，所述进水系统包括进水管和进水泵，废水通过进水管和进水泵从进水口泵入反应器中。

作为本实用新型的一种优选结构，所述三相分离系统包括设于反应器顶部的连通柱，所述连通柱内设有开口向下、呈漏斗状的排气管，所述排气管底端端部与连通柱的内侧壁之间设有间隙。

作为本实用新型的一种优选结构，所述连通柱顶端端部设有锯齿状溢流口，位于溢流口的外侧设有导流环，所述导流环与连通柱的顶端端部固定连接，导流环的底部设有出水口。

作为本实用新型的一种优选结构，所述出水系统包括出水口，所述出水口设于导流环的底部。

作为本实用新型的一种优选结构，所述内循环系统包括内循环泵，所述内循环泵的进水口与连通柱上部连通，内循环泵的出水口与反应器底部连通。

作为本实用新型的一种优选结构，所述保温系统包括水浴保温层、水浴保温泵和恒温水浴锅，所述水浴保温层包设于反应器的外壁上，水浴保温层的进水端靠近反应器的底部设置，出水端靠近反应器的顶部设置，水浴保温层的出水端与恒温水浴锅连通，所述恒温水浴锅内的水通过水浴保温泵从进水端泵进水浴保温层。

作为本实用新型的一种优选结构，所述曝气系统包括曝气泵，所述曝气泵与反应器的底部连通。

作为本实用新型的一种优选结构，所述排泥系统包括排泥口，所述排泥口设于反应器的底部，所述反应器的侧壁上从上到下依次设有若干个取样口。

作为本实用新型的一种优选结构，所述碳源投加系统与进水系统的进水管连通。

区别于现有技术，上述技术方案所达到的有益效果有：本系统的设置可以有效的实现对高硝酸盐氮废水脱氮的颗粒污泥培养，有效的解决了高硝酸盐氮废水脱氮的问题，具有较强的市场应用前景；此外，本系统还具有结构紧凑，造价低，实用性强的特点。

附图说明

图1为具体实施方式所述系统结构示意图；

图2为具体实施方式所述系统连接结构示意图。

附图标记说明：

1、进水系统；101、进水管；102、进水泵；103、进水口；104、进水桶；2、碳源投加系统；3、反应系统；301、反应器；4、三相分离系统；401、连通柱；402、排气管；403、间隙；404、溢流口；405、导流环；5、出水系统；501、出水口；6、保温系统；601、水浴保温层；602、水浴保温泵；603、恒温水浴锅；7、内循环系统；701、内循环泵；8、曝气系统；801、曝气泵；9、排泥系统；901、排泥口；902、出水桶；110、取样口。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请一并参阅图1和图2，如图所示，本实施例提供了一种应用于高硝酸盐氮废水脱氮的颗粒污泥培养系统，包括进水系统1、碳源投加系统2、反应系统3、三相分离系统4、出水系统5、保温系统6、内循环系统7、曝气系统8和排泥系统9；

在本实施例中，进水系统1的进水口103与反应系统3连通，用于向反应系统通入废水；碳源投加系统2用于向反应系统3投加碳源；三相分离系统4用于对反应系统3内的液体、气体和固体进行分离；出水系统5用于对反应系统中的液体进行排出；保温系统6用于对反应系统进行保温；内循环系统7用于对反应系统中的液体进行循环；曝气系统8用于对反应系统内进行曝气处理；排泥系统9用于对反应系统中的污泥进行排出。

如图2所示，在本实施例中，反应系统3包括反应器301，反应器底部设有进水口103，所述进水系统包括进水管101和进水泵102，废水通过进水管和进水泵从进水口泵入反应器中；在本实施例中，进水口可以设置多个，从而使得进水与反硝化颗粒污泥混合更加充分。

三相分离系统4包括设于反应器顶部的连通柱401，连通柱内设有开口向下、呈漏斗状的排气管402，排气管底端端部与连通柱的内侧壁之间设有间隙403。连通柱顶端端部设有锯齿状溢流口404，位于溢流口的外侧设有导流环405，导流环405与连通柱401的顶端端部固定连接，导流环的底部设有出水口。在本实施例中，连通柱与反应器顶部可以为一体成型，连通柱顶端开口设置，锯齿状的溢流口可以使得溢流更加平缓均匀，且可以有效的实现拦截，避免固体堵住出水口；导流环使得从溢流口流出的液体流入导流环内，并从导流环底部的出水口排出；三相分离系统的排气管呈漏斗状、且开口朝下，是为了可以有效的对反应器中产生的气体进行收集，并通过排气管的顶端排出，同时将反硝化颗粒污泥截留于反应器中；排气管底端与连通柱内侧壁之间设有间隙，是为了便于溢出的液体从间隙流过，并从连通管的顶部设置的锯齿状溢流口流入导流环，并从出水口排出。

出水系统5包括出水口501，出水口设于导流环405的底部。经过三相分离后的液体从溢流口溢出后，从出水口排出，可以直接往外界排出或往出水桶902排。

内循环系统7包括内循环泵701，内循环泵的进水口与连通柱上部连通，内循环泵的出水口与反应器底部连通。在本实施例中，内循环系统的设置是为了将反应器上部的液体循环到反应器底部，使反应器内的反硝化颗粒污泥与废水能够充分混合以防止其板结，从而提高反应系统脱氮效率。

保温系统6包括水浴保温层601、水浴保温泵602和恒温水浴锅603，水浴保温层包设于反应器的外壁上，水浴保温层的进水端靠近反应器的底部设置，出水端靠近反应器的顶部设置，水浴保温层的出水端与恒温水浴锅连通，恒温水浴锅内的水通过水浴保温泵从进水端泵进水浴保温层。在本实施例中，保温系统是为了给反应器提供特定的温度，以保证反应器中的反应能够达到最好的效果。

曝气系统8包括曝气泵801，曝气泵与反应器的底部连通。在本实施例中，曝气泵的设置是为了对反应器中的污泥进行曝气以防止其沟流与板结。

排泥系统9包括排泥口901，排泥口设于反应器的底部，反应器的侧壁上从上到下依次设有若干个取样口。碳源投加系统与进水系统的进水管连通。在本实施例中，排泥口的设置是为了将反应器内的污泥排出，取样口的设置则是为了可以对反应器不同位置的污水和污泥进行取样；碳源投加系统则是为了在反应过程中，对反应器内投加碳源，以使得反应器中的碳氮比达到所需反应的需求量；碳源投加系统还可以通过与进水桶104连通后再通过进水管101通入反应器301中。

本实施例则为高硝酸盐氮废水脱氮的具体过程，在本过程中需要培养颗粒污泥，则本系统则用于培养颗粒污泥使用。具体的工作过程如下：

采用反应系统有效体积为18.57L的反应器，反应器接种污泥为企业污水处理站经过30min的初步沉淀去除上清液的厌氧絮状污泥，接种污泥占反应器有效容积的21.4％，接种污泥的MLSS为8.82g/L、MLVSS为5.04g/L，在连续流运行条件下采用反应器培养反硝化颗粒污泥，初始水力停留时间为63.7h。通过进水口通入反应器中的废水中硝酸盐氮浓度为700-1200mg/L，氨氮浓度为30mg/L以内，亚硝酸盐氮浓度为30mg/L以内，总氮浓度为800-1300mg/L，对应的硝酸盐氮容积负荷为0.43-0.45kg·m^-3·d^-1，碳源投加系统选择甲醇作为碳源，投加量为C/N＝3.5，内循环系统内循环流量以反应器运行时反应系统内污泥层高度不高于反应器与三相分离系统交界为准，反应系统内较高的水力上升流速一方面可以洗出沉降性能较差的污泥，另一方面可以促进颗粒污泥的快速形成，曝气系统选择空气通过曝气泵进行曝气，曝气频率为每天2次，每次30-60s，保温系统维持的温度为33±1℃，排泥系统在反应器启动期间原则上不进行排泥。

运行9d以后，反应器出水硝酸盐氮去除效率由42.79％提高到了99.93％，说明接种污泥已经驯化成功，提高进水流量使水力停留时间为44.6h，对应的硝酸盐氮容积负荷为0.42-0.63kg·m^-3·d^-1，碳源投加系统选择甲醇作为碳源，投加量为C/N＝3.5，内循环系统的内循环流量以反应器运行时反应系统内污泥层高度不高于反应器与三相分离系统交界为准，曝气系统选择空气进行曝气，曝气频率为每天2次，每次30-60s，保温系统维持的温度为33±1℃，排泥系统排泥量以SV₃₀时颗粒污泥体积占反应系统容积的21.4％。

运行35d以后，在第10-35d期间，反应器出水硝酸盐氮平均去除效率为99.96％，且此时肉眼可见反应系统内的污泥形状由接种时的黑色絮状污泥转化为黑色絮状参杂深灰色颗粒状的混合污泥，说明反硝化颗粒污泥已经初步形成，提高进水流量使水力停留时间为16.5h，对应的硝酸盐氮容积负荷为1.25-1.40kg·m^-3·d^-1，碳源投加系统选择甲醇作为碳源，投加量为C/N＝3.5，内循环系统的内循环流量以反应器运行时反应器内污泥层高度不高于反应器与三相分离系统交界为准，曝气系统选择空气进行曝气，曝气频率为每天2次，每次30-60s，保温系统维持的温度为33±1℃，排泥系统排泥量以SV₃₀时颗粒污泥体积占反应系统容积的21.4％。

运行42d以后，在第35-42d期间，反应器出水硝酸盐氮平均去除效率为99.96％，且此时肉眼可见反应器内的污泥形状由黑色絮状参杂深灰色颗粒状的混合污泥转化为灰白色颗粒状的污泥，说明反硝化颗粒污泥已经完全形成，成熟的反硝化颗粒污泥粒径为1-6mm，MLSS为134.2g/L，MLVSS为15.7g/L，单颗污泥沉降速度为198-273m/h，再次提高进水流量使水力停留时间为11.1h，对应的硝酸盐氮容积负荷为1.85-2.44kg·m^-3·d^-1，碳源投加系统选择甲醇作为碳源，投加量为C/N＝3.5，内循环系统内循环流量设置为使反应器内水力上升流速为1.4m/h，曝气系统选择空气进行曝气，曝气频率为每天2次，每次30-60s，保温系统维持的温度为33±1℃，排泥系统排泥量以SV₃₀时颗粒污泥体积占反应系统容积的21.4％，在第42-76d期间，反应器出水硝酸盐氮平均去除效率为98.29％，最大反硝化速率为2.79gNO₃ ^--N/(gVSS·d)。

本系统的设置可以有效的实现对高硝酸盐氮废水脱氮的颗粒污泥培养，有效的解决了高硝酸盐氮废水脱氮的问题，具有较强的市场应用前景；此外，本系统还具有结构紧凑，造价低，实用性强的特点。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本实用新型的专利保护范围。因此，基于本实用新型的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型的专利保护范围之内。

Claims

1.一种应用于高硝酸盐氮废水脱氮的颗粒污泥培养系统，其特征在于，包括进水系统、碳源投加系统、反应系统、三相分离系统、出水系统、保温系统、内循环系统、曝气系统和排泥系统；

所述碳源投加系统用于向反应系统投加碳源；

所述出水系统用于对反应系统中的液体进行排出；

所述保温系统用于对反应系统进行保温；

所述内循环系统用于对反应系统中的液体进行循环；

所述曝气系统用于对反应系统内进行曝气；

所述排泥系统用于对反应系统中的污泥进行排出。

2.根据权利要求1所述的应用于高硝酸盐氮废水脱氮的颗粒污泥培养系统，其特征在于：所述反应系统包括反应器，所述反应器底部设有进水口，所述进水系统包括进水管和进水泵，废水通过进水管和进水泵从进水口泵入反应器中。

3.根据权利要求2所述的应用于高硝酸盐氮废水脱氮的颗粒污泥培养系统，其特征在于：所述三相分离系统包括设于反应器顶部的连通柱，所述连通柱内设有开口向下、呈漏斗状的排气管，所述排气管底端端部与连通柱的内侧壁之间设有间隙。

4.根据权利要求3所述的应用于高硝酸盐氮废水脱氮的颗粒污泥培养系统，其特征在于：所述连通柱顶端端部设有锯齿状溢流口，位于溢流口的外侧设有导流环，所述导流环与连通柱的顶端端部固定连接，导流环的底部设有出水口。

5.根据权利要求4所述的应用于高硝酸盐氮废水脱氮的颗粒污泥培养系统，其特征在于：所述出水系统包括出水口，所述出水口设于导流环的底部。

6.根据权利要求3所述的应用于高硝酸盐氮废水脱氮的颗粒污泥培养系统，其特征在于：所述内循环系统包括内循环泵，所述内循环泵的进水口与连通柱上部连通，内循环泵的出水口与反应器底部连通。

7.根据权利要求2所述的应用于高硝酸盐氮废水脱氮的颗粒污泥培养系统，其特征在于：所述保温系统包括水浴保温层、水浴保温泵和恒温水浴锅，所述水浴保温层包设于反应器的外壁上，水浴保温层的进水端靠近反应器的底部设置，出水端靠近反应器的顶部设置，水浴保温层的出水端与恒温水浴锅连通，所述恒温水浴锅内的水通过水浴保温泵从进水端泵进水浴保温层。

8.根据权利要求2所述的应用于高硝酸盐氮废水脱氮的颗粒污泥培养系统，其特征在于：所述曝气系统包括曝气泵，所述曝气泵与反应器的底部连通。

9.根据权利要求2所述的应用于高硝酸盐氮废水脱氮的颗粒污泥培养系统，其特征在于：所述排泥系统包括排泥口，所述排泥口设于反应器的底部，所述反应器的侧壁上从上到下依次设有若干个取样口。

10.根据权利要求1所述的应用于高硝酸盐氮废水脱氮的颗粒污泥培养系统，其特征在于：所述碳源投加系统与进水系统的进水管连通。