CN218811172U - 一种高效污水脱氮处理装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种高效污水脱氮处理装置，包括与进水口依次连接的厌氧区、缺氧区、好氧区、沉淀区、清水区、砂滤罐和消毒区，其中，所述沉淀区还通过污泥回流管连接至所述厌氧区，所述好氧区还通过混合液回流管连接至所述缺氧区，还包括同时为所述厌氧区、所述缺氧区和所述好氧区鼓风的鼓风机，所述好氧区中设置有单孔膜曝气器、沸石填料和混合液回流气提部件。上述高效污水脱氮处理装置，能够增强污水处理效果，降低能耗和药耗，提高出水的稳定性。

Description

一种高效污水脱氮处理装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理设备技术领域，更具体地说，涉及一种高效污水脱氮处理装置。

背景技术

现有处理乡镇及农村地区生活污水的技术，大多采用AO工艺。AO是Anoxic-Oxic的缩写，其优点是除了使有机污染物得到降解之外，还具有一定的脱氮除磷功能，是将厌氧水解技术用作活性污泥的前处理，所以AO法是改进的活性污泥法。AO工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO＝2-4mg/L。在缺氧段，异养菌将污水中的淀粉、纤维和碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，可提高污水的可生化性及氧的效率，在缺氧段，异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化(有机链上的N或氨基酸中的氨基)游离出氨(NH₃、NH₄ ⁺)，在充足供氧的条件下，自养菌的硝化作用将NH₃-N(NH₄ ⁺)氧化为NO₃ ^-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO₃ ^-还原为分子态氮(N₂)，完成C、N、O在生态中的循环，实现污水的无害化处理。为满足脱氮除磷要求，现有技术大多采用增大混合液回流比、增加碳源和除磷剂加药量等方式，这就大大增加了污水处理能耗和药耗。即便如此，在乡镇及农村地区污水水质和水量波动较大的情况下，理论总氮去除率约为60％-85％，出水不达标的风险仍然较大，抗冲击能力较弱。在污水总氮指标偏高的情况下，需增大回流比，装置能耗增加，同时装置内液体的流速增大，容易造成短流，降低了污水在装置内的实际停留时间，影响处理效果。另外，现有技术采用的AO工艺，生物除磷效果较差，为满足除磷要求，需投加大量除磷剂，增加了药品消耗。现有技术采用低负荷运行的方式，污水停留时间长，污染物去除效率低。而且，现有生活污水处理设备不存在单独的保温加热系统，冬季运行效果差，微生物活性受到严重影响，污水处理效果下降，难以保证出水稳定达标。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种高效污水脱氮处理装置，能够增强污水处理效果，降低能耗和药耗，提高出水的稳定性。

本实用新型提供的一种高效污水脱氮处理装置包括与进水口依次连接的厌氧区、缺氧区、好氧区、沉淀区、清水区、砂滤罐和消毒区，其中，所述沉淀区还通过污泥回流管连接至所述厌氧区，所述好氧区还通过混合液回流管连接至所述缺氧区，还包括同时为所述厌氧区、所述缺氧区和所述好氧区鼓风的鼓风机，所述好氧区中设置有单孔膜曝气器、沸石填料和混合液回流气提部件。

优选的，在上述高效污水脱氮处理装置中，所述鼓风机为设置于所述厌氧区中的沉水式鼓风机。

优选的，在上述高效污水脱氮处理装置中，所述厌氧区和所述缺氧区通过隔板隔开，且底部连通可让水通过。

优选的，在上述高效污水脱氮处理装置中，所述缺氧区中设置有穿孔曝气管和组合填料，所述穿孔曝气管用于对污水进行大气泡形式的搅拌。

优选的，在上述高效污水脱氮处理装置中，所述缺氧区与所述好氧区之间通过隔板隔开，且顶部连通可让水通过。

优选的，在上述高效污水脱氮处理装置中，所述好氧区与所述沉淀区利用隔板隔开。

优选的，在上述高效污水脱氮处理装置中，所述沉淀区中设置有污泥回流气提部件和斜管填料。

优选的，在上述高效污水脱氮处理装置中，所述污泥回流管道上设置有用于定期将污泥排至污泥储存池的阀门。

优选的，在上述高效污水脱氮处理装置中，所述清水区中设置有清水提升泵，用于将清水提升至所述砂滤罐。

优选的，在上述高效污水脱氮处理装置中，还包括用于向所述缺氧区加入碳源的第一加药部件，以及用于向所述沉淀区加入除磷药剂的第二加药部件。

从上述技术方案可以看出，本实用新型所提供的上述高效污水脱氮处理装置，由于包括与进水口依次连接的厌氧区、缺氧区、好氧区、沉淀区、清水区、砂滤罐和消毒区，其中，所述沉淀区还通过污泥回流管连接至所述厌氧区，所述好氧区还通过混合液回流管连接至所述缺氧区，还包括同时为所述厌氧区、所述缺氧区和所述好氧区鼓风的鼓风机，所述好氧区中设置有单孔膜曝气器、沸石填料和混合液回流气提部件，这种好氧区里面加入了沸石填料，在沸石填料的作用下，含氮污染物可富集在沸石填料表面及内部空隙中，同时在沸石填料表面及内部空隙中生长着大量微生物，可以在短时间内完成污染物处理过程，装置停留时间缩短，因此能够增强污水处理效果，降低能耗和药耗，提高出水的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种高效污水脱氮处理装置的实施例的示意图。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种高效污水脱氮处理装置，能够增强污水处理效果，降低能耗和药耗，提高出水的稳定性。

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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型提供的一种高效污水脱氮处理装置的实施例如图1所示，图1为本实用新型提供的一种高效污水脱氮处理装置的实施例的示意图，该高效污水脱氮处理装置可以包括与一体化罐体1的进水口①依次连接的厌氧区2、缺氧区3、好氧区4、沉淀区5、清水区6、砂滤罐17和消毒区18，污水由进水管线①进入厌氧区2，其中，沉淀区5还通过污泥回流管④连接至厌氧区2，好氧区4还通过混合液回流管②连接至缺氧区3，还包括同时为厌氧区2、缺氧区3和好氧区4鼓风的鼓风机8，鼓风机8通过空气管线③，为缺氧区3内部的穿孔曝气管9、好氧区4内部的单孔膜曝气器11和混合液回流气提装置13、沉淀区5内部的污泥回流气提装置14提供空气，好氧区4中设置有单孔膜曝气器11、沸石填料12和混合液回流气提部件13，通过混合液回流管道②将污泥混合液回流至缺氧区2前端。

上述高效污水脱氮处理装置可以应用于乡镇及农村地区分散式污水处理，运行高效，稳定达标，采用厌氧-缺氧-好氧-沉淀-过滤-消毒工艺，在传统AAO工艺的基础上，搭配沸石填料，沸石是一种硅铝酸盐矿石，具有架状结构，晶体内的分子像搭架子似地连在一起，中间形成很多空腔。因为在这些空腔里还存在很多水分子，因此这是含水矿物，这些水分在遇到高温时会排出来，比如用火焰去烧时，大多数沸石便会膨胀发泡，像是沸腾一般，沸石具有吸附性、离子交换性、催化和耐酸耐热等性能，因此，利用沸石填料能够增强生物除磷能力和污染物去除能力，最大限度利用微生物自身完成污水除磷过程，降低了化学除磷加药量，好氧区的生化区搭配沸石填料，利用沸石填料对氨氮的吸附能力，形成高浓度氨氮富集区，同时因填料表面存在的大量空隙，可形成稳定的生物膜，利用填料上附着的各种微生物菌群，产生同步硝化反硝化作用，可实现高效脱氮过程，提高了效率，从而提升整体工艺处理能力及运行稳定性，快速完成污染物的去除，占地面积更小，处理效果更稳定，出水稳定达到一级B标准。

上述好氧区中还设置有单孔膜曝气器，曝气是指将空气中的氧强制向液体中转移的过程，其目的是获得足够的溶解氧，此外，曝气还有防止池内悬浮物下沉，加强池内有机物与微生物及溶解氧接触的目的，从而保证池内微生物有充足溶解氧的条件下，对污水中有机物的氧化分解作用。

从上述技术方案可以看出，本实用新型所提供的上述高效污水脱氮处理装置的实施例中，由于包括与进水口依次连接的厌氧区、缺氧区、好氧区、沉淀区、清水区、砂滤罐和消毒区，其中，沉淀区还通过污泥回流管连接至厌氧区，好氧区还通过混合液回流管连接至缺氧区，还包括同时为厌氧区、缺氧区和好氧区鼓风的鼓风机，好氧区中设置有单孔膜曝气器、沸石填料和混合液回流气提部件，这种好氧区里面加入了沸石填料，在沸石填料的作用下，含氮污染物可富集在沸石填料表面及内部空隙中，同时在沸石填料表面及内部空隙中生长着大量微生物，可以在短时间内完成污染物处理过程，装置停留时间缩短，因此能够增强污水处理效果，降低能耗和药耗，提高出水的稳定性。

在上述高效污水脱氮处理装置的一个具体实施例中，鼓风机可以优选为设置于厌氧区中的沉水式鼓风机。需要说明的是，这种沉水式鼓风机内置于装置中，通过沉水式鼓风机运行期间设备运转，设备不断产生的热量，该热量直接传递到水中，对污水进行加温，提高整个生化系统的温度，实现热能100％回收，提高低温时的运行稳定性。当然还可以选择其他形式的鼓风机，此处并不限制。

在上述高效污水脱氮处理装置的另一个具体实施例中，厌氧区2和缺氧区3优选的通过隔板隔开，且底部连通可让水通过。而且，继续参考图1，缺氧区3中可以设置有穿孔曝气管9和组合填料10，穿孔曝气管9用于对污水进行大气泡形式的搅拌，在搅拌的同时减少氧气溶入污水，维持缺氧环境。进一步的，缺氧区3与好氧区4之间可以优选的通过隔板隔开，且顶部连通可让水通过。更进一步的，好氧区4与沉淀区5也可以优选的利用隔板隔开。当然还可以根据实际需要选择其他形式，此处并不限制。

在上述高效污水脱氮处理装置的又一个具体实施例中，沉淀区5中可以优选的设置有污泥回流气提部件14和斜管填料15。需要说明的是，二沉池采用斜管填料，能够截流活性污泥中的大比重污泥，实现高效泥水分离，而且采用气提回流技术，通过空气提升，实现污泥大比例回流，取消了混合液回流泵和剩余污泥回流泵，简化了设备结构，降低了设备运行能耗，采用PLC控制技术能够使设备高度集成化、智能化。当然也可以根据实际需要设置其他类似部件，此处并不限制。

在上述高效污水脱氮处理装置的一个优选实施例中，通过污泥回流管道④可以将沉淀区5底部污泥回流至厌氧区2的前端，而且，污泥回流管道④上可以优选的设置有用于定期将污泥排至污泥储存池的阀门，这样就不会造成污泥大量堆积，当然还可以根据实际需要选择其他排放污泥方式，此处并不限制。

在上述高效污水脱氮处理装置的另一个优选实施例中，沉淀区5上部清液可以进入清水区6，沉淀区5与清水区6通过隔板隔开，另外，清水区6中可以优选的设置有清水提升泵16，用于将清水通过产水管道⑤提升至砂滤罐17，进一步去除水中的悬浮物，砂滤罐17出水经消毒区18消毒后通过产水管道⑤实现达标排放，该消毒区18可以优选采用管道式紫外消毒器，这样消毒效率更高。当然也可以根据实际需要选择其他类型的消毒设备，此处并不限制。

在上述高效污水脱氮处理装置的又一个优选实施例中，还可以包括用于向缺氧区加入碳源的第一加药部件，以及用于向沉淀区加入除磷药剂的第二加药部件。具体而言，继续参考图1，可以设置碳源加药装置19，通过碳源加药管线⑥，向缺氧区3投加碳源，并且可以设置除磷加药装置20，通过除磷加药管线⑦，向沉淀区4投加除磷药剂。

下面对上述高效污水脱氮处理装置的工作过程进行详细说明：

上述高效污水脱氮处理装置，主体工艺集中在一体化罐体1内。整体设备结合PLC自动控制系统，可实现无人值守，运行管理方便。

厌氧区2设计停留时间1h，厌氧区2内设置沉水式鼓风机8，为微生物供氧和气提装置提供空气。污泥回流进入厌氧区2，维持装置内的污泥浓度。沉水式鼓风机8在工作时散发出来的全部热量均被设备内污水吸收，可以提高污水温度2-3度，大幅度提高了常年特别是冬季一体化设备的处理效率(比传统非加热一体化设备可以提高效率20％，或者在同样处理效果情况下进一步减少一体化设备的容积)。沉水风机的运行噪声被周围的污水吸收，对外界影响小，环境友好性强。

缺氧区3设计停留时间4h，缺氧区3内设置穿孔曝气管9和组合填料10，混合液回流进入缺氧区3，污水中的大部分氨氮在好氧区4内转化为硝态氮，再通过混合液回流，回流至缺氧区3，在缺氧区3内通过反硝化反应转化为氮气，完成整体脱氮过程。

好氧区4设计停留时间6h，好氧区4内设置单孔膜曝气器11和沸石填料12和混合液回流气提装置13。设置单孔膜曝气器11为微生物提供氧气，单孔膜曝气器11是由ABS材料制作而成的上、下管夹和配套橡胶膜片组合而成的新型供气充氧装置。单孔膜曝气器11通过向滤料层强制输送高流速的空气来满足滤料上的微生物新陈代谢所需要的足够和稳定的氧气。设置沸石填料12，利用改性沸石和天然沸石对氨氮的吸附特性进行氨氮的大量吸附，形成一个超高浓度的氨氮浓度区，在这个区域内由于氨氮浓度较高，也会形成大量的硝化菌聚集；同时因沸石表面存在大量空隙，利用生物特性，在填料表面形成大量的生物膜。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统在不同的区域，形成了有利的同步硝化反硝化环境，综合处理效率高。好氧区4中含有大量的活性污泥微生物，活性污泥在好氧环境下进行有氧呼吸，降解和吸附水中有机污染物质。在好氧区4尾部，大部分氨氮已被转化为硝态氮，通过混合液回流气提装置13将含有大量硝态氮的污泥混合液通过混合液回流管道②回流至缺氧区3，混合液回流比200％-300％。

沉淀区5设计表面负荷0.8m³/m²·h，沉淀区5内设置污泥回流气提装置14和斜管填料15。斜管填料15为倾斜安装(角度45度-60度)的PP材质斜板填料，斜板表面光滑，不积泥，而且通过合理的上升流速(表面上升流速0.5-1.0mm/s)，实现了活性污泥的截留，将大量富含硝化菌和反硝化菌的混合液截留在本区域内，不进入后续区域，即保证了生物处理系统的高污泥浓度，又实现了出水水质的进一步提高(在浊度方面，表现于出水澄清度)。设置污泥回流气提装置14，污泥回流比100％-200％。将高浓度活性污泥通过污泥回流管道④回流到厌氧区2，污泥回流管道④上设置阀门，定期将部分污泥排至污泥储池，外排处理。

清水区6设计停留时间0.5h，清水区6内设置清水提升泵16，将清水提升至砂滤罐17。为进一步去除污水中的悬浮物，设置砂滤罐17，对装置产水进行过滤，保证出水达标。在产水管道⑤上设置管道式紫外消毒器18，对产水进行杀菌消毒，保证出水达标。采用管道式紫外消毒器18，不需要单独设置消毒池，简化了处理流程，减少了占地，运行管理方便。

为满足设备运行需求，设置两套加药系统，作为高效污水脱氮处理装置的附属系统。因污水中的有机物不足以用于反硝化使用，需要补充碳源，设置碳源加药装置19，通过碳源加药管线⑥，向缺氧区3投加碳源。为保证出水TP达标，辅助采用化学除磷方式，设置除磷加药装置20，通过除磷加药管线⑦，向沉淀区5投加除磷药剂。

综上所述，本申请提供的上述高效污水脱氮处理装置具有如下优点：

(1)停留时间合理，总停留时间控制在8小时以上，确保了运行稳定性；

(2)采用沸石填料，它与氨离子具有离子交换特性，具有专门吸附氨氮的特点，便于形成氨离子聚齐区，特别适合形成硝化菌的富集区，有效提高了装置的硝化特性。

(3)利用生物特性，在填料表面形成大量的生物膜。生物膜是由高度密集的好氧菌、厌氧菌、兼性菌、真菌、原生动物以及藻类等组成的生态系统在不同的区域，形成了有利的同步硝化反硝化环境，综合处理效率高。

(4)风机采用沉水式，工作时散发出来的全部热量均被设备内污水吸收，可以提高污水温度2-3度，大幅度提高了常年特别是冬季一体化设备的处理效率(比传统非加热一体化设备可以提高效率20％，或者在同样处理效果情况下进一步减少一体化设备的容积)。采用沉水式风机，噪音低，环境友好性强。

(5)在缺氧区采用穿孔曝气管，利用大气泡形式，既可以搅拌防沉淀，又可以防止向水中冲入过量氧气，利于维持缺氧区的反硝化环境。在好氧区采用单孔膜曝气器，通过向滤料层强制输送高流速的空气来满足滤料上的微生物新陈代谢所需要的足够和稳定的氧气。

(6)采用了独特的空气提升技术，利用鼓风机的旁路，实现了大比例污泥回流，除磷脱氮效果好。不需要单独设置混合液回流泵和污泥回流泵，节省用电。

(7)采用管道式紫外消毒器，不需要单独设置消毒池，减少了占地，运行管理方便。

(8)设备结合PLC自动控制系统，可实现无人值守，运行管理方便。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种高效污水脱氮处理装置，其特征在于，包括与进水口依次连接的厌氧区、缺氧区、好氧区、沉淀区、清水区、砂滤罐和消毒区，其中，所述沉淀区还通过污泥回流管连接至所述厌氧区，所述好氧区还通过混合液回流管连接至所述缺氧区，还包括同时为所述厌氧区、所述缺氧区和所述好氧区鼓风的鼓风机，所述好氧区中设置有单孔膜曝气器、沸石填料和混合液回流气提部件。

2.根据权利要求1所述的高效污水脱氮处理装置，其特征在于，所述鼓风机为设置于所述厌氧区中的沉水式鼓风机。

3.根据权利要求2所述的高效污水脱氮处理装置，其特征在于，所述厌氧区和所述缺氧区通过隔板隔开，且底部连通可让水通过。

4.根据权利要求3所述的高效污水脱氮处理装置，其特征在于，所述缺氧区中设置有穿孔曝气管和组合填料，所述穿孔曝气管用于对污水进行大气泡形式的搅拌。

5.根据权利要求4所述的高效污水脱氮处理装置，其特征在于，所述缺氧区与所述好氧区之间通过隔板隔开，且顶部连通可让水通过。

6.根据权利要求5所述的高效污水脱氮处理装置，其特征在于，所述好氧区与所述沉淀区利用隔板隔开。

7.根据权利要求6所述的高效污水脱氮处理装置，其特征在于，所述沉淀区中设置有污泥回流气提部件和斜管填料。

8.根据权利要求7所述的高效污水脱氮处理装置，其特征在于，所述污泥回流管上设置有用于定期将污泥排至污泥储存池的阀门。

9.根据权利要求8所述的高效污水脱氮处理装置，其特征在于，所述清水区中设置有清水提升泵，用于将清水提升至所述砂滤罐。

10.根据权利要求9所述的高效污水脱氮处理装置，其特征在于，还包括用于向所述缺氧区加入碳源的第一加药部件，以及用于向所述沉淀区加入除磷药剂的第二加药部件。

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