CN218841834U

CN218841834U - 一种自养异养协同脱氮的废水处理装置

Info

Publication number: CN218841834U
Application number: CN202221669581.4U
Authority: CN
Inventors: 宫志鹏; 王玉环; 刘帅; 朱杰高
Original assignee: SHANDONG PACIFIC ENVIRONMENTAL PROTECTION CO Ltd
Current assignee: SHANDONG PACIFIC ENVIRONMENTAL PROTECTION CO Ltd
Priority date: 2022-06-30
Filing date: 2022-06-30
Publication date: 2023-04-11
Anticipated expiration: 2032-06-30

Abstract

本实用新型公开了一种自养异养协同脱氮工艺及废水处理装置，属于污水处理技术领域，将自养反硝化系统与异养反硝化系统相结合，令无机电子供体与有机电子供体同时存在于同一系统中，可以保持系统的酸碱平衡，提高系统的耐冲击性，具体方案如下：一种自养异养协同脱氮的废水处理装置，包括反应池体，所述反应池体自上而下依次设置有污泥反应区、滤料层，所述滤料层包括硫磺、硫铁矿、青石，硫磺、硫铁矿为自养反硝化过程提供S⁰、S^2‑、Fe²⁺等电子供体，青石为系统提供无机碳源及碱度，维持系统pH稳定。

Description

一种自养异养协同脱氮的废水处理装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术领域，尤其是一种自养异养协同脱氮的废水处理装置。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

目前，常用的污水脱氮工艺为异养反硝化，异养反硝化是微生物利用有机碳源做电子供体将硝酸盐还原为氮气以达到脱氮目的。但针对低C/N的污水，由于有机碳源不足，往往需要额外投加碳源，增加处理成本，产生一定量的剩余污泥，且投量控制不当会导致出水有机物偏高。与之相比，自养反硝化是一种非碳源依赖的生物脱氮技术，它是微生物利用Fe²⁺、还原态硫(S^2-、S⁰)等作为电子供体，通过氧化还原态物质获取能量，将硝酸盐还原为氮气从而实现脱氮目的。该过程无需外加碳源，可节省运行成本，且污泥产量少，处置费用低，因此自养反硝化工艺成为新型脱氮工艺的主要研究方向。单一硫自养反硝化工艺反应速率快，但反应过程产酸易导致水体pH降低，出水SO₄ ^2-含量易过高；铁自养反硝化工艺反应过程产碱，易形成三价铁沉淀附着在污泥表面影响微生物反应，降低脱氮速率。且自养反硝化菌受温度、pH等环境因素影响较大，系统的耐冲击性较弱，脱氮过程容易受到抑制。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种自养异养协同脱氮的废水处理装置，将自养反硝化系统与异养反硝化系统相结合，令无机电子供体与有机电子供体同时存在于同一系统中，可以保持系统的酸碱平衡，提高系统的耐冲击性。

为了实现上述目的，本实用新型是通过如下的技术方案来实现：

一种自养异养协同脱氮的废水处理装置，包括反应池体，所述反应池体自上而下依次设置有污泥反应区、滤料层，所述滤料层内设置有特制复合滤料，所述特制复合滤料包括硫磺、硫铁矿、青石，硫磺、硫铁矿为自养反硝化过程提供S⁰、 S^2-、Fe²⁺等电子供体，青石为系统提供无机碳源及碱度，维持系统pH稳定。

待处理废水自上而下依次流经污泥反应区、滤料层，滤料为自养反硝化过程提供单质硫和不同价态的铁离子作为电子供体，为硝酸盐的去除提供底物，在自养反硝化菌的作用下完成脱氮。硫自养反硝化过程产酸，且出水SO₄ ^2-含量易升高，铁自养反硝化过程产碱，二者同时存在可规避单一使用的不足。滤料中青石可提供无机碳源，并起到缓冲pH作用。

进一步地，所述反应池体依据水量分为多个廊道，所述廊道底部设置有集水渠，所述廊道上部设置有配水渠。

进一步地，所述配水渠上均设置有气动闸板阀。

进一步地，所述反应池体上部设置有布水槽，所述布水槽与配水渠及反冲洗浓水出水管连接。

进一步地，所述反应池体一侧设置有清水池，所述清水池通过清水出水管和反冲洗进水管与反应池体连接。

进一步地，所述清水出水管、反冲洗进水管、反冲洗浓水出水管、反冲洗气管上都设置有电动阀门。

进一步地，所述反应池体还包括鹅卵石承托层，所述鹅卵石承托层设置在滤料层的底部，所述鹅卵石承托层中鹅卵石的尺寸为5-35mm。

进一步地，所述反应池体还包括过滤系统，所述过滤系统设置在鹅卵石承托层的底部。

进一步地，所述反应池体底部设置有滤砖。

进一步地，所述反应池体底部设置有反冲洗气管。

上述本实用新型的有益效果如下：

(1)本实用新型通过自养反硝化系统与异养反硝化系统相结合，令无机电子供体与有机电子供体同时存在于同一系统中，可以保持系统的酸碱平衡，提高系统的耐冲击性，克服了单纯硫自养反硝化系统出水硫酸根浓度易升高的缺陷，通过协同反硝化可减少硫自养反硝化硫酸根的生成量。

(2)本实用新型中自养异养协同脱氮工艺适用于低C/N的污水深度处理，减少碳源投加量，降低运行费用，提高污水脱氮效率。

(3)自养反硝化是一种非碳源依赖的新型生物脱氮工艺，可节省碳源投加量，减少污泥产量，降低运行成本。

(4)对于低碳高氮的污水的深度处理，自养异养协同脱氮工艺仍然有着较高的脱氮效率。

(5)硫自养反硝化过程产生的酸可与异养反硝化过程产生的碱实现酸碱中和，维持系统酸碱平衡。

(6)自养反硝化与异养反硝化同时存在，可防止单一硫自养反硝化时出水SO₄ ^2-偏高的现象。

(7)异养反硝化启动快，可弥补自养反硝化启动慢的缺陷。

(8)自养反硝化菌与自养反硝化菌同时存在，菌种丰富，可提高系统耐冲击性。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，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。

图1为自养异养协同脱氮处理装置结构简图；

图中：为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸，示意图仅作示意。

其中，1-反应池体；2-清水池；3-配水渠；4-布水槽；5-污泥反应区；6-滤料层；7-鹅卵石承托层；8-过滤系统；9-集水渠；10-清水出水管；11-反冲洗进水管； 12-反冲洗浓水出水管；13-反冲洗气管；14-气动闸板阀；15-水泵；16-电动阀。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本实用新型使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非本实用新型另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合；

为了方便叙述，本实用新型中如果出现“上”、“下”、“左”、“右”字样，仅表示与附图本身的上、下、左、右方向一致，并不对结构起限定作用，仅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设备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。

术语解释部分：本实用新型中的术语“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，或为一体；可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部连接，或者两个元件的相互作用关系，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的具体含义。

实施例

一种自养异养协同脱氮的废水处理装置，包括反应池体1，所述反应池体自上而下依次设置有污泥反应区5、滤料层6，所述滤料层包括硫磺、硫铁矿、青石，硫磺、硫铁矿为自养反硝化过程提供S⁰、S^2-、Fe²⁺等电子供体，青石为系统提供无机碳源及碱度，维持系统pH稳定。

本发明所用滤料，其主要成分包含硫磺、硫铁矿、青石，硫磺、硫铁矿为自养反硝化过程提供S⁰、S^2-、Fe²⁺等电子供体，同时以硝酸盐为电子受体，将其还原为氮气。铁自养反硝化过程与硫自养反硝化过程同时存在，可减小硫自养反硝化过程脱氮负荷，降低出水SO₄ ^2-含量。

本发明所用滤料，将多种有效成分统一为整体，便于投加。其粒径为3-6mm，比表面积大，增大了微生物与有效组分的接触面积。其比重为1.6-1.8g/cm³，可有效防止滤料流失。滤料有一定强度，在微生物及水流作用下起缓释作用。

所述反应池体依据水量分为多个廊道，所述廊道底部设置有集水渠9，所述廊道上部设置有配水渠3。所述配水渠上均设置有气动闸板阀14控制进水，所述反应池体上部设置有布水槽4，所述布水槽与配水渠及反冲洗浓水出水管12连接，将来水均匀布设至反应池体，并进行反冲洗浓水收集述反应池体一侧设置有清水池2，所述清水池通过清水出水管10和反冲洗进水管11与反应池体连接。

所述清水出水管、反冲洗进水管、反冲洗浓水出水管、反冲洗气管上都设置有电动阀16，通过电动阀控制反应池体出水及反冲洗过程。

所述反应池体还包括鹅卵石承托层7，所述鹅卵石承托层设置在滤料层的底部，所述鹅卵石承托层中鹅卵石的尺寸为5-35mm。

所述反应池体还包括过滤系统8，所述过滤系统设置在鹅卵石承托层的底部。

所述反应池体底部设置有滤砖，用以截留固体物，并进行反冲洗的布水布气。

所述反应池体底部设置有反冲洗气管13，所述反冲洗进水管与水泵15连接。

向反应池中加入废水，进水方式为上进下出，在微生物作用下进行自养异养协同脱氮反应。废水由配水渠3流入布水槽4，经布水槽4均匀布水进入反应池，微生物利用滤料中的有效组分作为电子供体，在厌氧或缺氧环境下，进行自养异养协同反硝化反应，深度脱氮。反应后的废水经滤砖过滤截留颗粒物后进入集水渠9，经清水出水管10排出。

随反应进行，悬浮物不断被截留增加水头损失，需进行反冲洗去除截留物。反洗方式采用气、水协同反冲洗，反洗频次为5-7天一次，由下往上进行反冲洗。反冲洗浓水经布水槽4流入反冲洗浓水出水管12，返回前端生物处理单元。

实施例1

一种自养异养协同脱氮的废水处理装置，包括反应池体1、清水池2。所述反应池体内由上往下依次设置有污泥反应区5、滤料层6、鹅卵石承托层7，所述反应池上部为配水渠3。反应池底部设置有集水渠9，与清水出水管10连接。所述清水池2通过清水出水管10与反应池体1连接，清水出水流入清水池2，反冲洗水来自清水池。

所述自养异养协同脱氮处理装置，运行方式如下：

步骤(1)反应池底部铺设滤砖，用以截留固体物，并进行反冲洗的布水布气；

步骤(2)反应池底部投加鹅卵石作为承托层，鹅卵石尺寸在5-35mm左右；

步骤(3)投加滤料，滤料粒径为3-6mm，比重为1.6-1.8g/cm3；

步骤(4)投加菌种，污泥来自市政污水处理厂，污泥浓度大约为3000mg/L；

步骤(5)向反应池中通入废水，进水方式为上进下出。废水从配水渠3流入布水槽4，通过布水槽4均匀布水，依次流经污泥反应区5、滤料层6、鹅卵石承托层7，经滤砖过滤截留固体物后进入集水渠9并通过清水出水管10流入清水池2。废水经滤砖过滤后可降低悬浮物浓度，后端无需设置沉淀池，出水可直接排放。

步骤(6)反冲洗，反洗频次为5-7天一次。反洗方式为气、水协同反洗，反洗步骤为气洗、气水联合、水洗。反洗时可进行单廊道依次反洗，反洗所用清水来自清水池2。单廊道反洗时其他廊道不间断进水。

某工业废水，反应池内装填粒径为3-6mm的滤料，进水方式为上进下出，总停留时间为2h。进水总氮浓度为70mg/L，依据上述工艺，得到的出水总氮为 15mg/L。根据其进水水质，该工艺可用于PEIC出水的脱氮处理。

某市政污水，反应池内装填粒径为3-6mm的滤料，进水方式为上进下出，总停留时间为1h，进水总氮浓度为25mg/L，依据上述工艺，得到是出水总氮为15mg/L。根据其进水水质，该工艺可用于二沉池出水深度脱氮处理。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种自养异养协同脱氮的废水处理装置，其特征在于，包括反应池体，所述反应池体自上而下依次设置有污泥反应区、滤料层，所述滤料层内设置有特制复合滤料，所述反应池体依据水量分为多个廊道，所述廊道底部设置有集水渠，所述廊道上部设置有配水渠，所述反应池体底部设置有反冲洗气管，所述反应池体上部设置有布水槽，所述布水槽与配水渠及反冲洗浓水出水管连接，所述反应池体一侧设置有清水池，所述清水池通过清水出水管和反冲洗进水管与反应池体连接，所述清水出水管、反冲洗进水管、反冲洗浓水出水管、反冲洗气管上都设置有电动阀门。

2.如权利要求1所述的自养异养协同脱氮的废水处理装置，其特征在于，所述配水渠上均设置有气动闸板阀。

3.如权利要求1所述的自养异养协同脱氮的废水处理装置，其特征在于，所述反应池体还包括鹅卵石承托层，所述鹅卵石承托层设置在滤料层的底部，所述鹅卵石承托层中鹅卵石的尺寸为5-35mm。

4.如权利要求3所述的自养异养协同脱氮的废水处理装置，其特征在于，所述反应池体还包括过滤系统，所述过滤系统设置在鹅卵石承托层的底部。

5.如权利要求1所述的自养异养协同脱氮的废水处理装置，其特征在于，所述反应池体底部设置有滤砖。