CN218893548U - 一种污水预处理装置及含磷污水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于环境污染防治设备技术领域，其目的在于提供一种污水预处理装置及含磷污水处理系统。其中的污水预处理装置包括搅拌反应装置和沉淀装置；搅拌反应装置包括反应池和分隔板，分隔板开设有过水孔，分隔板设置在反应池内，并将反应池沿出水方向分隔为搅拌混合区和反应区，搅拌混合区和反应区内均设置有搅拌装置，搅拌混合区内搅拌装置的转速大于反应区内搅拌装置的转速；沉淀装置包括第一沉淀池和污泥斗，第一沉淀池与反应区连通设置，污泥斗设置在第一沉淀池的底部。本实用新型适用于高浓度含磷污水的预处理，可利于污水与石灰粉等反应料充分反应，同时可有效避免反应池内底泥板结的问题，利于提升深度除磷过程中的污水预处理效果。

Description

一种污水预处理装置及含磷污水处理系统

技术领域

本实用新型属于环境污染防治设备技术领域，具体涉及一种污水预处理装置及含磷污水处理系统。

背景技术

近年来，白酒产业已成为贵州省重要的经济支柱产业，尤其是以茅台和董酒为代表的酱香酒，在经济发展中起着重要的作用。在酱香型白酒酿造过程中，会产生氮、磷含量高的窖底水。大量含氮、磷的废水进入水体环境后，会引起水体富营养化，同时消耗水体中溶解氧含量而使水体发黑发臭，造成生态环境污染。相较于浓香型白酒，酱香型白酒酿造过程产生的废水中总磷和氨氮的含量更高，不易通过生化法进行去除。

现有技术中，针对如酱香型白酒等水体的除磷技术主要分为化学沉淀法、生物除磷法和物理化学法。其中，化学除磷工艺是通过投加如钙盐及鸟粪石等化学药剂，使污水中的磷转化为不溶性的磷酸盐沉淀物，然后固液分离转移到污泥中，以此除磷。生物处理法的主要原理是基于聚磷菌在好氧条件下过量吸取磷以及厌氧条件下释放磷，通过“好养-厌氧”的交替运行来实现除磷。浓度较低和浓度变化不大的含磷有机态废水适合用生物法进行处理。物理化学法除磷包括利用混凝剂对污水进行深度净化处理的混凝沉淀法，采用铜、铁、铝等金属材料作为电极，并通过氧化、还原、气浮、凝聚等多种作用的综合作用实现污水处理的电解法，以及依靠多孔或大比表面的固体物质对污水中的磷酸根离子的吸附亲和力以达到对废水中磷的去除的吸附法。

但是，在使用现有技术过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

1)采用化学除磷工艺的过程中，投加钙盐除磷时，所需药剂的投加量与污水中磷的浓度有关，当污水中含磷较高的时候，化学药剂消耗量就增大，随之运行费用也会增加。而采用鸟粪石结晶法除磷时，需在整个反应系统中投加镁盐(如氯化镁)和铵盐，增加了药剂的种类，运行费用较高。此外，该方法对总磷的去除效率不高，在最佳反应条件下总磷的去除率约为70％。

2)生物法除磷有一定的局限性。首先，为了防止剩余污泥中磷的再次释放而造成对水体的二次污染，需要有限制的对污泥的处理工艺进行选择；其次，在全过程中，生物除磷需要保证微生物的平衡，在运行中，很难时刻保证各个阶段的微生物量一直保持平衡，并且运行缺乏稳定性，因此出水中磷浓度较高，除磷的效率不理想，一般需要再次进行磷的深度处理。

3)物理化学除磷过程中，采用混凝沉淀法时，通过混凝沉淀可去除溶解性正磷酸盐和部分聚合磷酸盐，但过程中存在化学药剂使用量大、混凝沉淀时间长、构筑物占地面积大、污泥产量高等问题，且混凝沉淀通常不适用于处理高浓度磷的情形。电解法的缺点为电极材料的消耗及沉淀生成量大，运行费用过高。采用吸附法时，通常吸附的容量比较低，使用后吸附剂再生又需要较高的置换费用，此外，吸附法通常用于低浓度深度除磷，不适用于处理高浓度磷的情形。

由上可知，各类除磷法均有其相应的缺陷，导致对高浓度含磷污水的除磷效果不佳。

此外，现有技术中，在对含磷污水进行预处理过程中，通常采用一个传统反应池对含磷污水进行混合搅拌及沉淀等处理，反应池内设置搅拌机用于对污水及石灰粉等搅拌混匀，再经沉淀后排出。在此过程中，由于预处理设备的结构较为简单，久之池底的沉淀易发生板结，造成预处理系统无法正常运行。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决上述技术问题，本实用新型提供了一种污水预处理装置及含磷污水处理系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

第一方面，本实用新型提供了一种污水预处理装置，包括搅拌反应装置和沉淀装置；所述搅拌反应装置包括反应池和分隔板，所述分隔板开设有过水孔，所述分隔板竖直设置在所述反应池内，并将所述反应池沿出水方向分隔为搅拌混合区和反应区，所述搅拌混合区和反应区内均设置有搅拌装置，所述搅拌混合区内搅拌装置的转速大于所述反应区内搅拌装置的转速；所述沉淀装置包括第一沉淀池和污泥斗，所述第一沉淀池与所述反应区连通设置，所述污泥斗连通设置在所述第一沉淀池的底部。

在一个可能的设计中，所述搅拌反应装置和沉淀装置采用一体化设置。

在一个可能的设计中，所述搅拌反应装置还包括第一曝气组件，所述第一曝气组件设置有两组，两组第一曝气组件分别设置在搅拌混合区和反应区内。

在一个可能的设计中，所述沉淀装置还包括第二曝气组件，所述第二曝气组件设置在所述第一沉淀池内。

在一个可能的设计中，所述沉淀装置还包括设置在所述第一沉淀池内的斜管，所述斜管设置在所述第二曝气组件的上部。

在一个可能的设计中，所述沉淀装置还包括设置在所述第一沉淀池内的配水管，所述配水管横向设置在所述第一沉淀池的下部，所述配水管上延长度方向间隔开设有多个出水孔。

在一个可能的设计中，所述沉淀装置还包括设置在所述第一沉淀池内的出水堰和出水槽，所述出水堰设置在所述第一沉淀池的上部，所述出水槽的槽底低于所述出水堰的堰口，所述第一沉淀池的出水口与所述出水槽连通设置，且所述第一沉淀池的出水口位于所述出水槽的下部。

第二方面，本实用新型提供了一种含磷污水处理系统，包括上述任一项所述的污水预处理装置。

在一个可能的设计中，所述含磷污水处理系统还包括深度除磷装置，所述深度除磷装置包括混凝反应池、絮凝反应池、加药装置和第二沉淀池，所述混凝反应池的进水口与所述第一沉淀池的出水口连通设置，所述混凝反应池、絮凝反应池和第二沉淀池依次连通设置，所述加药装置包括用于向所述混凝反应池添加混凝剂的混凝剂加药装置以及用于向所述絮凝反应池添加助凝剂的助凝剂加药装置，所述第二沉淀池的排泥口通过回流管与所述混凝反应池连接，所述第二沉淀池的排泥口还通过污泥管连接有磁回收机，所述磁回收机的磁粉输出口朝向所述混凝反应池的加料口设置。

在一个可能的设计中，所述含磷污水处理系统还包括石灰投加装置，所述石灰投加装置的给料端朝向所述搅拌混合区的加料口设置。

1)本实用新型中的污水预处理装置适用于高浓度含磷污水的预处理，可利于污水与石灰粉等反应料充分反应，同时可有效避免反应池内底泥板结的问题，利于提升深度除磷过程中的污水预处理效果。具体地，本实用新型中，所述搅拌混合区设置有进水口和加料口，在实施过程中，含磷污水可通过搅拌混合区的进水口流入反应池内，石灰粉等反应料可经由搅拌混合区的加料口进入反应池内，并在搅拌装置的作用下与含磷污水进行充分反应，然后通过分隔板的过水孔流入反应区进行沉淀反应，沉淀反应后污水流入第一沉淀池内进一步沉淀反应，得到的沉淀可由污泥斗排出，处理后污水由第一沉淀池的出水口流出至后级反应装置。在此过程中，由于搅拌混合区及反应区内均设置搅拌装置对污水进行搅拌，且搅拌混合区内搅拌装置的转速大于所述反应区内搅拌装置的转速，形成差速搅拌作用，即第一级搅拌速度快，用于混匀，第二级搅拌速度慢，用于沉淀反应，更利于污水与反应料进行充分反应，降低了污泥板结问题的发生概率。

2)本实用新型将污水预处理装置和深度除磷装置两种工艺设备进行组合，解决了高浓度含磷污水处理及其高标准排放的问题，可以但不仅限于应用于酱香型白酒生产废水处理领域，进而实现对高浓度含磷污水进行处理。

附图说明

图1是包括污水预处理装置的含磷污水处理系统的结构示意图；

图2是图1所示结构中A-A向的结构示意图；

图3是图1所示结构中B-B向的结构示意图；

图4是图1所示结构中C-C向的结构示意图；

其中，图中的“——GY——”指代污水管；“——WN——”指代污泥管；“——NH——”指代回流管；“——KQ——”指代空气管；“——PAC——”指代PAC加药管；“——PAM——”指代PAM加药管；“——J——”指代进水管。

具体实施方式

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，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本实用新型作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本实用新型，但并不构成对本实用新型的限定。

实施例1：

如图1和2所示，本实施例提供了一种污水预处理装置，包括搅拌反应装置和沉淀装置；所述搅拌反应装置包括反应池和分隔板1，所述分隔板1开设有过水孔，具体地，过水孔位于所述分隔板1的下部，以便于搅拌反应装置在污水量较少时也能够正常运行；所述分隔板1竖直设置在所述反应池内，并将所述反应池沿出水方向分隔为搅拌混合区2和反应区3，应当理解的是，搅拌混合区2也可称之为搅拌混合池，对应地，反应区3也可称之为沉淀反应池，此处不予限制；所述搅拌混合区2和反应区3内均设置有搅拌装置4，所述搅拌混合区2内搅拌装置4的转速大于所述反应区3内搅拌装置4的转速；所述沉淀装置包括第一沉淀池5和污泥斗6，所述第一沉淀池5与所述反应区3的出水口连通设置，所述污泥斗6连通设置在所述第一沉淀池5的底部。需要说明的是，污泥斗6的底部可连接污泥管，污泥管17上配合设置污泥泵，在运行过程中，污泥斗6可用于收集第一沉淀池5内的沉淀污泥，并将污泥通过污泥泵输送至沉淀装置外，如输送至污泥浓缩池进行脱水处理。

还需要说明的是，搅拌装置4可采用电机和搅拌桨的组合，用于对搅拌混合区2或反应区3内污水进行搅拌处理，此为现有技术，此处不再予以赘述。

搅拌反应装置中，搅拌混合池用于将由石灰投加装置19投加的石灰与含磷污水原水进行搅拌混合，搅拌混合池内的搅拌混合均匀后的原水可由分隔板1上的过水孔流入沉淀反应池，沉淀反应池可将搅拌混合均匀后的原水进行沉淀反应。沉淀装置可进一步解决泥量大的问题。

本实施例中，搅拌反应装置的水源可以但不仅限于来自于含磷污水出水口，经过格栅过滤处理的排水口，或经过二沉池进行泥水分离处理的出水口。本实施例中，污水应当提前通过格栅过滤及泥水分离处理，以去除水中的较大杂质后，导入本实施例中搅拌反应装置的搅拌混合区2。

本实施例中的污水预处理装置适用于高浓度含磷污水的预处理，可利于污水与石灰粉等反应料充分反应，同时可有效避免反应池内底泥板结的问题，利于提升深度除磷过程中的污水预处理效果。具体地，本实施例中，所述搅拌混合区2设置有进水口和加料口，本实施例在实施过程中，含磷污水可通过搅拌混合区2的进水口流入反应池内，石灰粉等反应料可经由搅拌混合区2的加料口进入反应池内，并在搅拌装置4的作用下与含磷污水进行充分反应，然后通过分隔板1的过水孔流入反应区3进行沉淀反应，沉淀反应后污水流入第一沉淀池5内进一步沉淀反应，得到的沉淀可由污泥斗6排出，处理后污水由第一沉淀池5的出水口流出至后级反应装置(如深度除磷装置)。在此过程中，由于搅拌混合区2及反应区3内均设置搅拌装置4对污水进行搅拌，且搅拌混合区2内搅拌装置4的转速大于所述反应区3内搅拌装置4的转速，形成差速搅拌作用，即第一级搅拌速度快，用于混匀，第二级搅拌速度慢，用于沉淀反应，更利于污水与反应料进行充分反应，降低了污泥板结问题的发生概率。

本实施例中，所述搅拌反应装置和沉淀装置采用一体化设置。需要说明的是，搅拌反应装置和沉淀装置采用一体化设置，结构形式为焊接钢结构，构成一体化集成设备，还可制造成集装箱式，便于运输，同时可克服传统污水预处理装置占地面积大、建设周期长、投资成本高等问题。

本实施例中，所述搅拌反应装置还包括第一曝气组件(图中未示出)，所述第一曝气组件设置有两组，两组第一曝气组件分别设置在搅拌混合区2和反应区3内，应当理解的是，两组第一曝气组件分别用于向搅拌混合区2和反应区3进行曝气。需要说明的是，第一曝气组件作为深度搅拌单元，当相应的搅拌混合区2或反应区3内的沉淀在池底形成“死角”时，则可运行，以将池底的沉淀与原水进行混匀，避免搅拌混合区2和反应区3内底泥板结的问题。

本实施例中，所述沉淀装置还包括第二曝气组件，所述第二曝气组件设置在所述第一沉淀池5内，即第二曝气组件用于向第一沉淀池5进行曝气。需要说明的是，第二曝气器可起到搅拌第一沉淀池5的底泥，不使底泥板结的功能。

需要说明的是，第一曝气组件和第二曝气组件均可由曝气管a1及设置在曝气管a1上的曝气器组成，对应的，曝气管a1的进气口应当连接有风机a2，风机a2用于向曝气管a1鼓入空气。本实施例中，第一曝气组件和第二曝气组件可共用一个风机a2，此时第一曝气组件中的曝气管a1和第二曝气组件中的曝气管a1并联设置，由此便于降低曝气装置的装配成本。应当理解的是，为展现风机a2，在说明书附图2中也对风机a2进行了示意。

本实施例中，所述沉淀装置还包括设置在所述第一沉淀池5内的斜管7，所述斜管7设置在所述第二曝气组件的上部。需要说明的是，斜管7用于强化第一沉淀池5内的沉淀功能，斜管7设置在所述第二曝气组件的上部，可使得第二曝气组件在运行过程中，产生的曝气扰动利于清扫斜管7中的污泥，实现对斜管7的冲洗作用，避免斜管7内淤积污泥，保证斜管7稳定运行，同时利于延长本实施例中斜管7等设备的使用寿命。

本实施例中，所述沉淀装置还包括设置在所述第一沉淀池5内的配水管8，所述配水管8横向设置在所述第一沉淀池5的下部，所述配水管8上延长度方向间隔开设有多个出水孔。需要说明的是，配水管8用于向第一沉淀池5内进行补水，由此利于第一沉淀池5内均匀泥量。本实施例中，配水管8的进水口连接反应区3，以便于将反应区3的水导入第一沉淀池5内进行补水。

本实施例中，所述沉淀装置还包括设置在所述第一沉淀池5内的出水堰9和出水槽10，所述出水堰9设置在所述第一沉淀池5的上部，所述出水槽10的槽底低于所述出水堰9的堰口，所述第一沉淀池5的出水口与所述出水槽10连通设置，且所述第一沉淀池5的出水口位于所述出水槽10的下部。本实施例中，出水堰9可以但不仅限于采用三角出水堰9。需要说明的是，第一沉淀池5内通过沉淀处理的尾水可经由出水堰9出水，从而可便于保证出水相对澄清，出水槽10的设置，可便于第一沉淀池5的出水在不使用水泵的情况下，通过后级管道流至后续的如深度除磷装置等污水处理装置内进行后续处理。

实施例2：

如图1至图4所示，本实施例提供了一种含磷污水处理系统，包括实施例1中任一项所述的污水预处理装置。

本实施例中，所述含磷污水处理系统还包括深度除磷装置，所述深度除磷装置包括混凝反应池11、絮凝反应池12、加药装置和第二沉淀池13，所述混凝反应池11的进水口与所述第一沉淀池5的出水口连通设置，所述混凝反应池11、絮凝反应池12和第二沉淀池13依次连通设置，所述加药装置包括用于向所述混凝反应池11添加混凝剂的混凝剂加药装置14以及用于向所述絮凝反应池12添加助凝剂的助凝剂加药装置15，所述第二沉淀池13的排泥口通过回流管16与所述混凝反应池11连接，所述第二沉淀池13的排泥口还通过污泥管17连接有磁回收机18，所述磁回收机18的磁粉输出口朝向所述混凝反应池11的加料口设置。

本实施例中，深度除磷装置采用磁混凝沉淀工艺，用于对由污水预处理装置进行预处理后的含磷污水进行深度除磷。需要说明的是，污水预处理装置在对污水进行预处理过程中，能降低污水中的大部分磷，但其出水磷的含磷依然较高，而深度除磷装置只能去除污水内中低浓度的总磷，本实施例将两种工艺设备进行组合，解决了高浓度含磷污水处理及其高标准排放的问题，可以但不仅限于应用于酱香型白酒生产废水处理领域，进而实现对高浓度含磷污水的全面除磷处理。

本实施例中，第二沉淀池13的池底设置有刮泥板。在运行过程中，第二沉淀池13内的刮泥板可刮除第二沉淀池13底的污泥，污泥可由第二沉淀池13的排泥口排出第二沉淀池13，污泥一路可通过回流管16回流至混凝反应池11内，另一路通过污泥泵由污泥管17输送至磁回收机18进行处理，回收得到的磁粉可通过混凝反应池11的加料口落入混凝反应池11内，磁回收机18处理剩余的污泥经污泥中转池20暂存，再通过污泥中转泵21输送至污泥浓缩池内进行脱水处理。

混凝反应池11在运行过程中，磁粉、混凝剂和助凝剂与污水中的磷发生混合反应，进而便于形成含磷沉淀，本实施例中的混凝剂可以但不仅限于采用聚合氯化铝，简称PAC，混凝剂用于絮凝，本实施例中的助凝剂可以但不仅限于采用聚丙烯酰胺，简称PAM，助凝剂用于帮助絮凝后的污泥沉淀，磁粉可强化沉淀效果，形成沉淀物包裹磁粉的状态，便于进一步提升污泥的絮凝沉淀及除磷效果。

此外，本实施例中的第二沉淀池13的排泥口通过回流管16与所述混凝反应池11连接，由此向混凝反应池11内补充污泥，可使混凝反应池11内污水的含固量保持在一个稳定状态，进而便于进一步沉淀污泥，除磷效果得以提升。

本实施例中，所述含磷污水处理系统还包括石灰投加装置19，所述石灰投加装置19的给料端朝向所述搅拌混合区2的加料口设置。

经验证表明，当系统的进水总磷含量为220mg/L时，通过本申请中的污水预处理装置可将总磷降低至22mg/l(去除率约90％)。再经深度除磷装置处理后，可进一步将总磷降低至0.5mg/L(去除率98％)。出水可以满足《发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准》(GB27631-2011)、《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)等排放标准。

最后应说明的是，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的保护范围。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 (10)

1.一种污水预处理装置，其特征在于：包括搅拌反应装置和沉淀装置；所述搅拌反应装置包括反应池和分隔板(1)，所述分隔板(1)开设有过水孔，所述分隔板(1)竖直设置在所述反应池内，并将所述反应池沿出水方向分隔为搅拌混合区(2)和反应区(3)，所述搅拌混合区(2)和反应区(3)内均设置有搅拌装置(4)，所述搅拌混合区(2)内搅拌装置(4)的转速大于所述反应区(3)内搅拌装置(4)的转速；所述沉淀装置包括第一沉淀池(5)和污泥斗(6)，所述第一沉淀池(5)与所述反应区(3)的出水口连通设置，所述污泥斗(6)连通设置在所述第一沉淀池(5)的底部。

2.根据权利要求1所述的一种污水预处理装置，其特征在于：所述搅拌反应装置和沉淀装置采用一体化设置。

3.根据权利要求1所述的一种污水预处理装置，其特征在于：所述搅拌反应装置还包括第一曝气组件，所述第一曝气组件设置有两组，两组第一曝气组件分别设置在搅拌混合区(2)和反应区(3)内。

4.根据权利要求1所述的一种污水预处理装置，其特征在于：所述沉淀装置还包括第二曝气组件，所述第二曝气组件设置在所述第一沉淀池(5)内。

5.根据权利要求4所述的一种污水预处理装置，其特征在于：所述沉淀装置还包括设置在所述第一沉淀池(5)内的斜管(7)，所述斜管(7)设置在所述第二曝气组件的上部。

6.根据权利要求1所述的一种污水预处理装置，其特征在于：所述沉淀装置还包括设置在所述第一沉淀池(5)内的配水管(8)，所述配水管(8)横向设置在所述第一沉淀池(5)的下部，所述配水管(8)上延长度方向间隔开设有多个出水孔。

7.根据权利要求1所述的一种污水预处理装置，其特征在于：所述沉淀装置还包括设置在所述第一沉淀池(5)内的出水堰(9)和出水槽(10)，所述出水堰(9)设置在所述第一沉淀池(5)的上部，所述出水槽(10)的槽底低于所述出水堰(9)的堰口，所述第一沉淀池(5)的出水口与所述出水槽(10)连通设置，且所述第一沉淀池(5)的出水口位于所述出水槽(10)的下部。

8.一种含磷污水处理系统，其特征在于：包括权利要求1至7任一项所述的污水预处理装置。

9.根据权利要求8所述的一种含磷污水处理系统，其特征在于：所述含磷污水处理系统还包括深度除磷装置，所述深度除磷装置包括混凝反应池(11)、絮凝反应池(12)、加药装置和第二沉淀池(13)，所述混凝反应池(11)的进水口与所述第一沉淀池(5)的出水口连通设置，所述混凝反应池(11)、絮凝反应池(12)和第二沉淀池(13)依次连通设置，所述加药装置包括用于向所述混凝反应池(11)添加混凝剂的混凝剂加药装置(14)以及用于向所述絮凝反应池(12)添加助凝剂的助凝剂加药装置(15)，所述第二沉淀池(13)的排泥口通过回流管(16)与所述混凝反应池(11)连接，所述第二沉淀池(13)的排泥口还通过污泥管(17)连接有磁回收机(18)，所述磁回收机(18)的磁粉输出口朝向所述混凝反应池(11)的加料口设置。

10.根据权利要求8所述的一种含磷污水处理系统，其特征在于：所述含磷污水处理系统还包括石灰投加装置(19)，所述石灰投加装置(19)的给料端朝向所述搅拌混合区(2)的加料口设置。

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