CN218951184U

CN218951184U - 一种分子筛填料和磁场耦合活性污泥进行污水处理的装置

Info

Publication number: CN218951184U
Application number: CN202222624063.7U
Authority: CN
Inventors: 黄丹; 高彦宁; 代乐; 吴福满; 于永鹏
Original assignee: China Shipbuilding Industry Group Environmental Engineering Co ltd
Current assignee: China Shipbuilding Industry Group Environmental Engineering Co ltd
Priority date: 2022-09-30
Filing date: 2022-09-30
Publication date: 2023-05-02
Anticipated expiration: 2032-09-30

Abstract

一种分子筛填料和磁场耦合活性污泥进行污水处理的装置，属于污水处理领域。前端处理单元与分子筛反应池连接，分子筛反应池配置有搅拌装置和曝气装置，同时还悬浮有装填分子筛的悬浮填料，分子筛反应池与二沉池连通，二沉池底部污泥总出口处外设有脉冲式磁场发生器，二沉池底部污泥总出口分为两支管路，一支管路经由污泥回流泵与分子筛反应池前端连接，另一支经由排泥泵将污泥排掉；本发明首先通过分子筛填料的吸附、挂膜作用，对废水进行高负荷处理，之后，通过在二沉池排泥总管上外加磁场，实现一种反应条件温和、系统组成及操作简单的复合分子筛填料的磁活性污泥工艺。

Description

一种分子筛填料和磁场耦合活性污泥进行污水处理的装置

技术领域

本实用新型属于环境工程技术领域，具体涉及一种复合分子筛填料和磁场耦合活性污泥装置。

背景技术

传统活性污泥法是常规的污、废水处理技术，具有反应条件温和、系统组成及操作简单等优点，是应用最为广泛的污水处理技术之一。然而活性污泥法在应用过程中存在污泥膨胀、污泥浓度难以提高、对含重金属、酚类、染色剂等物质的污废水适应性差、去除率低等问题，在面对经济高速发展背景下，生产规模快速扩大产生的大量电镀、印染、制革、颜料等行业废水处理上，传统活性污泥法的应用受限，而多采用一些化学混凝、催化氧化等工艺强化这类废水的处理，系统组成复杂，产泥量大。

分子筛具有比表面积大、吸附容量较高，一般作为独立工艺段应用在废水预处理，可以去除废水中的氨氮、重金属离子等物质。而磁活性污泥法是通过在活性污泥处理工艺中投加磁粉，以提高污泥沉降性能和反应池内生物量，强化活性污泥处理系统的除污能力和效率，控制污泥膨胀和减少污泥产量等。但是，投加磁粉存在曝气量大，运行能耗高，影响脱氮效果，需要增设磁回收装置等问题。基于此，开发一种适应于高浓度、难降解的行业废水处理，且兼顾活性污泥法的反应条件温和、系统组成及操作简单等优点的工艺十分必要。

实用新型内容

本实用新型针对传统污泥法在处理含重金属、酚类、染色剂等物质的行业废水上存在的问题，将分子筛技术和磁化技术序次耦合，首先通过分子筛填料的吸附、挂膜作用，对废水进行高负荷处理，之后，通过在二沉池排泥总管上外加磁场，实现一种反应条件温和、系统组成及操作简单的复合分子筛填料的磁活性污泥工艺。

一种分子筛填料和磁场耦合活性污泥进行污水处理的装置，其特征在于，包括调节池(1)、分子筛反应池(2)、分子筛填料(2-1)、搅拌装置(2-2)、曝气装置(2-3)、二沉池(3)、污泥回流泵(3-1)、排泥泵(3-2)、脉冲式磁场发生器(3-3)；调节池(1)与分子筛反应池(2)进水口连接，分子筛反应池(2)配置有搅拌装置(2-2)，同时分子筛反应池(2)底部设有曝气装置(2-3)，分子筛装填在带有孔的悬浮填料内，悬浮填料悬浮在分子筛反应池(2)内；分子筛反应池(2)的出水口与二沉池(3)连通，二沉池(3)底部污泥总出口处外设有脉冲式磁场发生器(3-3)，二沉池(3)底部污泥总出口分为两支管路，一支管路经由污泥回流泵(3-1)和阀门与分子筛反应池(2)的前端连接，另一支管路经由排泥泵(3-2)将污泥排掉；

调节池(1)用于调节水量或使得水质混合均匀。

所述的分子筛反应池(2)作为缺氧池、好氧池或采用两个作为缺氧池、好氧池串联或好氧池、缺氧池串联。所述的脉冲式磁场发生器(3-3)产生磁场强度为30mT～100mT，脉冲频次为1～20个脉冲/h，单次脉冲时间为3s～30s。

本实用新型的分子筛填料和磁场耦合进行污水处理的工艺，包括以下步骤：

废水经过调节池后流入分子筛反应器内，分子筛反应器可以为缺氧池或好氧池，分子筛装填在悬浮填料内，通过在缺氧池设置的搅拌装置或者好氧池内的曝气装置使分子筛在池内呈悬浮流化状态；分子筛一方面可以通过其孔状结构提供巨大比表面积，供微生物附着生长；另一方面，通过其吸附性能，吸附废水中的重金属离子等，减少重金属对活性污泥的毒害以及冲击；之后，废水流入二沉池，二沉池排泥总管上设置脉冲磁场发生器，周期性产生磁场作用于污泥管道；污泥经过脉冲磁场发生器的磁化作用后，分两路进入不同工艺单元，一部分污泥回流至缺氧池或好氧池前端，一部分作为剩余污泥排放至后端污泥处理单元。通过磁场作用，一方面，剩余污泥可实现一定的原位减量化；另一方面，回流至反应器的污泥氧化降解有机物的能力得到提高，且絮凝性能得到提升，减少污泥膨胀的可能。通过所述的分子筛和磁场的耦合作用，提升系统处理能力，简化工艺处理流程。

优选地，所述分子筛反应池内添加的分子筛填料为亲水性分子筛的一种或多种，总填充比例为池容的10％～70％。

优选地，所述分子筛粒径为5～8mm，悬浮填料为φ100mm悬浮球，最大孔径5mm。

优选地，所述分子筛反应池(2)作为缺氧池时单独开启搅拌装置，池内溶解氧≤0.5mg/L；作为好氧池时开启曝气装置时，池内溶解氧为2mg/L～4mg/L。

优选地，所述磁活性污泥反应池内的脉冲式磁场发生器产生的磁场方向为垂直水流方向，磁场为同一方向的间隔脉冲磁场，强度为30mT～100mT，脉冲频次为1～20个脉冲/h，单次脉冲时间为3s～30s。

二沉池(3)底部污泥总出口污泥管道的材质为铸铁管。

本实用新型用于处理重金属、酚类、染色剂行业废水。

通过上述工艺设计，本实用新型带来的有益效果是：

1)本实用新型提供了一种应用分子筛填料进行废水生化处理方法，分子筛填料填装在反应器内，通过其多孔结构和强吸附能力等特性，一方面，吸附废水中的重金属、酚类、染色剂等对传统活性污泥法冲击较大的物质，进而，优化上述废水工艺流程，减少预处理工艺单元。另一方面，巨大的比表面积为微生物提供了附着场所，形成丰富的系统生物相，从而促使污染物的降解，提高系统抗冲击负荷能力。

2)通过二沉池污泥管上设置脉冲磁场发生器，一方面一定程度减少剩余污泥产水量，另一方面，磁化的活性污泥污染物去除能力和絮凝性能提升，提高系统处理能力，减少污泥膨胀可能性。

附图说明

图1为使用本实用新型工艺的工艺流程图。

图1中，1为调节池，2为分子筛反应池，2-1为分子筛填料，2-2为搅拌装置，2-3为曝气装置，3为二沉池，3-1为污泥回流泵，3-2为排泥泵，3-3为脉冲式磁场发生器。

具体实施方式

结合图1对本实用新型，一种复合分子筛填料和磁场耦合的活性污泥工艺的具体实施方式进行说明。

污水经前端必要的处理单元1处理后，自流或提升至分子筛反应池2，分子筛反应池可以为缺氧池，也可以为好氧池，或者两者串联，池内添加有分子筛填料，并通过池内设有的搅拌装置的作用或曝气装置使其呈混合流化状态，污水流经分子筛反应池2后，污染物质可以被吸附到分子筛填料内，同时由于分子筛填料的特性，可以作为微生物生长的载体，形成丰富生物相，对污染物质进行降解；分子筛反应池2后的出水流入二级沉淀池3，在沉淀池内废水完成固液分离，上清液自流至后续反应单元。沉降后的污泥通过脉冲式磁场发生器3-3的磁场作用，一路通过排泥泵3-2排入后续污泥处理单元，另一路通过污泥回流泵3-1回到分子筛反应器2。

实施例1：

用生活污水配备含苯酚废水，其中苯酚含量200mg/L、TP 5mg/L、pH为7～8，反应装置包括分子筛反应池，二级沉淀池，其中，分子筛反应池有效池容3L，二级沉淀池设计沉淀时间1.5h。分子筛反应池配置搅拌器，搅拌器转速20rpm。二级沉淀池设有回流泵，将沉淀的污泥回流至分子筛反应池。

(1)反应器的启动

分子筛反应池添加装配NaX分子筛填料的悬浮球，添加量为30％有效池容；接种污泥取自某生活污水处理站污泥浓缩池，污泥含水率98％，静置沉淀后倒出上清液，将沉淀后的沉降污泥投入分子筛反应池内，投加量为1/4的有效池容。

原水通过进水泵，按照0.2L/h的初始流量泵入分子筛反应池内，二级沉淀池的回流比为100％，每隔7d，按照0.2L/h的增幅提高进水泵流量，最终达到进水泵流量为1L/h。

(2)反应器的稳定运行

进水泵流量达到1L/h时，通过定时开启和关闭脉冲式磁场发生器(磁场强度为50mT，脉冲频次为10个脉冲/h，单次脉冲时间为15s)，稳定运行60天，记录开启和关闭期间相关运行参数。

(3)出水检测

二沉池(3)底部污泥总出口的污泥量为1～2L/h，磁场发生器沿污泥排出的方向产生磁场的长度为5～10cm；

对二级沉淀池出水进行检测，测定出水苯酚、氨氮和总磷，当关闭脉冲式磁场发生器时，二级沉淀池出水苯酚平均浓度约为10mg/L，TP为1.8mg/L；当开启脉冲式磁场发生器时，可以明显观察到二沉池污泥絮体结构更加密实，二级沉淀池出水苯酚浓度约为0.3mg/L，苯酚总去除率约99.9％，TP约为1.0mg/L，去除效果也得到提升。

实施例2：

含砷中药废水，其中砷浓度≤1.5mg/L，COD≤2000mg/L，BOD₅≤1000mg/L，氨氮≤45mg/L，pH为5，原水经过pH调节至7左右，泵入复合分子筛填料的磁活性污泥工艺系统，其中分子筛反应池水力停留时间为3h，分子筛反应池设置有曝气装置，DO控制在2.5～3.5mg/L。分子筛反应池添加13x分子筛填料，添加量为10％有效池容，脉冲式磁场发生器设置磁场强度为60mT，脉冲频率为3s/次，20次/h的脉冲磁场。

最终出水砷浓度≤0.1mg/L，COD≤300mg/L，BOD₅≤120mg/L，氨氮≤1.0mg/L。

最后应当说明的是：以上实施案例仅用以说明本实用新型技术方案的具体实施方式，而非对其限制；本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述实施方式进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本实用新型实际，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims

1.一种分子筛填料和磁场耦合活性污泥进行污水处理的装置，其特征在于，包括调节池(1)、分子筛反应池(2)、分子筛填料(2-1)、搅拌装置(2-2)、曝气装置(2-3)、二沉池(3)、污泥回流泵(3-1)、排泥泵(3-2)、脉冲式磁场发生器(3-3)；调节池(1)与分子筛反应池(2)进水口连接，分子筛反应池(2)配置有搅拌装置(2-2)，同时分子筛反应池(2)底部设有曝气装置(2-3)，分子筛装填在带有孔的悬浮填料内，悬浮填料悬浮在分子筛反应池(2)内；分子筛反应池(2)的出水口与二沉池(3)连通，二沉池(3)底部污泥总出口处外设有脉冲式磁场发生器(3-3)，二沉池(3)底部污泥总出口分为两支管路，一支管路经由污泥回流泵(3-1)和阀门与分子筛反应池(2)的前端连接，另一支管路经由排泥泵(3-2)将污泥排掉。

2.按照权利要求1所述的一种分子筛填料和磁场耦合活性污泥进行污水处理的装置，其特征在于，所述的分子筛反应池(2)作为缺氧池、好氧池或采用两个作为缺氧池、好氧池串联或好氧池、缺氧池串联。

3.按照权利要求1所述的一种分子筛填料和磁场耦合活性污泥进行污水处理的装置，其特征在于，所述的脉冲式磁场发生器(3-3)产生的磁场方向为垂直水流方向，磁场为同一方向的间隔脉冲磁场，强度为30mT～100mT，脉冲频次为1～20个脉冲/h，单次脉冲时间为3s～30s。

4.按照权利要求1所述的一种分子筛填料和磁场耦合活性污泥进行污水处理的装置，其特征在于，所述分子筛粒径为5～8mm，悬浮填料为φ100mm悬浮球，最大孔径5mm。