CN219136537U - 内循环式泥膜混合脱氮装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种内循环式泥膜混合脱氮装置，通过在深度处理前部设置脱氮装置以降低二级处理后水体的总氮（TN）浓度，解决深度处理除氮成本高且效果一般的技术问题。其包括设有顶盖的反应容器、设于所述反应容器底部侧面对应位置处的进水管、设于所述反应容器中部对应位置处的出水管、穿设于所述反应容器底部的曝气管、于所述反应容器内对应连接于所述曝气管的至少一个曝气盘、设于所述反应容器外且与所述曝气管对应连接的鼓风机、对称设于所述反应容器内两侧且与反应容器内壁对应连接的内循环板、设于所述内循环板上的水质监测仪、设于所述顶盖上的排气孔。本装置具有结构简单、制作方便、保温效果好、除氮能力强等优点。

Description

内循环式泥膜混合脱氮装置

技术领域

本申请涉及污水处理技术领域，具体涉及一种内循环式泥膜混合脱氮装置。

背景技术

污水中氮、磷、有机物以及毒病菌对环境有着严重污染和危害，直接排放会造成河流的富营养化以及形成黑臭水体，因此需要对污水进行净化处理。污水从居民建筑物排水管汇聚到市政排水总管，最后流向污水处理厂，污水处理厂经过三级处理达标后排放至河流。其中，一级处理为物理处理，二级处理为生物处理（活性污泥法），三级处理为物理化学处理。针对二级生物处理目前普遍采用AAO法或者氧化沟处理工艺，依据传统脱氮原理，即全程硝化-全程反硝化脱氮，虽可同时达到脱氮除磷的目标，但是除磷菌、好氧硝化细菌与缺氧反硝化菌之间的泥龄存在冲突，导致脱氮能力存在有上限，脱氮与除磷效果不能皆达到最优，进而使得缺氧水力停留时间（HRT）过短，造成总氮（TN）的去除效果较差，生物池出水不满足国家污染物排放标准。

因此，需要在二级处理后面通过深度处理达到排放标准。深度处理是通过投加絮凝剂方式形成絮凝体吸附多余的氮磷，通过沉淀过滤的方式从污水中去除。而深度处理不仅消耗大量的絮凝剂而且会产生大量的剩余污泥，经济成本极高。

公开于该背景技术部分的信息仅用于加深对本公开的背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成本领域技术人员所公知的现有技术。

发明内容

鉴于以上技术问题中的至少一项，本公开提供了一种内循环式泥膜混合脱氮装置，通过在深度处理前部设置脱氮装置以降低二级处理后水体的总氮（TN）浓度，解决深度处理除氮成本高且效果一般的技术问题。

根据本公开的一个方面，提供一种内循环式泥膜混合脱氮装置，包括设有顶盖的反应容器、设于所述反应容器底部侧面对应位置处的进水管、设于所述反应容器中部对应位置处的出水管、穿设于所述反应容器底部的曝气管、于所述反应容器内对应连接于所述曝气管的至少一个曝气盘、设于所述反应容器外且与所述曝气管对应连接的鼓风机、对称设于所述反应容器内两侧且与反应容器内壁对应连接的内循环板、设于所述内循环板上的水质监测仪、设于所述顶盖上的排气孔；

所述反应容器的底面与侧面间斜坡连接；所述曝气盘设于所述两内循环板间的空间范围内，且所述两内循环板底面高于所述曝气盘、顶面低于所述容器最大设定水位线设置；

还包括填充于所述反应容器内的活性污泥及包裹有厌氧氨氧化菌的填料。

在本公开的一些实施例中，反应容器内壁和外壁间设有保温层。

在本公开的一些实施例中，反应容器的底部对应位置处设有支腿，所述支腿底部设有用于与地面贴合的支板，所述支板开设有用于固定其于地面的固定孔。

在本公开的一些实施例中，所述进水管和所述出水管管路上分别对应设有电动阀。

在本公开的一些实施例中，所述进水管和所述出水管与所述反应容器器壁间设有阻水套管。

在本公开的一些实施例中，水质监测仪包括监测探头、设于所述监测探头端部的防撞斗；所述防撞斗为镂空网状结构。

在本公开的一些实施例中，顶盖排气孔处设有倒U型弯管。

在本公开的一些实施例中，填料具体为PVA和/或CC所融化形成的凝胶与饱和硼酸氯化钙溶液交联形成的固化物。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下任一技术效果或优点：

1. 本装置设置在二沉池与深度处理絮凝沉淀池间，通过活性污泥的培养以及厌氧氨氧化填料的运行处理，在深度处理前进一步进行脱氮处理，有效解决了深度处理除氮成本高且效果一般的技术问题，可极大节约深度处理中絮凝药剂的使用，进而降低混凝后化学污泥的产量，进一步减轻了污泥处理负担。

2. 本装置整体结构及内部填料可提前预制，无需现场制备及长周期的驯化培养，可有效缩短施工周期，且对现有污水处理进行改造进行本装置安装时，由于提前预制，工期极短，改造过程中不会影响现有工艺的正常进行，安装完成后即可投入使用。

3. 反应容器为内壁、保温层、外壁三层结构组成，其内部所填充的保温层能有效对容器内环境进行保温，避免与外界环境温度发生过多的热交换，以保证其内部颗粒污泥及填料中微生物生存所需合适的温度。

4. 镂空网状结构的防撞斗可避免曝气时，运动的颗粒污泥及填料对水质监测探头造成碰撞损伤，影响水质监测仪的使用寿命，且在停止曝气时，镂空网状结构的防撞斗能避免颗粒污泥积累在防撞斗内，影响监测精度及准确度。

5. 装设在反应器顶盖排气孔处的倒U型弯管在保证容器内产生气体通畅排放的同时，通过倒扣设计，可有效防止杂物等进入反应器内部。

附图说明

图1为本申请一实施例中内循环式泥膜混合脱氮装置使用时的结构示意图。

图2为本申请一实施例中反应容器顶盖的结构示意图。

图3为本申请一实施例中内循环式泥膜混合脱氮装置俯视结构示意图。

图4为本申请一实施例中支腿的俯视结构示意图。

以上各图中，1为反应容器，10为反应容器外壁，11为保温层，12为反应容器内壁，13为顶盖，14为倒U型弯管，15为支腿，150为支板，151为固定孔，12为进水管，20为进水电动阀，21为进水管阻水套管，3为出水管，30为出水电动阀，31为出水管阻水套管，4为曝气管，40为曝气盘，41为鼓风机，42为内循环板，5为水质监测仪，50为监测探头，51为防撞斗，60为活性污泥，61为包裹有厌氧氨氧化菌的填料。

具体实施方式

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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申请的限制。而本申请所涉及“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。

以下实施例中所涉及的零部件、传感器等器件，如无特别说明，则均为常规市售产品。

为了更好的理解本申请技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

本例公开一种内循环式泥膜混合脱氮装置，参见图1，其包括设有顶盖13的反应容器1、设于反应容器1底部侧面对应位置处的进水管2、设于反应容器1中部对应位置处的出水管3、穿设于反应容器底部的曝气管4、于反应容器1内对应连接于曝气管4的至少一个曝气盘40、设于反应容器1外且与曝气管4对应连接的鼓风机41、对称设于反应容器1内两侧且与反应容器1内壁12对应连接的内循环板42、设于所述内循环板上的水质监测仪5。

在本实施例中，反应容器1为三层结构，其中，反应容器的内壁10和外壁12为不锈钢材质，两壁间夹设保温层11，通过保温层的保温作用以阻隔反应容器内部与外界环境温度发生热交换，进而保证反应容器内适合活性污泥及包裹有厌氧氨氧化菌填料中菌体的生存活性温度，以此确保反应容器内除氮效果。为了方便活性污泥及填料的填装及内部检修，该反应容器1顶部设有可开合的顶盖13，且反应容器1的顶端对应位置处设有肩台，用于与顶盖13相嵌合，保证盖体的封闭性。此外，考虑到反应容器内进行除氮时，会有曝气系统吹入的空气以及微生物代谢产生的二氧化碳与厌氧氨氧化产生的氮气，为保证气体的排放，避免在容器内积聚造成压力过大，故在顶盖13处设置排气孔，参见图1-图2，在本实施例中，为防止外界杂物经由排气孔进入反应容器内部，故在排气孔处对应设置倒U型弯管14，由此改变排气孔的朝向，使之朝下，由此在保证反应容器内部空气顺畅排出的同时，避免杂物落入。本例中在反应容器盖板13上左右对称设置5对排气孔及相应的倒U型弯管14，充分保证反应器内所产生气体的排出。

参见图1，在反应容器底部侧面位置处开设有进水孔，用于穿设进水管2，且在反应容器另一侧的中部位置处开设有出水孔，用于穿设出水管3，考虑到反应容器为三层结构，中间夹设有保温层，为保证进水管2和出水管3连接处的密闭性，防止水体进入容器夹层及泄漏，故在进水孔和出水孔处分别设置进水管阻水套管21及出水管阻水套管31。此外，由于反应容器内除氮需要一定的反应时间，并非直接经流完成除氮，因此在进水管和出水管中设置阀门，本实施例采用可集中控制的电动阀，分别设置在进水管和出水管管路中，达到对反应容器进水和出水时机的控制。

为实现对水体的进一步处理，本实施例中，在反应容器中填充活性污泥60及包裹有厌氧氨氧化菌的填料61所组成的泥膜组合。其中，活性污泥可在反应容器内培养成为颗粒污泥，颗粒污泥具有高效的氨氧化效果，以及其自身颗粒结构，使其从内至外形成缺氧、好氧的环境，有利于短程反硝化与短程硝化；厌氧氨氧化反应可无需碳源进行去除总氮，通过PVA或CC所融化形成的凝胶与饱和硼酸氯化钙溶液交联形成的固化物填料，可将厌氧氨氧化菌进行包埋，实现厌氧氨氧化菌的富集，并可在填料的表面形成生物膜，以此增强除氮效果。

为加快除氮进程，需将颗粒污泥及包裹有厌氧氨氧化菌的填料所组成的泥膜组合与水体充分混合接触，因此在反应容器的底部设置曝气系统。参见图1，反应容器的底部穿设有曝气管4，位于反应容器内的曝气管端部连接有曝气盘40，位于反应容器外的曝气管连接至鼓风机41，通过鼓风机的鼓吹，将外界空气经由曝气管4及曝气盘40输送至反应容器内，以此驱动反应容器内水体运动，进而实现颗粒污泥及包裹有厌氧氨氧化菌的填料与水体的混合。参见图3，本例中共设置两曝气盘40，且关于容器中心对称设置，以此增强曝气效果。为使得颗粒污泥及包裹有厌氧氨氧化菌的填料在曝气作用下在水体内均匀分布，充分发挥除氮作用，在本实施例中，参见图1和图3，在反应容器内部对称的设置两块内循环板42，且使得曝气盘40处于两内循环板42间的空间范围内，其中，两内循环板42的底面高于曝气盘40、顶面低于反应容器最大设定水位线设置，由此保证在曝气盘40的曝气作用下，水体及泥膜组合从两内循环板42间上升，由于两内循环板用与对应侧的反应容器内壁间存在通道没有曝气，故上升后水体中的颗粒污泥及包裹有厌氧氨氧化菌的填料在重力作用下下沉，再在曝气盘的曝气作用下上升，以此循环，加快除氮效率。其中，为了下沉的颗粒污泥和填料能有效的在曝气作用下，跟随水体流动而运动，在本实施例中，反应容器的底面与侧面间斜坡连接，参见图1，则下落的颗粒污泥和填料沿着容器坡度下落至曝气盘附近后，随水体运动，避免在容器边缘处堆积，堵塞内循环通路。

考虑到容器的安置问题，由于在反应容器的底部接设有曝气管4，因此在本实施例中，反应容器的底部四周设有支腿15，由于曝气时反应容器会产生一定程度的振动，为保证反应容器的安设安全性，参见图4，各支腿底部设有用于与地面贴合的支板150，以增大支腿与地面的接触面积，且支板四角处开设有用于螺栓固定其于地面的固定孔151，以保证反应容器的稳固。

为了确定注水和出水时机以及时刻掌握容器内除氮进程，在容器内设置水质监测仪5，用于监测污水包括pH值、温度、溶氧量等信息。在本实施例中，水质监测仪包括监测探头50、以及设于监测探头50端部的防撞斗51。水质监测仪通过卡扣固定在内循环板上，为防止水体中运动的颗粒污泥及填料对水质监测仪的监测探头50造成损坏，故在探头外设置一防撞斗51，以防止填料的撞击。此外，为防止反应容器静置时，污泥积累于防撞斗51内，影响测量精度和准确度，故该防撞斗51设置为镂空网状结构，使得落入其内的污泥能经由镂空网孔及时掉落，避免堵塞。

使用时，将反应容器支腿15 采用螺栓与地面稳固连接，由于颗粒污泥内部的反硝化菌将硝态氮还原为亚硝态氮时需要一定的碳源，且二沉池出水中存在多余的硝态氮，沉砂池出水中存在大量的碳源，故从进水管内接入二沉池与沉砂池流出的混合水，并根据两种进水水质情况，实时调节混合比例后，注入反应容器，容器内填充的颗粒污泥内部存在缺氧反硝化菌可以进行短程反硝化将硝态氮转化为亚硝态氮，为厌氧氨氧化提供底物，再由厌氧氨氧化菌进行厌氧氨氧化脱氮。其中，活性污泥取自生化池好氧区、缺氧区、厌氧区，在内循环培养的条件下，逐渐形成颗粒污泥，填料由PVA、SA、CC等材料经高温融化，然后和取自厌氧氨氧化培养器的高浓度厌氧氨氧化污泥充分混合，之后加入到方形模具内冷冻物理定型，再与饱和硼酸氯化钙溶液化学交联固化增加强度。由于颗粒污泥和填料的泥膜组合除氮需要一定的时间，故反应容器采用间歇运行方式，由多台反应容器并联交替运行，以保证二沉池的连续出水。当除氮结束反，应容器在排水时，关闭进水管2的电动阀20，停止曝气，静置沉淀后，打开出水管3的电动阀30，排出处理后的污水，排水结束，而后关闭出水管3的电动阀30，打开进水管2的电动阀20，直至到达设计水位，关闭进水管2的电动阀20，停止进水，打开曝气，启动内循环培养，并按此依次循环，进行除氮。

尽管已描述了本实用新型的一些优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种内循环式泥膜混合脱氮装置，其特征在于，包括设有顶盖的反应容器、设于所述反应容器底部侧面对应位置处的进水管、设于所述反应容器中部对应位置处的出水管、穿设于所述反应容器底部的曝气管、于所述反应容器内对应连接于所述曝气管的至少一个曝气盘、设于所述反应容器外且与所述曝气管对应连接的鼓风机、对称设于所述反应容器内两侧且与反应容器内壁对应连接的内循环板、设于所述内循环板上的水质监测仪、设于所述顶盖上的排气孔；

所述反应容器的底面与侧面间斜坡连接；所述曝气盘设于所述两内循环板间的空间范围内，且所述两内循环板底面高于所述曝气盘、顶面低于所述容器最大设定水位线设置；

还包括填充于所述反应容器内的活性污泥及包裹有厌氧氨氧化菌的填料。

2.根据权利要求1所述的内循环式泥膜混合脱氮装置，其特征在于，所述反应容器内壁和外壁间设有保温层。

3.根据权利要求1所述的内循环式泥膜混合脱氮装置，其特征在于，所述反应容器的底部对应位置处设有支腿，所述支腿底部设有用于与地面贴合的支板，所述支板开设有用于固定其于地面的固定孔。

4.根据权利要求1所述的内循环式泥膜混合脱氮装置，其特征在于，所述进水管和所述出水管管路上分别对应设有电动阀。

5.根据权利要求1所述的内循环式泥膜混合脱氮装置，其特征在于，所述进水管和所述出水管与所述反应容器器壁间设有阻水套管。

6.根据权利要求1所述的内循环式泥膜混合脱氮装置，其特征在于，所述水质监测仪包括监测探头、设于所述监测探头端部的防撞斗；所述防撞斗为镂空网状结构。

7.根据权利要求1所述的内循环式泥膜混合脱氮装置，其特征在于，所述顶盖排气孔处设有倒U型弯管。

8.根据权利要求1所述的内循环式泥膜混合脱氮装置，其特征在于，所述填料具体为PVA或CC所融化形成的凝胶与饱和硼酸氯化钙溶液交联形成的固化物。

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