CN219239433U - 一种硝态总氮去除一体化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及硝态总氮去除的技术领域，具体涉及硝态总氮去除一体化系统，包括物化反应设备和生物反应设备，物化反应设备包括物化反应池、絮凝池和物化沉淀池，物化反应池一侧设有加碱控制仪表，絮凝池内填充有絮凝剂；生物反应设备包括PH调节池、生物反应池和生物沉淀池，PH调节池一侧设有加酸控制仪表，生物反应池内填充有污泥附着原料件，生物反应池内设有溶氧监测控制仪、曝气装置和搅拌装置，生物沉淀池内液体通过水泵回流至生物反应池。生物反应池设有溶氧监测控制仪和曝气装置控制氧气加入量，搅拌装置使得废水和微生物相对运动速度增大，提高了生物膜活性，提高该设备的进水负荷，从而可以确保高浓度硝酸盐废水中总氮的去除效果。

Description

一种硝态总氮去除一体化系统

技术领域

本实用新型涉及硝态总氮去除的技术领域，具体涉及一种硝态总氮去除一体化系统。

背景技术

随着我国水体富营养化问题的日趋严重，以及工业和生活污水排放标准的逐步提升，总氮的去除成为水处理领域关注的重点问题之一。

工业生产中，如电镀和线路板(PCB)行业，在退镀和退锡工序中会用到浓硝酸，其槽液总氮浓度一般达到8-10万毫克/升，清洗废水总氮浓度超过2000毫克/升。常规电镀废水排放标准，如国家电镀污染物排放标准(GB21900-2008)的总氮限值是20毫克/升，而在地表水排放标准中，最高允许的总氮浓度要求低于2毫克/升。因此，企业要做到工业废水稳定达标排放，难度非常大，水中过高浓度的硝酸盐可导致温室气体N₂O的产生。

目前去除水中硝酸盐的方法主要有化学还原、反渗透、电渗析、离子交换、生物法等。化学还原法可分为活泼金属还原法和催化还原法。前者以铁、铝、锌等金属单质为还原剂，处理效果较差，且有亚硝酸盐生成；后者以氢气及甲酸、甲醇等为还原剂，一般需有催化剂存在，成本较高，且氢气应用过程中存在保障危险。反渗透、电渗析、离子交换等方法虽可有效去除水中的硝酸盐，但成本较高，且会产生大量废水，属于污染转移，分离出的硝酸盐还面临着解决最终出路的问题。生物反硝化方法是目前已投入实用的较好方法，具有高效低耗的特点。

反硝化，也称脱氮作用，是指细菌将硝酸盐(NO₃ ^-)中的氮(N)通过一系列中间产物(NO₂ ^-、NO、N₂O)还原为氮气(N₂)的生物化学过程。参与这一过程的细菌统称为反硝化菌。利用NO₂ ^-和NO₃ ^-为呼吸作用的最终电子受体，把硝酸还原成氮(N₂)，称为反硝化作用或脱氮作用：NO₃ ^-→NO₂ ^-→N₂。能进行反硝化作用的只有少数细菌，这个生理群称为反硝化菌。大部分反硝化细菌是异养菌，例如脱氮小球菌、反硝化假单胞菌等，它们以有机物为氮源和能源，进行无氧呼吸。总的反硝化过程可以用以下方程式表示：

2NO^3-+10e^-+12H⁺→N2⁺+6H₂O，ΔG＝-333kJ/mol

但传统的反硝化技术如活性污泥法，受废水浓度和负荷的限制，均难以处理高浓度硝酸盐废水。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种硝态总氮去除一体化系统，以解决上述背景技术中的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种硝态总氮去除一体化系统，包括：

物化反应设备，包括相邻设置的物化反应池、絮凝池和物化沉淀池，所述物化反应池一侧设有加碱控制仪表，所述絮凝池内填充有絮凝剂；

生物反应设备，包括相邻设置的pH调节池、生物反应池和生物沉淀池，所述pH调节池一侧设有加酸控制仪表，所述生物反应池内填充有污泥附着原料件，所述生物反应池内设有溶氧监测控制仪、曝气装置和搅拌装置，所述生物沉淀池内液体可通过水泵回流至所述生物反应池。

进一步地，所述物化沉淀池设置成漏斗状结构，所述物化沉淀池设有导向斜壁，所述物化沉淀池底部面积小于口部面积。

进一步地，所述物化沉淀池由五块钢板拼接而成，包括四块侧壁钢板和一块底部钢板，所述四块侧壁钢板呈梯形且依次连接围合一周形成顶部开口和底部开口，所述底部钢板封堵所述底部开口，所述侧壁钢板倾斜设置形成所述导向斜壁。

进一步地，所述污泥附着原料件采用蛇形辫带式结构，形成无数环状纤维并构成放射状。

进一步地，所述生物反应池的一侧设有与生物沉淀池相连通的流液口，所述流液口靠近所述生物反应池的顶端设置。

进一步地，所述生物沉淀池设置成漏斗状结构，所述生物沉淀池靠近底端的一侧设有排污口，所述生物沉淀池靠近顶端的一侧设有排水口。

进一步地，所述生物沉淀池从上至下包括排水部分和沉淀部分，所述排水部分设置成柱体形状，所述沉淀部分设置成漏斗状，所述沉淀部分的底部面积小于口部面积，所述生物沉淀池内设有中心管，所述中心管的一端设有排放口且伸入到所述沉淀部分，所述排放口处设有反射饭。

进一步地，所述生物沉淀池内设有溢流管，所述溢流管一端连接所述流液口，另一端连接所述中心管。

本实用新型的有益效果在于：

1、硝酸废水处理分为两部分，一是将废水进行物化处理，因硝酸废水中一般含有铜、锡等重金属离子，对生物有毒害作用，需通过物化手段将其去除；二是将物化处理后的废水，在pH调节池中调节至中性后，进入生物反应阶段，将其最终转变为氮气，达到去除效果。生物反应池内设有溶氧监测控制仪和曝气装置来控制氧气的加入量，搅拌装置可以使得废水和微生物相对运动速度增大，提高了生物膜活性，提高该设备的进水负荷，从而可以确保高浓度硝酸盐废水中总氮的去除效果。

2、采用新型生物绳填料作为污泥附着原料件，该材料采用弹性材料和软性材料混织方式，污泥附着原料件采用蛇行辫带式编织方式制作成辫带式填料，形成无数的环状纤维构成放射状结构，大大增加废水与附着微生物接触面积，并可使附着微生物浓度可以达到15000mg/L以上。

3、生物沉淀池从上至下包括排水部分和沉淀部分，生物沉淀池内设有中心管，中心管的一端设有排放口且伸入到沉淀部分，排放口处设有反射饭。液体由中心管的排放口排出后由于反射板的阻挡作用，会使得液体均匀分散流下，有利于固体沉降。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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。

图1为本实用新型实施例提供的硝态总氮去除一体化系统的整体结构俯视图；

图2为本实用新型实施例提供的硝态总氮去除一体化系统的整体结构主视图；

图3为本实用新型实施例提供的硝态总氮去除一体化系统所采用的生物沉淀池的整体结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的硝态总氮去除一体化系统所采用的污泥附着原料件结构示意图。

附图标记说明：

10、物化反应设备；11、物化反应池；12、絮凝池；13、物化沉淀池；131、导向斜壁；14、碱性物料池；20、生物反应设备；21、pH调节池；22、生物反应池；221、污泥附着原料件；222、搅拌装置；223、流液口；23、生物沉淀池；231、排污口；232、排水口；233、排水部分；234、沉淀部分；235、中心管；236、溢流管；237、排放口；238、反射板。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

参照图1-4，作为本实用新型实施例提供的一种硝态总氮去除一体化系统，包括物化反应设备10和生物反应设备20，物化反应设备10包括相邻设置的物化反应池11、絮凝池12和物化沉淀池13，物化反应池11一侧设有加碱控制仪表，絮凝池12内填充有絮凝剂；生物反应设备20包括相邻设置的pH调节池21、生物反应池22和生物沉淀池23，pH调节池21一侧设有加酸控制仪表，生物反应池22内填充有污泥附着原料件221，生物反应池22内设有溶氧监测控制仪、曝气装置和搅拌装置222，生物沉淀池23内液体可通过水泵回流至生物反应池22。

硝酸废水处理分为两部分，一是将废水进行物化处理，因硝酸废水中一般含有铜、锡等重金属离子，对生物有毒害作用，需通过物化手段将其去除；二是将物化处理后的废水，在pH调节池21中调节至中性后，进入生物反应阶段，将其最终转变为氮气，达到去除效果。生物反应池22内设有溶氧监测控制仪和曝气装置来控制氧气的加入量，搅拌装置222可以使得废水和微生物相对运动速度增大，提高了生物膜活性，提高该设备的进水负荷，从而可以确保高浓度硝酸盐废水中总氮的去除效果。

具体地，物化反应池11一侧设有加碱控制仪表，可以控制物化反应池11的碱性原料的加入量。物化沉淀池13设置成漏斗状结构，物化沉淀池13设有导向斜壁131，物化沉淀池13底部面积小于口部面积，有利于污泥的沉降。本实施例中，物化沉淀池13由五块钢板拼接而成，包括四块侧壁钢板和一块底部钢板，四块侧壁钢板呈梯形且依次连接围合一周形成顶部开口和底部开口，底部钢板封堵底部开口，侧壁钢板倾斜设置形成导向斜壁131。先将硝酸废水从收集设施转移至物化反应池11中，此反应停留1小时左右，通过碱性物料池14加入碱性物料，使pH控制范围为8.5-9.5。反应后，从絮凝池12内加入絮凝剂形成颗粒矾花，进入物化沉淀池13内，最后通过物化排泥系统将其排入污泥池处理。通过物化沉淀处理后，可将废水中的悬浮物和重金属离子去除。

废水物化处理后进入pH调节池21，此处补加稀硫酸或稀盐酸，pH控制在6.5-7.5之间，该范围为微生物除氮最佳区间。废水进入生物反应池22后，溶解氧控制在0.2-0.5mg/L。另外在向生物池内添加适量的液态甲醇等碳源，氮碳比控制在1:4-5，污泥浓度控制在6g/L，在生物沉淀池23内的液体回流和搅拌装置222的作用下，使得废水和微生物相对运动速度增大，生物反应更加充分，也使微生物系统抗冲击能力更强，同时推动了深度脱氮处理效果。

进一步地，参照图3和图4，污泥附着原料件221采用蛇形辫带式结构，形成无数环状纤维并构成放射状。污泥附着原料件221采用新型生物绳填料作为污泥附着原料件221，该材料采用弹性材料和软性材料混织方式，污泥附着原料件221采用蛇行辫带式编织方式制作成辫带式填料，形成无数的环状纤维构成放射状结构，大大增加废水与附着微生物接触面积，并可使附着微生物浓度可以达到15000mg/L以上。

进一步地，生物反应池22的一侧设有与生物沉淀池23相连通的流液口223，流液口223靠近生物反应池22的顶端设置。

具体地，参照图2，生物沉淀池23设置成漏斗状结构，生物沉淀池23靠近底端的一侧设有排污口231，生物沉淀池23靠近顶端的一侧设有排水口232。生物沉淀池23从上至下包括排水部分233和沉淀部分234，排水部分233设置成柱体形状，沉淀部分234设置成漏斗状，沉淀部分234的底部面积小于口部面积，生物沉淀池23内设有中心管235，中心管235的一端设有排放口237且伸入到沉淀部分234，排放口237处设有反射板238。液体由中心管235的排放口237排出后由于反射板238的阻挡作用，会使得液体均匀分散流下，有利于固体沉降。

本实施例中，反射板238与排放口237间隔一定的距离设置，反射板238通过焊接连接筋的形式与中心管235相固定。此时液体被反射板238阻挡后从侧边的空间均匀分散流下。由于生物沉淀池23内的液体需要回流至生物反应池22，而同时又要形成沉淀物，采用上述的结构设置，液体是以溢流的形式排出，溢出的液体可通过水泵回流到生物反应池22内，而沉降的物质滞留在生物沉淀池23内，不会随着液体一起溢流流出。

进一步地，生物沉淀池23内设有溢流管236，溢流管236一端连接流液口223，另一端连接中心管235。由于流液口223靠近生物反应器的顶端设置，通过设置溢流管236可以直接将生物反应池22内的液体引流至中心管235的位置流淌，随着生物沉淀池23内的液体加入并逐渐没过中心管235的排水口232，此时生物反应池22内的液体依然从中心管235排入至生物沉淀池23内，但液体没过中心管235，中心管235排入的液体会受到缓冲作用冲击力会减小。溢流和抽吸的过程不能同时进行，要分别进行。当溢流和抽吸过程结束后，将排水口232打开对处理后的污水进行排放利用；将排污口231打开，对沉降的污泥进行统一收集处理。

通过上述废水处理工艺，可以达到很好的脱氮处理效果，完成去除总氮的目的。该工艺设备可以通过检测生物池内污泥沉降比、pH、溶解氧、氨氮、总氮的数据，分析设备运行情况和生物生长情况，进而判断废水污染物去除效果。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，故：凡依本实用新型的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种硝态总氮去除一体化系统，其特征在于，包括：

物化反应设备(10)，包括相邻设置的物化反应池(11)、絮凝池(12)和物化沉淀池(13)，所述物化反应池(11)一侧设有加碱控制仪表，所述絮凝池(12)内填充有絮凝剂；

生物反应设备(20)，包括相邻设置的pH调节池(21)、生物反应池(22)和生物沉淀池(23)，所述pH调节池(21)一侧设有加酸控制仪表，所述生物反应池(22)内填充有污泥附着原料件(221)，所述生物反应池(22)内设有溶氧监测控制仪、曝气装置和搅拌装置(222)，所述生物沉淀池(23)内液体可通过水泵回流至所述生物反应池(22)。

2.如权利要求1所述的硝态总氮去除一体化系统，其特征在于，所述物化沉淀池(13)设置成漏斗状结构，所述物化沉淀池(13)设有导向斜壁(131)，所述物化沉淀池(13)底部面积小于口部面积。

3.如权利要求2所述的硝态总氮去除一体化系统，其特征在于，所述物化沉淀池(13)由五块钢板拼接而成，包括四块侧壁钢板和一块底部钢板，所述四块侧壁钢板呈梯形且依次连接围合一周形成顶部开口和底部开口，所述底部钢板封堵所述底部开口，所述侧壁钢板倾斜设置形成所述导向斜壁(131)。

4.如权利要求1所述的硝态总氮去除一体化系统，其特征在于，所述污泥附着原料件(221)采用蛇形辫带式结构，形成无数环状纤维并构成放射状。

5.如权利要求1所述的硝态总氮去除一体化系统，其特征在于，所述生物反应池(22)的一侧设有与生物沉淀池(23)相连通的流液口(223)，所述流液口(223)靠近所述生物反应池(22)的顶端设置。

6.如权利要求5所述的硝态总氮去除一体化系统，其特征在于，所述生物沉淀池(23)设置成漏斗状结构，所述生物沉淀池(23)靠近底端的一侧设有排污口(231)，所述生物沉淀池(23)靠近顶端的一侧设有排水口(232)。

7.如权利要求6所述的硝态总氮去除一体化系统，其特征在于，所述生物沉淀池(23)从上至下包括排水部分(233)和沉淀部分(234)，所述排水部分(233)设置成柱体形状，所述沉淀部分(234)设置成漏斗状，所述沉淀部分(234)的底部面积小于口部面积，所述生物沉淀池(23)内设有中心管(235)，所述中心管(235)的一端设有排放口(237)且伸入到所述沉淀部分(234)，所述排放口处设有反射板(238)。

8.如权利要求7所述的硝态总氮去除一体化系统，其特征在于，所述生物沉淀池(23)内设有溢流管(236)，所述溢流管(236)一端连接所述流液口(223)，另一端连接所述中心管(235)。

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