CN221565918U - 自养脱氮滤柱一体化装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种自养脱氮滤柱一体化装置，涉及污水处理设备领域，该自养脱氮滤柱一体化装置中，供水组件通过第一进水管将原水供入至微生物反应载体层的底部；使原水经过微生物反应载体层时，载体上附着的微生物利用载体作为营养物质和污水中的硝酸盐氮发生反硝化反应，达到去除硝酸盐的目的；过滤结构的顶部的出水经过第一出水管将清水排出至储水组件内，通过以上技术方案，采用生物脱氮不需投加碳源，运维成本能够节省50％左右，达到了污水厂资源化节约运行，同时改善周围水资源环境，保护周边流域水质和生态平衡具有十分重要的作用。
Description
技术领域
本实用新型涉及污水处理设备领域，具体涉及自养脱氮滤柱一体化装置。
背景技术
随着人类的生产生活使得含氮磷等营养物的污水进入淡水生态系统的排放量显著增加，过多的氮磷物质进入水体环境，导致大规模的水体富营养化。
硝酸盐容易地下水积累导致饮用水污染，饮用水中的硝酸盐浓度过高会对人体健康造成危害。污水中酸盐的去除主要有物理法、化学法和生物法。其中常见的物理化学法有物理吸附吸附法、离子交换、膜分离法和生物去除法。与物理化学方法相比，生物法高效低耗，成本低廉，在污水处理中更加可靠和稳定。生物法去除硝酸盐是通过微生物的呼吸代谢作用将硝酸盐还原转化为氮氧化物或氮气的过程，即生物反硝化过程。根据微生物利用碳源的种类，生物反硝化可分为异养反硝化和自养反硝化。
现阶段市政污水厂采用异养滤池进行生物深度脱除污水中硝酸盐氮，但存在碳源投加过量，碳源运输存储工作量大，潜在投药中断的风险，造成运维成本较高的问题。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种自养脱氮滤柱一体化装置，用以解决现有技术中异养滤池进行生物深度脱除污水中硝酸盐氮，存在碳源投加过量，碳源运输存储工作量大，潜在投药中断的风险，运维成本较高的问题。
基于上述目的，本申请提供的自养脱氮滤柱一体化装置，包括:箱体、供水组件、过滤结构和储水组件；
所述箱体内依次设置有供水组件、过滤结构和储水组件；
所述供水组件通过第一进水管与所述过滤结构底部的进水端连通，所述储水组件通过第一出水管与所述过滤结构的顶部的出水端连通；
其中，所述过滤结构包括滤柱外壳和滤柱结构；
所述滤柱结构设置在滤柱外壳内，所述滤柱结构包括：第一滤网、第二滤网、微生物反应载体层、载体承托层和水气分布层；
所述水气分布层设置在所述滤柱外壳的底部，所述载体承托层设置在所述水气分布层的上方，第一滤网和第二滤网分别围设在滤柱外壳内且位于所述载体承托层的上方，所述微生物反应载体层分别设置在第一滤网与第二滤网内；
所述第一进水管用以将原水供入至所述微生物反应载体层的底部；
所述第一出水管道用以将所述微生物反应载体层的顶部的清水排出。
进一步地，所述供水组件包括原水桶、原水泵、第二进水管和进水泵；
所述原水桶的进水端与第二进水管连接，第二进水管连接有原水泵；
所述原水桶的出水端与第一进水管连接，所述第一进水管上连接有进水泵。
进一步地，微生物反应载体层采用自养型滤料载体，为粒径为2-3mm的自养滤料，所述载体承托层采用粒径为2-20mm的碎石。
进一步地，所述储水组件包括清水桶，所述清水桶通过第一出水管与所述过滤结构的顶部的出水端连通。
进一步地，还包括：反冲洗组件，所述反冲洗组件包括：反洗泵和反洗空压机；
所述反洗泵通过第三进水管分别与所述清水桶和所述过滤结构底部的进水端连通；
所述反洗空压机通过气管与所述第三进水管的处于所述反洗泵出水侧的部分连通。
进一步地，所述水气分布层采用若干滤砖布置而成，所述反洗空压机通过气管还与所述滤砖连通。
进一步地，还包括废水处理装置；所述反冲洗组件还包括废水排水管道，所述废水排水管道分别与所述废水处理装置和所述过滤结构的顶部的出水端连通。
进一步地，所述滤柱外壳的顶部连接有遮光罩。
进一步地，还包括智能碱度调节系统，其通过管道与所述滤柱外壳的底部连通。
进一步地，所述废水处理装置包括沉淀池、药剂吸料投加装置和搅拌机；
所述沉淀池的上端连接有搅拌机，所述沉淀池的上端还通过第四进水管与所述原水桶连通，所述沉淀池的下端连接有排泥管道。
采用上述技术方案，本申请提供的自养脱氮滤柱一体化装置，相比于现有技术，具有的技术效果有：
供水组件通过第一进水管将原水供入至微生物反应载体层的底部；使原水经过微生物反应载体层时，载体上附着的微生物利用载体作为营养物质和污水中的硝酸盐氮发生反硝化反应，达到去除硝酸盐的目的；过滤结构的顶部的出水经过第一出水管将清水排出至储水组件内，通过以上技术方案，采用生物脱氮不需投加碳源，运维成本能够节省50％左右，达到了污水厂资源化节约运行，同时改善周围水资源环境，保护周边流域水质和生态平衡具有十分重要的作用。
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为本申请提供的自养脱氮滤柱一体化装置的结构示意图；
图2为本申请提供的自养脱氮滤柱一体化装置的俯视图；
图3为图1中A处的局部放大图。
图标：100-箱体；200-供水组件；201-第一进水管；210-原水桶；211-高低液位开关；220-原水泵；230-第二进水管；240-进水泵；300-过滤结构；310-滤柱外壳；311-遮光罩；320-第一滤网；330-第二滤网；340-微生物反应载体层；350-载体承托层；360-水气分布层；400-储水组件；401-第一出水管；500-反洗泵；501-第三进水管；510-反洗空压机；511-气管；520-废水排水管道；530-废水处理装置；531-沉淀池；532-药剂吸料投加装置；533-搅拌机；534-第四进水管；540-滤料回收装置；600-智能碱度调节系统；700-控制箱。
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。
具体地，如图1、图2和图3所示，该自养脱氮滤柱一体化装置包括：本申请实施例提供的自养脱氮滤柱一体化装置，包括：箱体100、供水组件200、过滤结构300和储水组件400；
箱体100用于承载处理污水所用的设备，其中，箱体100为一体化结构，箱体100的尺寸大小为长3m、宽8m和高3m，且采用不锈钢折弯板材焊接成的箱体100，长度方向中心位置设置双开大门，箱体100内依次设置有供水组件200、过滤结构300和储水组件400；
供水组件200通过第一进水管201与过滤结构300底部的进水端连通，用于向过滤结构300中供入原水(待处理污水)，储水组件400通过第一出水管401与过滤结构300的顶部的出水端连通，用于将过滤结构300处理后的清水通过第一出水管401排出并储存至储水组件400内；
其中，过滤结构300包括滤柱外壳310和滤柱结构；
滤柱结构设置在滤柱外壳310内，滤柱结构包括：第一滤网320、第二滤网330、微生物反应载体层340、载体承托层350和水气分布层360；
水气分布层360设置在滤柱外壳310的底部，载体承托层350设置在水气分布层360的上方，第一滤网320和第二滤网330分别围设在滤柱外壳310内且位于载体承托层350的上方，微生物反应载体层340分别设置在第一滤网320与第二滤网330内；
工作时，第一进水管201用以将原水供入至微生物反应载体层340的底部；利用载体上附着的微生物利用载体作为营养物质和污水中的硝酸盐氮发生反硝化反应，达到去除硝酸盐的目的；过滤后的出水经过微生物反应载体层340的顶部通过第一出水管401道排出至储水组件400内。
采用本实施例中的自养脱氮滤柱一体化装置，生物脱氮不需投加碳源，运维成本能够节省50％左右，达到了污水厂资源化节约运行，同时改善周围水资源环境，保护周边流域水质和生态平衡具有十分重要的作用。
作为一个较佳实施方案，供水组件200包括原水桶210、原水泵220、第二进水管230和进水泵240；
原水桶210用于暂时存储原水，以供使用，原水桶210的进水端与第二进水管230连接，第二进水管230连接有原水泵220，用于将待处理的原水输送至原水桶210内；原水桶210的出水端与第一进水管201连接，第一进水管201上连接有进水泵240，使得原水桶210内储存的原水通过第一进水管201、进水泵240输送至滤柱结构内进行处理。
此外，还可以在原水桶210内设置高低液位开关211，与控制系统信号连接或者电连接，根据桶内原水的液位变化通过控制系统自行控制原水泵220的启停，使其原水桶210内一直装有待处理的原水。然后通过进水泵240输送至滤柱结构内进行处理，通过设置在第一进水管201上的进水流量计进行监测并反馈至控制系统，来调节进水泵240的频率而达到对进水流量的控制，控制系统集成在控制箱700内。
作为一个较佳实施方案，自养滤料载体采用粒径为2-3mm的自养滤料，椭圆球形，保障过滤效果和微生物利用效率；污水经过微生物反应载体层340时，载体上附着的微生物利用载体作为营养物质和污水中的硝酸盐氮发生反硝化反应，达到去除硝酸盐的目的。
载体承托层350采用粒径为2-20mm的碎石,不仅起到承托作用，同时能将反冲洗空气进行剪切，补偿过滤面积上的气水分布，使反冲洗的布水布气效果更均匀。
作为一个较佳实施方案，第一滤网320、第二滤网330附着在滤柱外壳310内并列分布，第一滤网320、第二滤网330均采用30目-40目不锈钢网，将自养滤料载体按块分布集中在内，避免载体在剧烈反冲洗的过程中过度膨胀造成流失，同时不会错层到载体承托层350和水气分布层360中。
本实施例提供的自养脱氮滤柱一体化装置中，储水组件400包括清水桶，清水桶通过第一出水管401与过滤结构300的顶部的出水端连通，用于储存过滤后的清水。
此外，本申请实施例提供的自养脱氮滤柱一体化装置，还包括：反冲洗组件，反冲洗组件包括：反洗泵500和反洗空压机510；
其中，反洗泵500通过第三进水管501分别与清水桶和过滤结构300底部的进水端连通；反洗空压机510通过气管511与第三进水管501的处于反洗泵500出水侧的部分连通；
水气分布层360采用若干滤砖布置而成，反洗空压机510通过气管511还与滤砖连通。
过滤结构300运行一段时间后，需要进行反冲洗，通过反洗泵500将清水输送到过滤结构300中，进行水反洗，通过反洗空压机510提供气源进行空气清洗。
此外，清水桶内设置内设置高低液位开关211，与控制系统信号连接或者电连接，根据清水桶内储水的液位变化通过控制系统自动控制第三进水管501上设置的清水自动进水阀门的开关，以保证反冲洗的用水量。
本申请实施例提供的自养脱氮滤柱一体化装置中，还包括废水处理装置530；反冲洗组件还包括废水排水管道520，废水排水管道520分别与废水处理装置530和过滤结构300的顶部的出水端连通。
应用时，经过反冲洗后产生的废水经过废水排水管道520排出至废水处理装置530中进行在处理，其中，废水排水管道520的端部连接有滤料回收装置540，滤料回收装置540设置在微生物反应载体层340的顶部，用于对反冲洗过程中的滤料进行拦截，使得反冲洗过程中携带的滤料由于重力回落到滤柱结构中，反冲洗排水通过废水排水管道520排出，最终排放到废水处理装置530。
本申请实施例中，废水处理装置530包括沉淀池531、药剂吸料投加装置532和搅拌机533；沉淀池531的上端连接有搅拌机533，沉淀池531的上端还通过第四进水管534与清水桶连通，沉淀池531的下端连接有排泥管道。
具体而言，当进行完一次反洗后排水注入沉淀池531中时，通过药剂吸料投加装置532进行投加絮凝剂或化学沉淀药剂，搅拌机533运行进行搅拌混合一段时间后停止，进行重力沉淀或化学沉淀，同时去除废水中悬浮物和硫酸根；最终沉淀池531上层的清水通过第四进水管534注入原水桶210中，沉淀下来的剩余污泥经过沉淀池531底部设置的泥水分离阀后分离出系统外运处理，避免了反洗排水重新排放到水厂前端再次进行处理增加其他处理单元的负荷。
需要说明的是，其中，第一进水管201上的进水自动控制阀门、第一出水管401上的出水自动控制阀门、第三进水管501上的反洗进水自动控制阀门、废水排水管道520上的废水排水自动控制阀门和气管511上的反洗进气自动控制阀门，分别通过控制系统中设定的PLC程序自动打开和关闭。在滤柱结构正常运行和反冲洗运行时分别动作阀门。
作为一个较佳实施方案，滤柱外壳310的顶部连接有遮光罩311，避免阳光照射，引发藻类生长，影响过滤结构300的正常运行。
作为一个较佳实施方案，本申请提供的自养脱氮滤柱一体化装置，还包括智能碱度调节系统600，其通过管道与滤柱外壳310的底部连通，用于调节过滤结构300内部的水的酸碱度。
原水桶210用于暂时存储原水，通过原水泵220，将原水注入原水桶210内，原水桶210内设置高低液位开关，结合控制系统自行控制原水泵220的启停，使原水桶210内一直装有待处理的原水。然后通过进水泵240，流量为1.0m3/h，将原水输送至滤柱结构内进行处理，进水总氮浓度为25mg/L，DO浓度为6.7mg/L，pH为7.2，
滤柱本体主要包括微生物反应载体层340，填充高度为2.4m，载体承托层350采用规格为2-19mm的鹅卵石分3层进行分配，填充高度为0.4m。水气分布层360采用多孔滤砖，大阻力配水配气，第一滤网320、第二滤网330将载体集中包裹起来，采用40目的不锈钢网。
微生物反应载体层340采用自养滤料载体，椭圆球形，粒径分布2-3mm，保障过滤效果和微生物利用效率。污水经过微生物反应载体层340时，载体上附着的微生物利用载体作为营养物质和污水中的硝酸盐氮发生反硝化反应，达到去除硝酸盐的目的。
出水通过第一出水管401一部分输送至清水桶，清水桶容纳大于一次反冲洗的用水量，利用处理后的清水用于滤柱结构的反冲洗用水，剩余的清水进行排放或者进入另一处理单元。
其中，载体承托层350采用硬质碎石，2-19mm规格进行级配分布，不仅起到承托作用，同时能将反冲洗空气进行剪切，补偿过滤面积上的气水分布，使反冲洗的布水布气效果更均匀。
第一滤网320、第二滤网330附着在滤柱外壳310的内部且并列分布，采用40目不锈钢网，将微生物反应载体滤料载体按块分布集中在内，避免载体在剧烈反冲洗的过程中过度膨胀造成流失，同时不会错层到载体承托层350和水气分布层360中。
滤柱结构运行一段时间后，需要进行反冲洗，通过反洗泵500将清水输送到滤柱结构中，进行水反洗，反洗泵500流量为5m3/h。通过反洗空压机510提供气源进行空气清洗，空压机提供压缩空气，气量为0.5m3/min，压力为0.7bar，将滤柱结构内的悬浮物和微生物污泥反洗出来，最终通过排废水经过滤料回收装置540，装置内设水流挡板，将反冲洗过程中携带的滤料由于重力回落到滤柱结构中，反冲洗排水通过废水排水管道520排出，最终经过沉淀池531，当进行完一次反洗后排水注入沉淀池531中时，通过药剂吸料投加装置532进行投加絮凝剂或化学沉淀药剂，搅拌机533运行进行搅拌混合5min后停止，进行重力沉淀或化学沉淀，同时去除废水中悬浮物和硫酸根。
最终沉淀池531上层清水注入原水桶210中，沉淀下来的剩余污泥经过DN80规格的泥水分离阀后分离出系统外运处理，避免了反洗排水重新排放到水厂前端再次进行处理增加其他处理单元的负荷。最终系统出水总氮浓度为2mg/L，其中硝酸盐氮浓度0.4mg/L，DO浓度为0.1mg/L，pH为6.8。系统利用生物膜法去除硝态氮，没有外加碳源的情况下对硝态氮的去除效果良好。
综上所述，本申请实施例提供的自养脱氮滤柱一体化装置，相比于现有技术，至少具有以下优点：
(1)过滤结构300采用生物膜法深度处理去除硝酸盐氮污染物，去除效果好，能使出水硝酸盐氮浓度小于0.5mg/L。
(2)生物脱氮不需投加碳源，运维成本能够节省50％左右，达到了污水厂资源化节约运行，同时改善周围水资源环境，保护周边流域水质和生态平衡具有十分重要的作用。
(3)过滤结构300中，第一滤网320、第二滤网330采用不锈钢网将滤料集中固定，避免了滤料的流失，降低了运行过程中的补充投加量，同时不会发生错层现象造成布水布气系统的堵塞，提高了滤柱的使用寿命。
(4)反洗排水在系统内部进行处理，同时去除反洗废水中悬浮物和硫酸根污染物，最终反洗排水上清液注入原水桶210中进行处理，反洗出的污泥经过沉淀后剩余污泥外运处理，避免了反洗排水重新排放到水厂前端再次进行处理增加其他处理单元的负荷。
(5)模块化的设计，可同时采用多个自养脱氮滤柱一体化装置通过管道串联和并联使用运行，系统集成化程度高，同时能够实现自动系统控制运行、反冲洗、自动取样等操作，可实现无人值守。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，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，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种自养脱氮滤柱一体化装置，其特征在于，包括：箱体、供水组件、过滤结构和储水组件；
所述箱体内依次设置有供水组件、过滤结构和储水组件；
所述供水组件通过第一进水管与所述过滤结构底部的进水端连通，所述储水组件通过第一出水管与所述过滤结构的顶部的出水端连通；
其中，所述过滤结构包括滤柱外壳和滤柱结构；
所述滤柱结构设置在滤柱外壳内，所述滤柱结构包括：第一滤网、第二滤网、微生物反应载体层、载体承托层和水气分布层；
所述水气分布层设置在所述滤柱外壳的底部，所述载体承托层设置在所述水气分布层的上方，第一滤网和第二滤网分别围设在滤柱外壳内且位于所述载体承托层的上方，所述微生物反应载体层分别设置在第一滤网与第二滤网内；
所述第一进水管用以将原水供入至所述微生物反应载体层的底部；
所述第一出水管道用以将所述微生物反应载体层的顶部的清水排出。
2.根据权利要求1所述的自养脱氮滤柱一体化装置，其特征在于，所述供水组件包括原水桶、原水泵、第二进水管和进水泵；
所述原水桶的进水端与第二进水管连接，第二进水管连接有原水泵；
所述原水桶的出水端与第一进水管连接，所述第一进水管上连接有进水泵。
3.根据权利要求1所述的自养脱氮滤柱一体化装置，其特征在于，所述微生物反应载体层采用自养型滤料载体，为粒径为2-3mm的自养滤料，所述载体承托层采用粒径为2-20mm的碎石。
4.根据权利要求2所述的自养脱氮滤柱一体化装置，其特征在于，所述储水组件包括清水桶，所述清水桶通过第一出水管与所述过滤结构的顶部的出水端连通。
5.根据权利要求4所述的自养脱氮滤柱一体化装置，其特征在于，还包括：反冲洗组件，所述反冲洗组件包括：反洗泵和反洗空压机；
所述反洗泵通过第三进水管分别与所述清水桶和所述过滤结构底部的进水端连通；
所述反洗空压机通过气管与所述第三进水管的处于所述反洗泵出水侧的部分连通。
6.根据权利要求5所述的自养脱氮滤柱一体化装置，其特征在于，所述水气分布层采用若干滤砖布置而成，所述反洗空压机通过气管还与所述滤砖连通。
7.根据权利要求5所述的自养脱氮滤柱一体化装置，其特征在于，还包括废水处理装置；所述反冲洗组件还包括废水排水管道，所述废水排水管道分别与所述废水处理装置和所述过滤结构的顶部的出水端连通。
8.根据权利要求1所述的自养脱氮滤柱一体化装置，其特征在于，所述滤柱外壳的顶部连接有遮光罩。
9.根据权利要求1所述的自养脱氮滤柱一体化装置，其特征在于，还包括智能碱度调节系统，其通过管道与所述滤柱外壳的底部连通。
10.根据权利要求7所述的自养脱氮滤柱一体化装置，其特征在于，所述废水处理装置包括沉淀池、药剂吸料投加装置和搅拌机；
所述沉淀池的上端连接有搅拌机，所述沉淀池的上端还通过第四进水管与所述原水桶连通，所述沉淀池的下端连接有排泥管道。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202323272501.9U CN221565918U (zh) | 2023-12-01 | 2023-12-01 | 自养脱氮滤柱一体化装置 |
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| CN221565918U true CN221565918U (zh) | 2024-08-20 |
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2023
- 2023-12-01 CN CN202323272501.9U patent/CN221565918U/zh active Active
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