申请日2019.10.23
公开(公告)日2019.12.13
IPC分类号C02F9/14; C02F101/16
摘要
本发明属于水体处理、沼液废水处理技术领域，公开了一种一体式的沼液废水处理系统。包括依次连接的混凝沉淀单元、短程硝化反硝化厌氧氨氧化单元、沉淀回流单元、缓冲调节单元、反硝化单元、亚硝化单元、二级沉淀回流单元;沉淀回流单元与短程硝化反硝化厌氧氨氧化单元构成回流支路，二级沉淀回流单元与反硝化单元构成回流支路。本发明通过一个集装箱形式的一种一体式的沼液废水处理系统，可随载货车机动灵活的解决各处产生小水量沼液的工厂，无需建设大型的沼液处理设施，减少环保设施占地并节省环保建设费用。本发明的处理系统和处理工艺可以解决沼液及类似废水的污染物处理问题。
权利要求书
1.一种一体式的沼液废水处理系统，其特征是，系统包括依次连接的混凝沉淀单元(7)、短程硝化反硝化厌氧氨氧化单元(1)、沉淀回流单元(2)、缓冲调节单元(3)、反硝化单元(4)、亚硝化单元(5)、二级沉淀回流单元(6);沉淀回流单元(2)与短程硝化反硝化厌氧氨氧化单元(1)构成回流支路，二级沉淀回流单元(6)与反硝化单元(4)构成回流支路;混凝沉淀单元(7)内部设有操作间(30)，操作间(30)底部依次设有曝气风机、三联体槽(9)、混凝配药槽(16)、碳源储槽(17);所述曝气风机接有风机管道与短程硝化反硝化厌氧氨氧化反应槽(31)相连接，短程硝化反硝化厌氧氨氧化反应槽(31)内部的风机管道与其内部的曝气装置相连接，所述沉淀回流单元(2)内部设有顺序连接沉淀回流槽A(32)和电控间(33);所述沉淀回流槽A(32)内部设有溢流堰;所述电控间(33)底部设有依次连接的循环泵A(25)、回流泵A(26)、电控柜(27)、曝气风机A(39);电控间(33)内的曝气风机A(39)风机管道连接至亚硝化槽(36)的曝气装置，电控间(33)内的循环泵A(25)连接沉淀回流槽A(32)上下两端，电控间(33)内的回流泵A(26)连接沉淀回流槽A(32)下端与短程硝化反硝化厌氧氨氧化反应槽(31)上端;所述二级沉淀回流单元(6)内部设有顺序连接沉淀回流槽B(37)和设备间(38);所述沉淀回流槽B(37)内部设有溢流堰;所述设备间(38)底部设有依次连接的循环泵B(42)、回流泵B(43)，设备间(38)内的循环泵B(42)连接沉淀回流槽B(37)上下两端，回流泵B(43)连接沉淀槽B(37)下端与反硝化槽(35)上端。
2.如权利要求1所述的一种一体式的沼液废水处理系统，其特征是，操作间(30)设有进水提升泵和在线仪表检测组，在线仪表检测组探头与短程硝化反硝化厌氧氨氧化反应槽(31)内部相连接;所述短程硝化反硝化厌氧氨氧化反应槽(31)内部还设有搅拌机B(22)和过滤筛网(23);所述电控间(33)内设有线仪表检测组，在线仪表检测组探头与接入亚硝化槽(36)内;缓冲调节单元(3)设有缓冲调节槽(34)，缓冲调节槽(34)设有搅拌器C(40)、内接有接自来水软管、侧壁设有导流板;反硝化单元(4)设有反硝化槽(35)，反硝化槽(35)设有搅拌器D(41)、侧壁设有导流板;亚硝化槽(36)侧壁设有导流板。
3.如权利要求2所述的一种一体式的沼液废水处理系统，其特征是，所述三联体槽(9)内部为除磷槽、沉淀槽、集水槽依次连接，且三联体槽(9)材质为钢;所述三联体槽(9)内部前端设有搅拌机A(10)和沼液废水进水端(20);
所述在线仪表检测组包括氨氮在线仪表(15)、pH在线仪表(14)、溶解氧在线仪表(13)，仪表之间彼此相连接;操作间(30)的在线仪表检测组用于监测短程硝化反硝化厌氧氨氧化反应槽(31)的水质状态;电控间(33)内的在线仪表检测组用于监测亚硝化槽(36)内的水质状态;
所述三联体槽(9)前端设有搅拌器E(10-1)、混凝配药槽(16)设有搅拌器F(10-2)和液位计(12)、加药计，加药计量泵由UPVC管道连接混凝配药槽(16)和三联体槽(9)中的前端第一个槽体;所述碳源储槽(17)设有搅拌器和液位计、计量泵，碳源储槽(17)设有的计量泵与缓冲调节槽(34)相连接，进水提升泵连接三联体槽(9)末端槽体与短程硝化反硝化厌氧氨氧化反应槽(31);
所述短程硝化反硝化厌氧氨氧化反应槽(31)设置在短程硝化反硝化厌氧氨氧化单元(1)，所述短程硝化反硝化厌氧氨氧化反应槽(31)全称为短程硝化反硝化厌氧氨氧化反应槽(31);所述亚硝化槽(36)设置在亚硝化单元(5)。
4.如权利要求3所述的一体式的沼液废水处理系统的处理工艺，其特征是，具体步骤如下：
S1.沼液废水由泵进入混凝沉淀单元(7)，通过混凝沉淀单元(7)主要去除沼液废水中的悬浮物以及对厌氧氨氧化菌具有抑制作用的磷;
S2.经混凝沉淀后的沼液废水通过进水提升泵入到短程硝化反硝化厌氧氨氧化单元(1);该短程硝化反硝化厌氧氨氧化工艺单元(1)工艺参数控制在温度30-38℃、溶解氧0.2-0.5mg/L;该短程硝化反硝化厌氧氨氧化单元(1)内采用转速为60-90转/分钟的机械搅拌器搅拌，短程硝化反硝化厌氧氨氧化单元(1)内置有粒径1-2cm的流动床填料;用以去除总氮和含碳有机物;
S3.由短程硝化反硝化厌氧氨氧化单元(1)出水进入沉淀回流单元(2)，回流比为200%，沉淀回流单元(2)截流菌种及稀释短程硝化反硝化厌氧氨氧化单元(1)的进水污染物负荷，上清液进入缓冲调节单元(3)，通过氨氮在线仪表(15)与电磁阀反馈来开启缓冲调节槽(34)的自来水进水管，通过清水及时调节水质，当解除抑制后电磁阀关闭;
S4.单纯靠短程硝化反硝化厌氧氨氧化单元(1)无法进一步降解总氮和含碳有机物，因此通过反硝化单元(4)与亚硝化单元(5)进一步去除，亚硝化单元(5)可降解过剩碳源并进一步降低氨氮浓度，亚硝态氮200%回流至反硝化形成氮气脱除。
5.如权利要求4所述的一体式的沼液废水处理系统的处理工艺，其特征是，所述步骤S1中混凝沉淀单元(7)所采用的混凝剂为质量浓度为30%-40%的工业三氯化铁溶液，投加比例为沼液废水中总磷质量浓度的30-40倍。
6.如权利要求5所述的一体式的沼液废水处理系统的处理工艺，其特征是，所述步骤S1具体为沼液废水由泵进入沼液操作间的混凝沉淀集水三联体槽(9)，混凝槽上配有转速200r/min的搅拌机，进水的同时由进水泵与混凝剂加药计量泵连锁开启，进行加药除悬浮物、除磷，上清液收集在集水槽，通过液位控制进水提升泵的启停，将沼液输入到短程硝化反硝化厌氧氨氧化单元(1)。
7.如权利要求6所述的一体式的沼液废水处理系统的处理工艺，其特征是，所述步骤S2中填料挂有复合亚硝化、反硝化、厌氧氨氧化的菌膜，菌浓度约5-6kg/m3，填充比例为25%-35%。
8.如权利要求7所述的一体式的沼液废水处理系统的处理工艺，其特征是，所述步骤S3中缓冲调节单元(3)是为防止前段来水水质波动大，产生抑制物冲击下游的处理单元，除此之外缓冲调节单元(3)还用来为后段的反硝化单元(4)提供碳源。
9.如权利要求7所述的一体式的沼液废水处理系统的处理工艺，其特征是，所述步骤S4中反硝化单元(4)由缓冲调节单元(3)通过补充乙酸钠作为碳源，投加量按碳氮比的1:4-5的质量浓度投加;反硝化单元(4)为厌氧环境，内置机械搅拌器搅拌，亚硝化单元(5)设有微孔曝气器，溶解氧控制在2-4mg/L。
说明书
一种一体式的沼液废水处理系统及其处理工艺
技术领域
本发明属于水体处理、沼液废水处理技术领域，本发明涉及一种一体式的沼液废水处理系统及其处理工艺。
背景技术
沼液废水具有高氮、低碳的水质特点。尤其是其中的高游离氨会抑制常规的生物处理方法，通过膜法处理成本高昂并且也没有彻底解决污染物的问题。很多会产生小水量的沼液工厂分部散乱，集中管网并建造整套的污水处理设施是小厂在经济上无法承受的。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种一体式的沼液废水处理系统及其处理工艺。本发明通过一个集装箱形式的一种一体式的沼液废水处理系统，可随载货车机动灵活的解决各处产生小水量沼液的工厂，无需建设大型的沼液处理设施，减少环保设施占地并节省环保建设费用。本发明的处理系统和处理工艺可以解决沼液及类似废水的污染物处理问题。
本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：
一种一体式的沼液废水处理系统：包括依次连接的混凝沉淀单元、短程硝化反硝化厌氧氨氧化单元(SNAD单元)、沉淀回流单元、缓冲调节单元、反硝化单元、亚硝化单元、二级沉淀回流单元;沉淀回流单元与短程硝化反硝化厌氧氨氧化单元构成回流支路，二级沉淀回流单元与反硝化单元构成回流支路;沼液处理系统内设有操作间，操作间底部依次设有曝气风机、三联体槽、混凝配药槽、碳源储槽;所述曝气风机接有风机管道与SNAD反应槽相连接，SNAD反应槽内部的风机管道与其内部的曝气装置相连接，操作间设有进水提升泵和在线仪表检测组，在线仪表检测组探头与SNAD反应槽内部相连接;所述SNAD反应槽内部还设有搅拌机B和过滤筛网;所述沉淀回流单元内部设有顺序连接沉淀回流槽A和电控间;所述沉淀回流槽A内部设有溢流堰;所述电控间底部设有依次连接的循环泵、回流泵、电控柜、曝气风机;电控间内的曝气风机风机管道连接至亚硝化槽的曝气装置，电控间内的循环泵连接沉淀回流槽A上下两端，电控间内的回流泵连接沉淀回流槽A下端与SNAD反应槽上端;电控间内设有线仪表检测组，在线仪表检测组探头与接入亚硝化槽内;缓冲调节单元设有缓冲调节槽，缓冲调节槽设有搅拌器、内接有接自来水软管、侧壁设有导流板;反硝化单元设有反硝化槽，反硝化槽设有搅拌器、侧壁设有导流板;亚硝化槽侧壁设有导流板;所述二级沉淀回流单元内部设有顺序连接沉淀回流槽B和设备间;所述沉淀回流槽B内部设有溢流堰;所述设备间底部设有依次连接的循环泵、回流泵，设备间内的循环泵连接沉淀回流槽B上下两端，回流泵连接沉淀槽B下端与反硝化槽上端。
所述三联体槽内部为除磷槽、沉淀槽、集水槽依次连接，且三联体槽材质为钢;所述三联体槽内部前端设有搅拌机A和沼液废水进水端。
所述在线仪表检测组包括氨氮在线仪表、pH在线仪表、溶解氧在线仪表，仪表之间彼此相连接。操作间的在线仪表检测组用于监测SNAD反应槽的水质状态。电控间内的在线仪表检测组用于监测亚硝化槽内的水质状态。
所述三联体槽前端设有搅拌器、混凝配药槽设有搅拌器和液位计、加药计量泵，加药计量泵由硬质聚氯乙烯(UPVC)管道连接混凝配药槽和三联体槽中的前端第一个槽体。所述碳源储槽设有搅拌器和液位计、计量泵，碳源储槽设有的计量泵与缓冲调节槽相连接。进水提升泵连接三联体槽末端槽体与SNAD反应槽。
所述SNAD反应槽设置在短程硝化反硝化厌氧氨氧化单元，所述SNAD反应槽全称为短程硝化反硝化厌氧氨氧化反应槽。所述亚硝化槽设置在亚硝化单元。
进一步的，所述的风机管道与SNAD反应槽通过法兰相连接。
进一步的，所述的操作间、SNAD反应槽、沉淀回流槽A、电控间、缓冲调节槽、反硝化槽、亚硝化槽、沉淀回流槽B、设备间彼此之间由不锈钢板隔开。所述不锈钢板型号可选用SUS304。
进一步的，所述溢流堰为三角溢流堰。
进一步的，所述操作间内设置有2台曝气风机。
一体式的沼液废水处理系统沼液处理的过程为，沼液进水先进入钢制三联体槽，再由进水提升泵进入SNAD反应槽，沼液在SNAD反应槽反应后通过过滤筛网，沼液进入沉淀回流槽A，SNAD反应槽内的填料被筛网截留。回流沉淀槽A的沼液通过溢流堰自流至缓冲调节槽，缓冲调节槽经缓冲调节后依次自流至反硝化槽、亚硝化槽、回流沉淀槽B，最终出水由回流沉淀槽B的溢流堰排出。
上述一种一体式的沼液废水处理系统处理工艺;具体处理工艺为：
S1.沼液废水由泵进入混凝沉淀单元，通过混凝沉淀单元主要去除沼液废水中的悬浮物以及对厌氧氨氧化菌具有抑制作用的磷;
S2.经混凝沉淀后的沼液废水通过进水提升泵入到短程硝化反硝化厌氧氨氧化单元;该短程硝化反硝化厌氧氨氧化工艺单元工艺参数控制在温度30-38℃、溶解氧0.2-0.5mg/L;该短程硝化反硝化厌氧氨氧化单元内采用转速为60-90转/分钟的机械搅拌器搅拌，短程硝化反硝化厌氧氨氧化单元内置有粒径1-2cm的流动床填料;用以去除总氮和含碳有机物;
S3.由SNAD单元出水进入沉淀回流单元，回流比为200%，沉淀回流单元截流菌种及稀释SNAD单元的进水污染物负荷，上清液进入缓冲调节单元，通过氨氮在线仪表与电磁阀反馈来开启缓冲槽的自来水进水管，通过清水及时调节水质，当解除抑制后电磁阀关闭;
S4.单纯靠SNAD单元无法进一步降解总氮和含碳有机物，因此通过反硝化单元与亚硝化单元进一步去除，亚硝化单元可降解过剩碳源并进一步降低氨氮浓度，亚硝态氮200%回流至反硝化形成氮气脱除。
进一步的，所述步骤S1中混凝沉淀单元所采用的混凝剂为质量浓度为30%-40%的工业三氯化铁溶液，投加比例为沼液废水中总磷质量浓度的30-40倍。
进一步的，所述步骤S1具体为沼液废水由泵进入沼液操作间的混凝沉淀集水三联体槽，混凝槽上配有转速200r/min的搅拌机，进水的同时由进水泵与混凝剂加药计量泵连锁开启，进行加药除悬浮物、除磷，上清液收集在集水槽，通过液位控制进水提升泵的启停，将沼液输入到短程硝化反硝化厌氧氨氧化单元。
进一步的，所述步骤S2中填料挂有复合亚硝化、反硝化、厌氧氨氧化的菌膜，菌浓度约5-6kg/m3，填充比例为25%-35%。
进一步的，所述步骤S3中缓冲调节单元是为防止前段来水水质波动大，产生抑制物冲击下游的的处理单元，除此之外缓冲调节单元还用来为后段的反硝化单元提供碳源。
进一步的，所述步骤S4中反硝化单元由缓冲调节单元通过补充乙酸钠作为碳源，投加量按碳氮比的1:4-5的质量浓度投加;反硝化单元为厌氧环境，内置机械搅拌器搅拌，亚硝化单元设有微孔曝气器，溶解氧控制在2-4mg/L。
本发明与现有技术相比的有益效果是：
(1)、本发明提供的一种一体式的沼液废水处理系统及其处理工艺;可处理沼液1-1.5m3/d，处理沼液总氮浓度1600mg/L，最终出水可达《城镇下水道水质排放标准》。
(2)、本发明提供的一种一体式的沼液废水处理系统及其处理工艺;在短程硝化反硝化厌氧氨氧化单元中：亚硝化菌群与厌氧氨氧化菌群均属于化能自养菌，亚硝化菌利用水中的氧与氨氮进行生物化学反应，可将氨氮转化成能被厌氧氨氧化菌所利用的亚硝态氮，转化过程中分子氧充当电子供体，氨氮为电子受体。厌氧氨氧化菌利用亚硝态氮与污水中的氨氮通过生物化学反应生成氮气排出水体，反应过程中氨氮为电子供体，亚硝态氮为电子受体。整个过程对总氮的理论去除率可达89%，因复合短程硝化菌与反硝化菌会增加总氮的去除率，正常工况下总氮去除率约80%，含碳有机物去除率约20%。
(3)、本发明的技术方案解决了小厂产生的沼液及类似废水的处理问题，占地面积小，机动灵活，适用性强，大大减少各小厂的环保建设投资成本。
(4)、本发明的技术方案解决小水量沼液废水的处理问题，本发明处理系统可以解决常规生物处理工艺方法无法处理的高游离氨沼液废水，并以机动灵活的形式处理各处沼液废水降低了环保占地面积及环保投资成本。可应用于沼液污废水及水质类似的水体处理。（发明人毕博秋;唐立军;李秀婷;于金巧;郭月英）