公布日：2023.11.21
申请日：2023.08.09
分类号：C02F3/30(2023.01)I;C02F101/38(2006.01)N
摘要
本发明公开了一种废水总氮脱除设备，属于废水处理设备技术领域，包括曝气硝化区，所述曝气硝化区输出端连接到反硝化区；还包括废水缓存罐、二次曝气区和废水预处理模块，所述反硝化区输出端连接到二次曝气区；所述二次曝气区输出端连接到处理水输出管道；所述废水预处理模块包括反硝化罐，所述反硝化罐输入端通过污水预处理罐接入到废水缓存罐；所述第一中间储罐底部通过第一电磁阀接入到第一比例阀输入端，所述第一比例阀另一输入端连接到废水缓存罐；本发明的废水总氮脱除设备，能够降低曝气硝化区有机物处理负荷，节约碳源和碱料，同时保证末端的排出的处理液达到标准。
权利要求书
1.一种废水总氮脱除设备，包括曝气硝化区，所述曝气硝化区输出端连接到反硝化区；其特征在于：还包括：废水缓存罐；二次曝气区，所述反硝化区输出端连接到二次曝气区；所述二次曝气区输出端连接到处理水输出管道；废水预处理模块，所述废水预处理模块包括反硝化罐，所述反硝化罐输入端通过污水预处理罐接入到废水缓存罐；所述废水预处理罐通过阀体接入到曝气硝化区的回流泵；所述反硝化罐输出端连接到第一中间储罐；所述反硝化罐上方通过第一计量阀连接有碱液储罐；所述反硝化罐内侧安装有与酸碱度变送器，所述酸碱度变送器通过控制器与第一计量阀联动；所述第一中间储罐底部通过第一电磁阀接入到第一比例阀输入端，所述第一比例阀另一输入端连接到废水缓存罐；所述第一比例阀输出端通过第一泵体接入到曝气硝化区。
2.根据权利要求1所述的废水总氮脱除设备，其特征在于：还包括架体和沉淀罐；所述沉淀罐设置于架体底部，所述曝气硝化区和反硝化区安装于架体顶部；所述沉淀罐通过隔板分为第一储水区、第二储水区和第三水存储区；所述曝气硝化区输出端通过管道接入到第一储水区；所述反硝化区输出端通过管道接入到第二储水区；所述二次曝气区输出端通过管道接入到第三储水区；所述第二比例阀的两输入端分别连接第一储水区和第二电磁阀输出端；所述第二储水区通过泵体接入到二次曝气区顶部；所述处理水输出管道连接到第三水存储区。
3.根据权利要求2所述的废水总氮脱除设备，其特征在于：所述第一储水区、第二储水区和第三储水区底部设置有污泥回流管线，所述污泥回流管线通过回流泵连接到废水缓存罐。
4.根据权利要求2所述的废水总氮脱除设备，其特征在于：所述第一储水区底部通过回流泵接入到曝气硝化区；所述第二储水区底部通过回流泵接入到反硝化区；所述第三储水区底部通过回流泵接入到二次曝气区。
5.根据权利要求1所述的废水总氮脱除设备，其特征在于：所述架体设置于废水缓存罐一侧，所述废水缓存罐另一侧设置有废水预处理模块。
6.根据权利要求1所述的废水总氮脱除设备，其特征在于：所述二次曝气区处设置有酸碱度调和管线。
7.根据权利要求1所述的废水总氮脱除设备，其特征在于：所述曝气硝化区和二次曝气区处设置有多排管道，每排所述管道上设置有多个曝气头；所述管道一端封闭，另一端延伸出曝气硝化区或二次曝气区，并接入到风管，所述风管连接到压力风机。
8.根据权利要求1所述的废水总氮脱除设备，其特征在于：所述废水预处理模块还包括调剂罐，所述调剂罐输出端通过控制阀连接到第二中间储罐；所述调剂罐输入端接入到废水缓存罐；所述调剂罐上方通过第二计量阀连接有甲醇储罐；所述调剂罐内侧安装有与液位变送器，所述液位变送器通过控制器与第二计量阀联动；所述第二中间储罐底部通过第二电磁阀接入到第二比例阀输入端，所述第二比例阀另一输入端连接到曝气硝化区输出端；所述第二比例阀输出端通过第二泵体接入到反硝化区；所述二次曝气区和反硝化区之间设置有回液泵；所述第二比例阀的两输入端分别连接第一储水区和第二电磁阀输出端。
9.根据权利要求1所述的废水总氮脱除设备，其特征在于：所述反硝化区处设置有独立碳源投加管线。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出了一种废水总氮脱除设备，降低曝气硝化区有机物处理负荷，节省碳源和碱料，且处理水输出经过二次曝气和至少一次回流处理，能够对反应残留的有机污染物进一步去除。
本发明的废水总氮脱除设备，包括曝气硝化区，所述曝气硝化区输出端连接到反硝化区；曝气硝化区先进行曝气，通过曝气去除废水中大部分BOD和COD，同时，曝气将有机氮转换为NH3-N，并通过硝化反应使NH3-N转换为NO3-N，即完成将有机氮先氨化后氧化，硝化反应要消耗碱度，需要向污水中投加定量碱，保证反应顺利进行；完成曝气硝化反应后，污水进入到反硝化区，反硝化区在缺氧条件下，将NO3-N还原为汽态N2，排到大气中；由于曝气硝化区将有机碳转换为NO3-N，因此需要通过碳源管线补充新的碳源，保证反硝化流程正常进行；还包括废水缓存罐；二次曝气区，所述反硝化区输出端连接到二次曝气区；所述二次曝气区输出端连接到处理水输出管道；废水预处理模块，所述废水预处理模块包括反硝化罐，所述反硝化罐输入端通过污水预处理罐接入到废水缓存罐；所述废水预处理罐通过阀体接入到曝气硝化区的回流泵；所述反硝化罐输出端连接到第一中间储罐；所述反硝化罐上方通过第一计量阀连接有碱液储罐；所述反硝化罐内侧安装有与酸碱度变送器，所述酸碱度变送器通过控制器与第一计量阀联动；所述第一中间储罐底部通过第一电磁阀接入到第一比例阀输入端，所述第一比例阀另一输入端连接到废水缓存罐；所述第一比例阀输出端通过第一泵体接入到曝气硝化区；定量的废水先进入到污水预处理罐，并向污水预处理罐内泵入曝气硝化区的定量污泥，先对废水进行硝化预处理，通过污泥将亚硝酸细菌以氧作为电子受体，将氨氮转换为亚硝酸盐，之后，硝酸细菌将亚硝酸盐转换为硝酸盐，预处理后的废水得到进入到反硝化罐，反硝化罐内的反硝化细菌利用各种有机基质作为电子供体，进行缺氧反应，将硝酸盐或亚硝酸盐转换为氮气，经过反硝化罐反应后的污水碱度提高，反硝化罐处理的污水和原污水按比例进入到曝气硝化区，降低曝气硝化区的有机污染物处理压力负荷，且可通过曝气硝化区对反硝化反应残留的有机污染物进一步去除；在反硝化处理的污水投入曝气硝化区之前，通过调制酸碱度，使其能够达到补充消化反应的碱度要求，且完成一次投加混合后，经过曝气硝化区反应一段时间阈值，可通过比例阀单独将第一中间储罐内混合液打入到曝气硝化区，对曝气硝化区持续补充碱度，实现对第一中间储罐内的污水进行持续消耗，同时保证曝气硝化区对污水硝化彻底；进一步地，还包括架体和沉淀罐；所述沉淀罐设置于架体底部，所述曝气硝化区和反硝化区安装于架体顶部；所述沉淀罐通过隔板分为第一储水区、第二储水区和第三水存储区；所述曝气硝化区输出端通过管道接入到第一储水区；所述反硝化区输出端通过管道接入到第二储水区；所述二次曝气区输出端通过管道接入到第三储水区；所述第二比例阀的两输入端分别连接第一储水区和第二电磁阀输出端；所述第二储水区通过泵体接入到二次曝气区顶部；所述处理水输出管道连接到第三水存储区，通过架体分隔为预处理区、污水进水缓冲区、反应区和处理污水存储区。
再进一步地，所述第一储水区、第二储水区和第三储水区底部设置有污泥回流管线，所述污泥回流管线通过回流泵连接到废水缓存罐。
再进一步地，所述第一储水区底部通过回流泵接入到曝气硝化区；所述第二储水区底部通过回流泵接入到反硝化区；所述第三储水区底部通过回流泵接入到二次曝气区。
进一步地，所述架体设置于废水缓存罐一侧，所述废水缓存罐另一侧设置有废水预处理模块。
进一步地，所述二次曝气区处设置有酸碱度调和管线，通过酸碱度调和管线能够调制二次曝气区酸碱度，并通过曝气方式将多余碳源外排。
进一步地，所述曝气硝化区和二次曝气区处设置有多排管道，每排所述管道上设置有多个曝气头；所述管道一端封闭，另一端延伸出曝气硝化区或二次曝气区，并接入到风管，所述风管连接到压力风机，压力风机将空气加压打入到各个曝气头，搅动曝气硝化区水流，提高曝气效率。
进一步地，所述废水预处理模块还包括调剂罐，所述调剂罐输入端接入到废水缓存罐，所述调剂罐输出端通过控制阀连接到第二中间储罐；所述调剂罐上方通过第二计量阀连接有甲醇储罐；所述调剂罐内侧安装有与液位变送器，所述液位变送器通过控制器与第二计量阀联动；所述第二中间储罐底部通过第二电磁阀接入到第二比例阀输入端，所述第二比例阀另一输入端连接到曝气硝化区输出端；所述第二比例阀输出端通过第二泵体接入到反硝化区；所述二次曝气区和反硝化区之间设置有回液泵；所述第二比例阀的两输入端分别连接第一储水区和第二电磁阀输出端；污水送入到调剂罐，液位变送器监测液位值，并根据液位值控制甲醇储罐将定量的甲醇打入到调剂罐，混合充分后，将混合液送入到第二中间储罐暂存，使用时，第二中间储罐下方的第二计量阀配合第二比例阀将定量的混合液和经过消化处理的污水按比例投入到反硝化反应中，污水中含有的碳源和新补入的碳源同时补充反硝化区，使其能够持续进行反硝化处理，经过反硝化区反应一段时间阈值，可通过第二比例阀单独将第二中间储罐内混合液打入到曝气硝化区，对曝气硝化区持续补充碳源，实现对第二中间储罐内的污水进行持续消耗，同时保证反硝化区对污水反硝化处理彻底；完成反硝化处理后，污水进入到二次曝气区，通过二次曝气区将多余的碳源通过曝气氧化和气体溢出方式脱除，同时将污水中少量的有机物通过曝气和酸碱度调节方式进行二次硝化，并将二次硝化后的污水通过回液泵重新送入到反硝化区再次进行反硝化反应，最后，将完成深度处理的污水通过二次曝气区进行二次曝气后外排到第三水存储区，等待生物膜反应器处理，回流反硝化反应时，关闭第二比例阀；当反硝化区在进行回流反硝化处理时，曝气硝化区持续进行曝气硝化，延长曝气硝化反应时间，保证曝气硝化区硝化反应充分，使有机氮充分转换NH3-N，NH3-N完全转换为NO3-N，当曝气硝化区反应完全后，NO3-N通过反硝化区进行反硝化反应或生物膜反应器进行截留，均能够去除废水中的总氮，从而使水体达标排放。
进一步地，所述反硝化区处设置有独立碳源投加管线，由于二次反应碳源消耗量极低，不会造成甲醇大的消耗。
与现有技术相比，本发明的废水总氮脱除设备，具有以下优点：1、降低曝气硝化区有机物处理负荷，通过将部分废水先进行反硝化处理，废水中的有机碳作为反硝化碳源，并将处理后的水通过比例阀与污水按比例混合投入到曝气硝化区，完成部分有机物消化的处理水对废水进行中和，稀释废水中有机物含量，降低曝气硝化区有机物处理负荷，反硝化处理残留的有机污染物通过曝气硝化区进行二次处理；2、节约碳源，直接将废水中的有机碳作为反硝化碳源，用于反硝化罐和反硝化区的碳源，能够大大降低碳源消耗，并在废水中投加定量的甲醇得到混合液，增加废水碳源含量，并通过比例阀按比例抽取定量的曝气硝化处理的废水和混合液进入到反硝化区，从而能够保证反硝化的顺利进行；同时降低直接投入造成的碳源消耗；3、节约碱料，通过反硝化罐反应提高碱度，并通过碱液储罐向反硝化罐投入碱液，将混合液酸碱度调制设定值后，通过比例阀抽取定量的废水和混合液进入到反硝化区，从而能够保证硝化的顺利进行；4、末端二次脱碳，通过设置二次曝气区对未消耗的碳源通过曝气处理将碳源通过曝气氧化和气体溢出方式排出，并调制输出处理水的酸碱值，使末端的处理水可再次进行回流的硝化和反硝化反应。
（发明人：胡志高;高玉星;韩玉美;华帅）