公布日：2023.01.06
申請日：2022.09.23
分類號：C02F9/00(2023.01)I;C02F5/02(2006.01)I;C02F11/121(2019.01)I
摘要
本發(fā)明涉及工業(yè)廢水處理技術領域，具體涉及一種用于高硬度、高有機物的含氮污水處理系統(tǒng)及方法，污水處理系統(tǒng)包括按序依次連通的軟化反應單元、缺氧池、好氧池、精濾單元、污泥脫水裝置和濃縮液處理裝置。缺氧池的出水管上設置有射流曝氣裝置；好氧池設置有連通缺氧池的硝化液回流管；好氧池內的液位高于缺氧池內的液位；精濾單元與缺氧池之間設置有污泥回流裝置；污泥脫水裝置與軟化反應單元的排泥管和精濾單元的排泥管連通；污泥脫水裝置的出水管和濃縮液處理裝置的出水管與軟化反應單元連通。射流曝氣裝置能夠對管道內的水流進行曝氣，曝氣更為充分高效。好氧池內的液位高于缺氧池內的液位，好氧池內硝化液能夠在重力作用下回流至缺氧池中。
權利要求書
1.一種用于高硬度、高有機物的含氮污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述污水處理系統(tǒng)包括：軟化反應單元；缺氧池(4)，所述缺氧池(4)的進水管與所述軟化反應單元連通；好氧池(5)，所述好氧池(5)與所述缺氧池(4)的出水管連通，且所述缺氧池(4)的出水管上設置有射流曝氣裝置；所述好氧池(5)還設置有連通所述缺氧池(4)的硝化液回流管(14)；所述好氧池(5)內的液位高于所述缺氧池(4)內的液位，以使所述好氧池(5)內的硝化液能夠在重力作用下回流至所述缺氧池(4)中；精濾單元，所述精濾單元與所述好氧池(5)的出水管連通，所述精濾單元與所述缺氧池(4)之間設置有污泥回流裝置；污泥脫水裝置(9)，所述污泥脫水裝置(9)與所述軟化反應單元的排泥管以及所述精濾單元的排泥管連通；所述污泥脫水裝置(9)的出水管與所述軟化反應單元連通；濃縮液處理裝置(10)，所述濃縮液處理裝置(10)的進水管與所述精濾單元連通，所述濃縮液處理裝置(10)的出水管與所述軟化反應單元連通。
2.根據權利要求1所述的用于高硬度、高有機物的含氮污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述射流曝氣裝置包括鼓風機(13)、射流泵(11)和射流器(12)；所述射流泵(11)的進水管與所述缺氧池(4)的出水管相連通，所述射流泵(11)的出水口與所述射流器(12)的進水管相連通，所述射流器(12)的出水管與所述好氧池(5)的進水管相連通；所述鼓風機(13)的出氣管與所述射流器(12)的進氣管相連通。
3.根據權利要求1或2所述的用于高硬度、高有機物的含氮污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述缺氧池(4)和所述好氧池(5)內均設有液位計。
4.根據權利要求1或2所述的用于高硬度、高有機物的含氮污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述軟化反應單元包括依次連通的調節(jié)池(1)、軟化反應池(2)和初沉池(3)；所述調節(jié)池(1)與所述污泥脫水裝置(9)的出水管以及所述濃縮液處理裝置(10)的出水管連通；所述軟化反應池(2)上設置有加藥管；所述初沉池(3)的出水管與所述缺氧池(4)的進水管連通，所述初沉池(3)的排泥管與所述污泥脫水裝置(9)的進泥管連通。
5.根據權利要求4中任意一項所述的用于高硬度、高有機物的含氮污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述加藥管中投放的軟化藥劑為工業(yè)碳酸鈉。
6.根據權利要求1或2所述的用于高硬度、高有機物的含氮污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述精濾單元包括依次連通的二沉池(6)、超濾裝置(7)和納濾裝置(8)；所述二沉池(6)進水管與所述好氧池(5)的出水管連通；所述二沉池(6)設置有第一排泥口和第二排泥口，所述第一排泥口與所述污泥回流裝置連通，所述第二排泥口與所述污泥脫水裝置(9)連通；所述超濾裝置(7)的排泥口與所述污泥回流裝置連通；所述納濾裝置(8)與所述濃縮液處理裝置(10)的進水管連通。
7.根據權利要求6所述的用于高硬度、高有機物的含氮污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述污泥回流裝置包括第一污泥回流管、第二污泥回流管和污泥回流泵；所述第一污泥回流管將所述缺氧池(4)和所述二沉池(6)連通；所述第二污泥回流管將所述缺氧池(4)和所述超濾裝置(7)連通；所述第一污泥回流管和所述第二污泥回流管上均設置有所述污泥回流泵。
8.根據權利要求1或2所述的用于高硬度、高有機物的含氮污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述污泥脫水裝置(9)能夠將污泥脫水至含水量低于60％后，將干污泥外運填埋處理。
9.根據權利要求1或2所述的用于高硬度、高有機物的含氮污水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述硝化液回流管(14)中的硝化液回流量為300％-400％。
10.一種用于高硬度、高有機物的含氮污水處理方法，其特征在于，所述含氮污水處理方法基于權利要求1-9中任意一項所述的用于高硬度、高有機物的含氮污水處理系統(tǒng)實施，所述含氮污水處理方法包括以下步驟：調質調量及軟化處理：將高硬度、高有機物的含氮污水輸送至所述軟化反應單元，污水經所述軟化反應單元收集并調質調量；向所述軟化反應單元內投加軟化藥劑，使硬度離子發(fā)生化學反應形成沉淀后進行泥水分離；所述軟化反應單元內產生的污泥排入所述污泥脫水裝置(9)進行脫水處理，所述軟化反應單元內的清液進入所述缺氧池(4)；反硝化脫氮處理：在所述缺氧池(4)中，通過反硝化菌進行反硝化脫氮反應，硝態(tài)氮被轉化為氮氣排出；硝化處理：將所述缺氧池(4)的出水輸送至所述射流曝氣裝置，與所述射流曝氣裝置的壓縮空氣充分混合后射流輸送至所述好氧池(5)內，含溶解氧的污水在所述好氧池(5)內通過硝化菌進行硝化反應，污水中的氨氮被轉化為硝態(tài)氮；污水中的有機物降解為二氧化碳和水；同時，所述好氧池(5)的部分硝化液經硝化液回流管(14)回流至所述缺氧池(4)中進行反硝化反應，從而降低污水中的總氮含量；污泥處理：所述好氧池(5)的出水進入所述精濾單元進行泥水分離，所述精濾單元產生的一部分污泥經所述污泥回流裝置回流至所述缺氧池(4)內，另一部分污泥排入所述污泥脫水裝置(9)進行脫水處理，脫水后將干污泥外運填埋；所述污泥脫水裝置(9)的清液回流至所述軟化反應單元；清液過濾處理：將所述精濾單元泥水分離后的清液繼續(xù)進行多次過濾，過濾的出水達標排放或中水回用；將所述精濾單元過濾后的污泥回流至所述缺氧池(4)內；所述精濾單元內的濃縮液進入濃縮液處理裝置(10)處理后回流至所述軟化反應單元。
發(fā)明內容
(一)要解決的技術問題
鑒于現(xiàn)有技術的上述缺點和不足，本發(fā)明提供一種用于高硬度、高有機物的含氮污水處理系統(tǒng)及方法，其解決了現(xiàn)有的曝氣充氧系統(tǒng)能耗高的技術問題。
(二)技術方案
為了達到上述目的，本發(fā)明的用于高硬度、高有機物的含氮污水處理系統(tǒng)包括：
軟化反應單元；
缺氧池，所述缺氧池的進水管與所述軟化反應單元連通；
好氧池，所述好氧池與所述缺氧池的出水管連通，且所述缺氧池的出水管上設置有射流曝氣裝置；所述好氧池還設置有連通所述缺氧池的硝化液回流管；所述好氧池內的液位高于所述缺氧池內的液位，以使所述好氧池內的硝化液能夠在重力作用下回流至所述缺氧池中；
精濾單元，所述精濾單元與所述好氧池的出水管連通，所述精濾單元與所述缺氧池之間設置有污泥回流裝置；
污泥脫水裝置，所述污泥脫水裝置與所述軟化反應單元的排泥管以及所述精濾單元的排泥管連通；所述污泥脫水裝置的出水管與所述軟化反應單元連通；
濃縮液處理裝置，所述濃縮液處理裝置的進水管與所述精濾單元連通，所述濃縮液處理裝置的出水管與所述軟化反應單元連通。
可選地，所述射流曝氣裝置包括鼓風機、射流泵和射流器；所述射流泵的進水管與所述缺氧池的出水管相連通，所述射流泵的出水口與所述射流器的進水管相連通，所述射流器的出水管與所述好氧池的進水管相連通；所述鼓風機的出氣管與所述射流器的進氣管相連通。
可選地，所述缺氧池和所述好氧池內均設有液位計。
可選地，所述軟化反應單元包括依次連通的調節(jié)池、軟化反應池和初沉池；所述調節(jié)池與所述污泥脫水裝置的出水管以及所述濃縮液處理裝置的出水管連通；所述軟化反應池上設置有加藥管；所述初沉池的出水管與所述缺氧池的進水管連通，所述初沉池的排泥管與所述污泥脫水裝置的進泥管連通。
可選地，所述加藥管中投放的軟化藥劑為工業(yè)碳酸鈉。
可選地，所述精濾單元包括依次連通的二沉池、超濾裝置和納濾裝置；所述二沉池進水管與所述好氧池的出水管連通；所述二沉池設置有第一排泥口和第二排泥口，所述第一排泥口與所述污泥回流裝置連通，所述第二排泥口與所述污泥脫水裝置連通；所述超濾裝置的排泥口與所述污泥回流裝置連通；所述納濾裝置與所述濃縮液處理裝置的進水管連通。
可選地，所述污泥回流裝置包括第一污泥回流管、第二污泥回流管和污泥回流泵；所述第一污泥回流管將所述缺氧池和所述二沉池連通；所述第二污泥回流管將所述缺氧池和所述超濾裝置連通；所述第一污泥回流管和所述第二污泥回流管上均設置有所述污泥回流泵。
可選地，所述污泥脫水裝置能夠將污泥脫水至含水量低于60％后，將干污泥外運填埋處理。
可選地，所述硝化液回流管中的硝化液回流量為300％-400％。
進一步地，本發(fā)明還提供一種用于高硬度、高有機物的含氮污水處理方法，所述用于高硬度、高有機物的含氮污水處理方法基于如上所述的用于高硬度、高有機物的含氮污水處理系統(tǒng)實施，所述含氮污水處理方法包括以下步驟：
調質調量及軟化處理：將高硬度、高有機物的含氮污水輸送至所述軟化反應單元，污水經所述軟化反應單元收集并調質調量；向所述軟化反應單元內投加軟化藥劑，使硬度離子發(fā)生化學反應形成沉淀后進行泥水分離；所述軟化反應單元內產生的污泥排入所述污泥脫水裝置進行脫水處理，所述軟化反應單元內的清液進入所述缺氧池；
反硝化脫氮處理：在所述缺氧池中，通過反硝化菌進行反硝化脫氮反應，硝態(tài)氮被轉化為氮氣排出；
硝化處理：將所述缺氧池的出水輸送至所述射流曝氣裝置，與所述射流曝氣裝置的壓縮空氣充分混合后射流輸送至所述好氧池內，含溶解氧的污水在所述好氧池內通過硝化菌進行硝化反應，污水中的氨氮被轉化為硝態(tài)氮；污水中的有機物降解為二氧化碳和水；
同時，所述好氧池的部分硝化液經硝化液回流管回流至所述缺氧池中進行反硝化反應，從而降低污水中的總氮含量；
污泥處理：所述好氧池的出水進入所述精濾單元進行泥水分離，所述精濾單元產生的一部分污泥經所述污泥回流裝置回流至所述缺氧池內，另一部分污泥排入所述污泥脫水裝置進行脫水處理，脫水后將干污泥外運填埋；所述污泥脫水裝置的清液回流至所述軟化反應單元；
清液過濾處理：將所述精濾單元泥水分離后的清液繼續(xù)進行多次過濾，過濾的出水達標排放或中水回用；將所述精濾單元過濾后的污泥回流至所述缺氧池內；所述精濾單元內的濃縮液進入濃縮液處理裝置處理后回流至所述軟化反應單元。
(三)有益效果
本發(fā)明的有益效果是：軟化反應單元能夠對污水中的高硬度物質進行軟化，使得高硬度物質在軟化后也能夠經MBR膜反應器和精濾單元進行過濾，防止硬度物質堵塞膜孔，從而保證MBR膜和精濾膜的高效穩(wěn)定運行。
射流曝氣裝置設置于缺氧池的出水管上，相較于現(xiàn)有技術通過風機對整個好氧池進行曝氣的方式而言，將射流曝氣裝置設置于管道上，能夠直接對管道內的水流進行曝氣，曝氣更為充分、高效；且不會像現(xiàn)有的曝氣方式一樣造成好氧池曝氣不充分或曝氣過于充分的情形，將射流曝氣裝置設置于管道上更易于控制好氧池內的曝氣量。
好氧池內的液位高于缺氧池內的液位，以使好氧池內的硝化液能夠在重力作用下回流至缺氧池中，即運用了連通器原理，從而使得好氧池內的水體能夠被大氣壓壓入缺氧池內，而無需額外通過回流泵抽水進行大回流，更為節(jié)能、經濟和實用。
本發(fā)明的污水處理系統(tǒng)先將污水進行軟化，對資源進行合理的利用；再通過射流曝氣裝置對污水進行充分曝氣，提高了好氧池內有機物的去除率和硝化反應的效率，間接提高了缺氧池內反硝化反應的效率，實現(xiàn)對污水中總氮的高效去除；最后通過精濾單元對泥水進行充分分離，水質達標后排放或中水回用，污泥則脫水后填埋，污泥脫水后的上清液回流至軟化反應單元繼續(xù)進行水質的凈化，從而減少了污泥填埋時帶出的水量，進而保證了達標后排放或中水回用的出水量。本發(fā)明的污水處理系統(tǒng)實現(xiàn)了對資源的合理規(guī)劃與利用，具有運行穩(wěn)定、出水效果好、經濟高效和節(jié)能等優(yōu)點，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。
（發(fā)明人：鄭香鳳;劉勝軍;杜小剛;王方英）
