公布日：2023.02.28

申請(qǐng)日：2022.09.27

分類號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/72(2006.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F101/16(2023.01)N

摘要

本發(fā)明具體涉及一種兩級(jí)曝氣生物濾池鋰電廢水脫氮裝置及方法，所述脫氮裝置包括依次設(shè)置的缺氧曝氣生物濾池、酸堿度調(diào)節(jié)池、好氧曝氣生物濾池和清水池，污水先進(jìn)入缺氧曝氣生物濾池進(jìn)行反硝化反應(yīng)，然后流經(jīng)酸堿度調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水體堿度，再進(jìn)入好氧曝氣生物濾池進(jìn)行硝化反應(yīng)，進(jìn)一步去除有機(jī)污染物和硝態(tài)氮，處理后的清水流入至清水池內(nèi)，并采用反沖洗系統(tǒng)對(duì)缺氧曝氣生物濾池和好氧曝氣生物濾池進(jìn)行反沖洗。通過(guò)本發(fā)明所述脫氮裝置的設(shè)計(jì)搭配特定脫氮方法進(jìn)行污水處理，脫氮效率高、出水水質(zhì)好，且運(yùn)行費(fèi)用低。

權(quán)利要求書(shū)

1.一種兩級(jí)曝氣生物濾池鋰電廢水脫氮裝置，其特征在于：包括依次設(shè)置的缺氧曝氣生物濾池、酸堿度調(diào)節(jié)池、好氧曝氣生物濾池和清水池，所述缺氧曝氣生物濾池的下端設(shè)置有進(jìn)水口，所述缺氧曝氣生物濾池和好氧曝氣生物濾池的頂部均設(shè)置有溢流堰，所述酸堿度調(diào)節(jié)池的下端設(shè)置有與好氧曝氣生物濾池連通的過(guò)水孔；所述好氧曝氣生物濾池的底部通過(guò)回流管道設(shè)置有回流泵，所述回流泵的出水端與缺氧曝氣生物濾池的的底部連通，所述清水池的底部設(shè)置有反沖洗系統(tǒng)，所述反沖洗系統(tǒng)的出水端分別與好氧曝氣生物濾池的底部、缺氧曝氣生物濾池的的底部連通。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩級(jí)曝氣生物濾池鋰電廢水脫氮裝置，其特征在于：所述缺氧曝氣生物濾池和好氧曝氣生物濾池內(nèi)均設(shè)置有濾料層，所述濾料層是由陶粒、石英砂、無(wú)煙煤中的一種或幾種組成。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩級(jí)曝氣生物濾池鋰電廢水脫氮裝置，其特征在于：所述缺氧曝氣生物濾池和好氧曝氣生物濾池的底部均設(shè)置有曝氣頭，所述曝氣頭通過(guò)曝氣管與外部的氣泵連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩級(jí)曝氣生物濾池鋰電廢水脫氮裝置，其特征在于：所述酸堿度調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置有PH計(jì)和攪拌裝置。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩級(jí)曝氣生物濾池鋰電廢水脫氮裝置，其特征在于：所述好氧曝氣生物濾池頂部溢流堰的出水側(cè)設(shè)置有水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用于對(duì)水體中的氨氮和總氮含量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種兩級(jí)曝氣生物濾池鋰電廢水脫氮裝置，其特征在于：所述清水池的一端設(shè)置有用于向清水池投加凈化藥劑的加藥泵，所述清水池的底部設(shè)置有污泥排放口。

7.一種兩級(jí)曝氣生物濾池鋰電廢水脫氮方法，其特征在于：所述脫氮方法包括如下步驟：S1、污水由缺氧曝氣生物濾池下端的進(jìn)水口進(jìn)入缺氧曝氣生物濾池進(jìn)行反硝化反應(yīng)，并經(jīng)濾料層截留后的上清液從缺氧曝氣生物濾池的溢流堰流出至酸堿度調(diào)節(jié)池；S2、向酸堿度調(diào)節(jié)池內(nèi)投加堿度調(diào)節(jié)劑，并啟動(dòng)攪拌裝置使其混合均勻，PH計(jì)監(jiān)測(cè)PH值變化達(dá)標(biāo)后，污水經(jīng)酸堿度調(diào)節(jié)池的過(guò)水孔流入至好氧曝氣生物濾池進(jìn)行硝化反應(yīng)；S3、好氧曝氣生物濾池內(nèi)污水流經(jīng)濾料層截留后的上清液從頂部的溢流堰流出至清水池，其中部分污水通過(guò)回流泵和回流管道回流至缺氧曝氣生物濾池的底部進(jìn)行反硝化；S4、清水池內(nèi)的清水經(jīng)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)達(dá)標(biāo)后由出水口排放，其中部分清水經(jīng)反沖洗系統(tǒng)輸送至缺氧生物濾池和好氧生物濾池進(jìn)行反沖洗。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種兩級(jí)曝氣生物濾池鋰電廢水脫氮方法，其特征在于：在步驟S1中，所述缺氧曝氣生物濾池的DO濃度為0.2-0.5mg/L；在步驟S2中，所述好氧曝氣生物濾池的DO濃度大于2mg/L。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種兩級(jí)曝氣生物濾池鋰電廢水脫氮方法，其特征在于：在步驟S2中，所述堿度調(diào)節(jié)劑為碳酸鹽、碳酸氫鹽中的一種或幾種。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種兩級(jí)曝氣生物濾池鋰電廢水脫氮方法，其特征在于：所述堿度調(diào)節(jié)劑的投放量為7.10-7.20kg/kg氨氮。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種兩級(jí)曝氣生物濾池鋰電廢水脫氮裝置及方法，所述脫氮裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、流程短且設(shè)備成本較低，結(jié)合脫氮方法進(jìn)行污水處理，脫氮效率高、出水水質(zhì)好且運(yùn)行費(fèi)用較低。

本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種兩級(jí)曝氣生物濾池鋰電廢水脫氮裝置，包括依次設(shè)置的缺氧曝氣生物濾池、酸堿度調(diào)節(jié)池、好氧曝氣生物濾池和清水池，所述缺氧曝氣生物濾池的下端設(shè)置有進(jìn)水口，所述缺氧曝氣生物濾池和好氧曝氣生物濾池的頂部均設(shè)置有溢流堰，所述酸堿度調(diào)節(jié)池的下端設(shè)置有與好氧曝氣生物濾池連通的過(guò)水孔；所述好氧曝氣生物濾池的底部通過(guò)回流管道設(shè)置有回流泵，所述回流泵的出水端與缺氧曝氣生物濾池的的底部連通，所述清水池的底部設(shè)置有反沖洗系統(tǒng)，所述反沖洗系統(tǒng)的出水端分別與好氧曝氣生物濾池的底部、缺氧曝氣生物濾池的的底部連通。

進(jìn)一步的，所述缺氧曝氣生物濾池和好氧曝氣生物濾池內(nèi)均設(shè)置有濾料層，所述濾料層是由陶粒、石英砂、無(wú)煙煤中的一種或幾種組成。

進(jìn)一步的，所述缺氧曝氣生物濾池和好氧曝氣生物濾池的底部均設(shè)置有曝氣頭，所述曝氣頭通過(guò)曝氣管與外部的氣泵連接。通過(guò)曝氣頭將氣體輸送至缺氧曝氣生物濾池及好氧曝氣生物濾池的底部實(shí)現(xiàn)鼓風(fēng)曝氣，使水氣混合均勻。在缺氧曝氣生物濾池和好氧曝氣生物濾池之間設(shè)置酸堿度調(diào)節(jié)池，相當(dāng)于增設(shè)了一個(gè)酸堿度緩沖系統(tǒng)，能夠避免污水局部堿度過(guò)高影響硝化反應(yīng)，有助于提高該脫氮裝置的脫氮效率。

進(jìn)一步的，所述酸堿度調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置有PH計(jì)和攪拌裝置。在脫氮裝置運(yùn)行時(shí)，向酸堿度調(diào)節(jié)池內(nèi)投加堿度調(diào)節(jié)劑，并開(kāi)啟攪拌裝置使污水與堿度調(diào)節(jié)劑混合均勻，避免局部堿度過(guò)高對(duì)硝化菌造成影響，所述PH計(jì)用于監(jiān)測(cè)水體的PH變化。在本發(fā)明中，所述攪拌裝置為機(jī)械攪拌器或氣體攪拌器。

進(jìn)一步的，所述好氧曝氣生物濾池頂部溢流堰的出水側(cè)設(shè)置有水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)用于對(duì)水體中的氨氮和總氮含量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

進(jìn)一步的，所述清水池的一端設(shè)置有用于向清水池投加凈化藥劑的加藥泵，所述清水池的底部設(shè)置有污泥排放口。

在發(fā)明中，根據(jù)脫氮裝置的實(shí)際運(yùn)行情況設(shè)定水體的氨氮值和總氮值范圍，當(dāng)測(cè)得水體的氨氮值或氨氮值超出設(shè)定范圍時(shí)，則加藥泵開(kāi)啟將凈化藥劑加入至清水池中，利用凈化藥劑的強(qiáng)氧化作用，去除污水中氨氮、總氮等污染物質(zhì)。同時(shí)該請(qǐng)清水池內(nèi)也設(shè)置有攪拌裝置，啟動(dòng)攪拌裝置進(jìn)行攪拌，使凈化藥劑在水中充分混合。當(dāng)測(cè)得的水體氨氮值和總氮值在設(shè)定范圍內(nèi)，脫氮裝置正常正常運(yùn)行。在運(yùn)行一段時(shí)間后需要進(jìn)行排污泥時(shí)，所述清水池內(nèi)的水體靜置沉淀后的污泥通過(guò)污泥排放口排出，降低了清水池內(nèi)污泥上浮的幾率，提高出水水質(zhì)。通過(guò)上述水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)置提高系統(tǒng)運(yùn)行的自動(dòng)化程度控制，減少人為誤判，提高投藥的準(zhǔn)確性。

進(jìn)一步的，所述反沖洗系統(tǒng)包括反沖洗管道以及設(shè)置于反沖洗管道上的反沖洗泵，所述反沖洗管道的一端與清水池連通，所述反沖洗管道的另一端分別與好氧曝氣生物濾池的底部及缺氧曝氣生物濾池的的底部連通。通過(guò)反沖洗系統(tǒng)的設(shè)置對(duì)好氧曝氣生物濾池和缺氧曝氣生物濾池進(jìn)行反沖洗，并使得濾料層得到適度的清潔，提高反應(yīng)活性。

一種兩級(jí)曝氣生物濾池鋰電廢水脫氮方法，所述脫氮方法包括如下步驟：

S1、污水由缺氧曝氣生物濾池下端的進(jìn)水口進(jìn)入缺氧曝氣生物濾池進(jìn)行反硝化反應(yīng)，并經(jīng)濾料層截留后的上清液從缺氧曝氣生物濾池的溢流堰流出至酸堿度調(diào)節(jié)池；

S2、向酸堿度調(diào)節(jié)池內(nèi)投加堿度調(diào)節(jié)劑，并啟動(dòng)攪拌裝置使其混合均勻，PH計(jì)監(jiān)測(cè)PH值變化達(dá)標(biāo)后，污水經(jīng)酸堿度調(diào)節(jié)池的過(guò)水孔流入至好氧曝氣生物濾池進(jìn)行硝化反應(yīng)；

S3、好氧曝氣生物濾池內(nèi)污水流經(jīng)濾料層截留后的上清液從頂部的溢流堰流出至清水池，其中部分污水通過(guò)回流泵和回流管道回流至缺氧曝氣生物濾池的底部進(jìn)行反硝化；

S4、清水池內(nèi)的清水經(jīng)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)達(dá)標(biāo)后由出水口排放，其中部分清水經(jīng)反沖洗系統(tǒng)輸送至缺氧生物濾池和好氧生物濾池進(jìn)行反沖洗。

進(jìn)一步的，所述脫氮方法還包括步驟S5，當(dāng)水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)得水體中的氨氮值和總氮值超出設(shè)定范圍時(shí)，啟動(dòng)加藥泵將凈化藥劑投加至清水池內(nèi)去除水體中的氨氮、總氮等污染物質(zhì)。

進(jìn)一步的，所述缺氧曝氣生物濾池的DO濃度為0.2-0.5mg/L，所述好氧曝氣生物濾池的DO濃度大于2mg/L。

進(jìn)一步的，在步驟S2中，所述堿度調(diào)節(jié)劑為碳酸鹽、碳酸氫鹽中的一種或幾種。

進(jìn)一步的，所述堿度調(diào)節(jié)劑的投放量為7.10-7.20kg/kg氨氮。

在本發(fā)明中，通過(guò)向酸堿度調(diào)節(jié)池內(nèi)投放堿度調(diào)節(jié)劑起到調(diào)節(jié)堿度的作用，堿度變化能夠通過(guò)監(jiān)測(cè)酸堿度調(diào)節(jié)池內(nèi)水體PH得到實(shí)時(shí)監(jiān)控。由于硝化細(xì)菌對(duì)堿度變化非常敏感，因而水體的堿度變化對(duì)好氧生物濾池內(nèi)硝化細(xì)菌的活性影響很大，進(jìn)而影響到硝化反應(yīng)過(guò)程。本發(fā)明通過(guò)設(shè)置酸堿度調(diào)節(jié)池精準(zhǔn)調(diào)節(jié)適宜的水體堿度，顯著提升好氧曝氣生物濾池的硝化反應(yīng)速率，進(jìn)而提高脫氮效率。

進(jìn)一步的，在步驟S3中，好氧曝氣生物濾池部分污水回流至缺氧曝氣生物濾池的回流比為30％-50％，通過(guò)準(zhǔn)確控制回流比能夠保證缺氧曝氣生物濾池的反硝化細(xì)菌穩(wěn)定生長(zhǎng)，反硝化速率適宜。

進(jìn)一步的，在步驟S4中，所述凈化藥劑為活性氯藥劑。

在本發(fā)明中，所述活性氯藥劑優(yōu)選為次氯酸鈉、漂白粉、液氯或二氧化氯。通過(guò)向清水池內(nèi)投加活性氯藥劑，利用活性氯的強(qiáng)氧化作用去除水體中的污染物質(zhì)，起到凈化、消毒的作用，提高出水水質(zhì)。

進(jìn)一步的，所述脫氮方法還包括在步驟S4中，調(diào)節(jié)清水池內(nèi)水體的PH值為8-10，再加入絮凝劑進(jìn)行絮凝沉淀，并通過(guò)機(jī)械攪拌后靜置沉淀將沉淀于清水池底部的污泥由污泥排放口排出。

在本發(fā)明中，所述絮凝劑優(yōu)選為PAC、PAM+、PAM-中的一種或兩種。靜置沉淀的時(shí)間為2-4h。當(dāng)清水池內(nèi)水體的水質(zhì)較差時(shí)，通過(guò)上述絮凝沉淀-靜置沉淀的方式能夠顯著減少水體中的污染物質(zhì)，提高出水水質(zhì)。

在本發(fā)明中，反沖洗水量為清水池總水量的2％-4％，反沖水洗強(qiáng)度為5-6L/(㎡·s)。在本發(fā)明中，利用清水池內(nèi)的清水對(duì)缺氧曝氣生物濾池和好氧曝氣生物濾池進(jìn)行反沖洗，減少了額外的用水量，能夠節(jié)約能耗和降低運(yùn)行費(fèi)用。通過(guò)反沖洗系統(tǒng)的設(shè)計(jì)使濾料層得到適度的清洗，能夠提高反硝化反應(yīng)和硝化反應(yīng)的速率，提高該脫氮方法的脫氮效率。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明公開(kāi)了一種兩級(jí)曝氣生物濾池鋰電廢水脫氮裝置及方法，該裝置通過(guò)在好氧曝氣生物濾池和缺氧曝氣生物濾池之間設(shè)置酸堿度調(diào)節(jié)池，能夠顯著提高硝化反應(yīng)速率。該裝置的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、流程短、設(shè)備成本較低且自動(dòng)化程度高。通過(guò)搭配本發(fā)明的脫氮方法進(jìn)行污水處理，污水處理效果好，脫氮效率高，出水水質(zhì)把控嚴(yán)格，能夠同時(shí)達(dá)到《電池工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB30484-2013)、《廣東省污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(0DB4426-2001)和《無(wú)機(jī)化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB31573-2013)三大排放標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)具有運(yùn)行費(fèi)用低、水力停留時(shí)間短、處理效率高的特點(diǎn)。

（發(fā)明人：鐘永光;戴雙建;張玉巖;秦晶）