公布日：2023.11.21

申請日：2023.08.09

分類號：C02F3/30(2023.01)I;C02F101/38(2006.01)N

摘要

本發(fā)明公開了一種廢水總氮脫除設(shè)備，屬于廢水處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，包括曝氣硝化區(qū)，所述曝氣硝化區(qū)輸出端連接到反硝化區(qū)；還包括廢水緩存罐、二次曝氣區(qū)和廢水預(yù)處理模塊，所述反硝化區(qū)輸出端連接到二次曝氣區(qū)；所述二次曝氣區(qū)輸出端連接到處理水輸出管道；所述廢水預(yù)處理模塊包括反硝化罐，所述反硝化罐輸入端通過污水預(yù)處理罐接入到廢水緩存罐；所述第一中間儲罐底部通過第一電磁閥接入到第一比例閥輸入端，所述第一比例閥另一輸入端連接到廢水緩存罐；本發(fā)明的廢水總氮脫除設(shè)備，能夠降低曝氣硝化區(qū)有機(jī)物處理負(fù)荷，節(jié)約碳源和堿料，同時保證末端的排出的處理液達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

權(quán)利要求書

1.一種廢水總氮脫除設(shè)備，包括曝氣硝化區(qū)，所述曝氣硝化區(qū)輸出端連接到反硝化區(qū)；其特征在于：還包括：廢水緩存罐；二次曝氣區(qū)，所述反硝化區(qū)輸出端連接到二次曝氣區(qū)；所述二次曝氣區(qū)輸出端連接到處理水輸出管道；廢水預(yù)處理模塊，所述廢水預(yù)處理模塊包括反硝化罐，所述反硝化罐輸入端通過污水預(yù)處理罐接入到廢水緩存罐；所述廢水預(yù)處理罐通過閥體接入到曝氣硝化區(qū)的回流泵；所述反硝化罐輸出端連接到第一中間儲罐；所述反硝化罐上方通過第一計量閥連接有堿液儲罐；所述反硝化罐內(nèi)側(cè)安裝有與酸堿度變送器，所述酸堿度變送器通過控制器與第一計量閥聯(lián)動；所述第一中間儲罐底部通過第一電磁閥接入到第一比例閥輸入端，所述第一比例閥另一輸入端連接到廢水緩存罐；所述第一比例閥輸出端通過第一泵體接入到曝氣硝化區(qū)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水總氮脫除設(shè)備，其特征在于：還包括架體和沉淀罐；所述沉淀罐設(shè)置于架體底部，所述曝氣硝化區(qū)和反硝化區(qū)安裝于架體頂部；所述沉淀罐通過隔板分為第一儲水區(qū)、第二儲水區(qū)和第三水存儲區(qū)；所述曝氣硝化區(qū)輸出端通過管道接入到第一儲水區(qū)；所述反硝化區(qū)輸出端通過管道接入到第二儲水區(qū)；所述二次曝氣區(qū)輸出端通過管道接入到第三儲水區(qū)；所述第二比例閥的兩輸入端分別連接第一儲水區(qū)和第二電磁閥輸出端；所述第二儲水區(qū)通過泵體接入到二次曝氣區(qū)頂部；所述處理水輸出管道連接到第三水存儲區(qū)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的廢水總氮脫除設(shè)備，其特征在于：所述第一儲水區(qū)、第二儲水區(qū)和第三儲水區(qū)底部設(shè)置有污泥回流管線，所述污泥回流管線通過回流泵連接到廢水緩存罐。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的廢水總氮脫除設(shè)備，其特征在于：所述第一儲水區(qū)底部通過回流泵接入到曝氣硝化區(qū)；所述第二儲水區(qū)底部通過回流泵接入到反硝化區(qū)；所述第三儲水區(qū)底部通過回流泵接入到二次曝氣區(qū)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水總氮脫除設(shè)備，其特征在于：所述架體設(shè)置于廢水緩存罐一側(cè)，所述廢水緩存罐另一側(cè)設(shè)置有廢水預(yù)處理模塊。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水總氮脫除設(shè)備，其特征在于：所述二次曝氣區(qū)處設(shè)置有酸堿度調(diào)和管線。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水總氮脫除設(shè)備，其特征在于：所述曝氣硝化區(qū)和二次曝氣區(qū)處設(shè)置有多排管道，每排所述管道上設(shè)置有多個曝氣頭；所述管道一端封閉，另一端延伸出曝氣硝化區(qū)或二次曝氣區(qū)，并接入到風(fēng)管，所述風(fēng)管連接到壓力風(fēng)機(jī)。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水總氮脫除設(shè)備，其特征在于：所述廢水預(yù)處理模塊還包括調(diào)劑罐，所述調(diào)劑罐輸出端通過控制閥連接到第二中間儲罐；所述調(diào)劑罐輸入端接入到廢水緩存罐；所述調(diào)劑罐上方通過第二計量閥連接有甲醇儲罐；所述調(diào)劑罐內(nèi)側(cè)安裝有與液位變送器，所述液位變送器通過控制器與第二計量閥聯(lián)動；所述第二中間儲罐底部通過第二電磁閥接入到第二比例閥輸入端，所述第二比例閥另一輸入端連接到曝氣硝化區(qū)輸出端；所述第二比例閥輸出端通過第二泵體接入到反硝化區(qū)；所述二次曝氣區(qū)和反硝化區(qū)之間設(shè)置有回液泵；所述第二比例閥的兩輸入端分別連接第一儲水區(qū)和第二電磁閥輸出端。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水總氮脫除設(shè)備，其特征在于：所述反硝化區(qū)處設(shè)置有獨立碳源投加管線。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問題，本發(fā)明提出了一種廢水總氮脫除設(shè)備，降低曝氣硝化區(qū)有機(jī)物處理負(fù)荷，節(jié)省碳源和堿料，且處理水輸出經(jīng)過二次曝氣和至少一次回流處理，能夠?qū)Ψ磻?yīng)殘留的有機(jī)污染物進(jìn)一步去除。

本發(fā)明的廢水總氮脫除設(shè)備，包括曝氣硝化區(qū)，所述曝氣硝化區(qū)輸出端連接到反硝化區(qū)；曝氣硝化區(qū)先進(jìn)行曝氣，通過曝氣去除廢水中大部分BOD和COD，同時，曝氣將有機(jī)氮轉(zhuǎn)換為NH3-N，并通過硝化反應(yīng)使NH3-N轉(zhuǎn)換為NO3-N，即完成將有機(jī)氮先氨化后氧化，硝化反應(yīng)要消耗堿度，需要向污水中投加定量堿，保證反應(yīng)順利進(jìn)行；完成曝氣硝化反應(yīng)后，污水進(jìn)入到反硝化區(qū)，反硝化區(qū)在缺氧條件下，將NO3-N還原為汽態(tài)N2，排到大氣中；由于曝氣硝化區(qū)將有機(jī)碳轉(zhuǎn)換為NO3-N，因此需要通過碳源管線補(bǔ)充新的碳源，保證反硝化流程正常進(jìn)行；還包括廢水緩存罐；二次曝氣區(qū)，所述反硝化區(qū)輸出端連接到二次曝氣區(qū)；所述二次曝氣區(qū)輸出端連接到處理水輸出管道；廢水預(yù)處理模塊，所述廢水預(yù)處理模塊包括反硝化罐，所述反硝化罐輸入端通過污水預(yù)處理罐接入到廢水緩存罐；所述廢水預(yù)處理罐通過閥體接入到曝氣硝化區(qū)的回流泵；所述反硝化罐輸出端連接到第一中間儲罐；所述反硝化罐上方通過第一計量閥連接有堿液儲罐；所述反硝化罐內(nèi)側(cè)安裝有與酸堿度變送器，所述酸堿度變送器通過控制器與第一計量閥聯(lián)動；所述第一中間儲罐底部通過第一電磁閥接入到第一比例閥輸入端，所述第一比例閥另一輸入端連接到廢水緩存罐；所述第一比例閥輸出端通過第一泵體接入到曝氣硝化區(qū)；定量的廢水先進(jìn)入到污水預(yù)處理罐，并向污水預(yù)處理罐內(nèi)泵入曝氣硝化區(qū)的定量污泥，先對廢水進(jìn)行硝化預(yù)處理，通過污泥將亞硝酸細(xì)菌以氧作為電子受體，將氨氮轉(zhuǎn)換為亞硝酸鹽，之后，硝酸細(xì)菌將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)換為硝酸鹽，預(yù)處理后的廢水得到進(jìn)入到反硝化罐，反硝化罐內(nèi)的反硝化細(xì)菌利用各種有機(jī)基質(zhì)作為電子供體，進(jìn)行缺氧反應(yīng)，將硝酸鹽或亞硝酸鹽轉(zhuǎn)換為氮氣，經(jīng)過反硝化罐反應(yīng)后的污水堿度提高，反硝化罐處理的污水和原污水按比例進(jìn)入到曝氣硝化區(qū)，降低曝氣硝化區(qū)的有機(jī)污染物處理壓力負(fù)荷，且可通過曝氣硝化區(qū)對反硝化反應(yīng)殘留的有機(jī)污染物進(jìn)一步去除；在反硝化處理的污水投入曝氣硝化區(qū)之前，通過調(diào)制酸堿度，使其能夠達(dá)到補(bǔ)充消化反應(yīng)的堿度要求，且完成一次投加混合后，經(jīng)過曝氣硝化區(qū)反應(yīng)一段時間閾值，可通過比例閥單獨將第一中間儲罐內(nèi)混合液打入到曝氣硝化區(qū)，對曝氣硝化區(qū)持續(xù)補(bǔ)充堿度，實現(xiàn)對第一中間儲罐內(nèi)的污水進(jìn)行持續(xù)消耗，同時保證曝氣硝化區(qū)對污水硝化徹底；進(jìn)一步地，還包括架體和沉淀罐；所述沉淀罐設(shè)置于架體底部，所述曝氣硝化區(qū)和反硝化區(qū)安裝于架體頂部；所述沉淀罐通過隔板分為第一儲水區(qū)、第二儲水區(qū)和第三水存儲區(qū)；所述曝氣硝化區(qū)輸出端通過管道接入到第一儲水區(qū)；所述反硝化區(qū)輸出端通過管道接入到第二儲水區(qū)；所述二次曝氣區(qū)輸出端通過管道接入到第三儲水區(qū)；所述第二比例閥的兩輸入端分別連接第一儲水區(qū)和第二電磁閥輸出端；所述第二儲水區(qū)通過泵體接入到二次曝氣區(qū)頂部；所述處理水輸出管道連接到第三水存儲區(qū)，通過架體分隔為預(yù)處理區(qū)、污水進(jìn)水緩沖區(qū)、反應(yīng)區(qū)和處理污水存儲區(qū)。

再進(jìn)一步地，所述第一儲水區(qū)、第二儲水區(qū)和第三儲水區(qū)底部設(shè)置有污泥回流管線，所述污泥回流管線通過回流泵連接到廢水緩存罐。

再進(jìn)一步地，所述第一儲水區(qū)底部通過回流泵接入到曝氣硝化區(qū)；所述第二儲水區(qū)底部通過回流泵接入到反硝化區(qū)；所述第三儲水區(qū)底部通過回流泵接入到二次曝氣區(qū)。

進(jìn)一步地，所述架體設(shè)置于廢水緩存罐一側(cè)，所述廢水緩存罐另一側(cè)設(shè)置有廢水預(yù)處理模塊。

進(jìn)一步地，所述二次曝氣區(qū)處設(shè)置有酸堿度調(diào)和管線，通過酸堿度調(diào)和管線能夠調(diào)制二次曝氣區(qū)酸堿度，并通過曝氣方式將多余碳源外排。

進(jìn)一步地，所述曝氣硝化區(qū)和二次曝氣區(qū)處設(shè)置有多排管道，每排所述管道上設(shè)置有多個曝氣頭；所述管道一端封閉，另一端延伸出曝氣硝化區(qū)或二次曝氣區(qū)，并接入到風(fēng)管，所述風(fēng)管連接到壓力風(fēng)機(jī)，壓力風(fēng)機(jī)將空氣加壓打入到各個曝氣頭，攪動曝氣硝化區(qū)水流，提高曝氣效率。

進(jìn)一步地，所述廢水預(yù)處理模塊還包括調(diào)劑罐，所述調(diào)劑罐輸入端接入到廢水緩存罐，所述調(diào)劑罐輸出端通過控制閥連接到第二中間儲罐；所述調(diào)劑罐上方通過第二計量閥連接有甲醇儲罐；所述調(diào)劑罐內(nèi)側(cè)安裝有與液位變送器，所述液位變送器通過控制器與第二計量閥聯(lián)動；所述第二中間儲罐底部通過第二電磁閥接入到第二比例閥輸入端，所述第二比例閥另一輸入端連接到曝氣硝化區(qū)輸出端；所述第二比例閥輸出端通過第二泵體接入到反硝化區(qū)；所述二次曝氣區(qū)和反硝化區(qū)之間設(shè)置有回液泵；所述第二比例閥的兩輸入端分別連接第一儲水區(qū)和第二電磁閥輸出端；污水送入到調(diào)劑罐，液位變送器監(jiān)測液位值，并根據(jù)液位值控制甲醇儲罐將定量的甲醇打入到調(diào)劑罐，混合充分后，將混合液送入到第二中間儲罐暫存，使用時，第二中間儲罐下方的第二計量閥配合第二比例閥將定量的混合液和經(jīng)過消化處理的污水按比例投入到反硝化反應(yīng)中，污水中含有的碳源和新補(bǔ)入的碳源同時補(bǔ)充反硝化區(qū)，使其能夠持續(xù)進(jìn)行反硝化處理，經(jīng)過反硝化區(qū)反應(yīng)一段時間閾值，可通過第二比例閥單獨將第二中間儲罐內(nèi)混合液打入到曝氣硝化區(qū)，對曝氣硝化區(qū)持續(xù)補(bǔ)充碳源，實現(xiàn)對第二中間儲罐內(nèi)的污水進(jìn)行持續(xù)消耗，同時保證反硝化區(qū)對污水反硝化處理徹底；完成反硝化處理后，污水進(jìn)入到二次曝氣區(qū)，通過二次曝氣區(qū)將多余的碳源通過曝氣氧化和氣體溢出方式脫除，同時將污水中少量的有機(jī)物通過曝氣和酸堿度調(diào)節(jié)方式進(jìn)行二次硝化，并將二次硝化后的污水通過回液泵重新送入到反硝化區(qū)再次進(jìn)行反硝化反應(yīng)，最后，將完成深度處理的污水通過二次曝氣區(qū)進(jìn)行二次曝氣后外排到第三水存儲區(qū)，等待生物膜反應(yīng)器處理，回流反硝化反應(yīng)時，關(guān)閉第二比例閥；當(dāng)反硝化區(qū)在進(jìn)行回流反硝化處理時，曝氣硝化區(qū)持續(xù)進(jìn)行曝氣硝化，延長曝氣硝化反應(yīng)時間，保證曝氣硝化區(qū)硝化反應(yīng)充分，使有機(jī)氮充分轉(zhuǎn)換NH3-N，NH3-N完全轉(zhuǎn)換為NO3-N，當(dāng)曝氣硝化區(qū)反應(yīng)完全后，NO3-N通過反硝化區(qū)進(jìn)行反硝化反應(yīng)或生物膜反應(yīng)器進(jìn)行截留，均能夠去除廢水中的總氮，從而使水體達(dá)標(biāo)排放。

進(jìn)一步地，所述反硝化區(qū)處設(shè)置有獨立碳源投加管線，由于二次反應(yīng)碳源消耗量極低，不會造成甲醇大的消耗。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的廢水總氮脫除設(shè)備，具有以下優(yōu)點：1、降低曝氣硝化區(qū)有機(jī)物處理負(fù)荷，通過將部分廢水先進(jìn)行反硝化處理，廢水中的有機(jī)碳作為反硝化碳源，并將處理后的水通過比例閥與污水按比例混合投入到曝氣硝化區(qū)，完成部分有機(jī)物消化的處理水對廢水進(jìn)行中和，稀釋廢水中有機(jī)物含量，降低曝氣硝化區(qū)有機(jī)物處理負(fù)荷，反硝化處理殘留的有機(jī)污染物通過曝氣硝化區(qū)進(jìn)行二次處理；2、節(jié)約碳源，直接將廢水中的有機(jī)碳作為反硝化碳源，用于反硝化罐和反硝化區(qū)的碳源，能夠大大降低碳源消耗，并在廢水中投加定量的甲醇得到混合液，增加廢水碳源含量，并通過比例閥按比例抽取定量的曝氣硝化處理的廢水和混合液進(jìn)入到反硝化區(qū)，從而能夠保證反硝化的順利進(jìn)行；同時降低直接投入造成的碳源消耗；3、節(jié)約堿料，通過反硝化罐反應(yīng)提高堿度，并通過堿液儲罐向反硝化罐投入堿液，將混合液酸堿度調(diào)制設(shè)定值后，通過比例閥抽取定量的廢水和混合液進(jìn)入到反硝化區(qū)，從而能夠保證硝化的順利進(jìn)行；4、末端二次脫碳，通過設(shè)置二次曝氣區(qū)對未消耗的碳源通過曝氣處理將碳源通過曝氣氧化和氣體溢出方式排出，并調(diào)制輸出處理水的酸堿值，使末端的處理水可再次進(jìn)行回流的硝化和反硝化反應(yīng)。

（發(fā)明人：胡志高;高玉星;韓玉美;華帥）