一种废水脱氮过滤一体化系统的制作方法

一种废水脱氮过滤一体化系统的制作方法

本实用新型属于废水脱氮处理装置,具体为一种废水脱氮过滤一体化系统。

背景技术:

目前,城镇废水处理厂常规脱氮生化处理技术中涉及到硝化作用和反硝化作用,硝化作用需足够的溶解氧do≥2mg/l、合适的水温、足够长的污泥泥龄、合适的ph等;反硝化作用需硝酸盐的存在、缺氧条件do:0.2~0.5mg/l、充足的碳源(能源)、合适的水温、合适的ph等。城镇废水处理厂的废水脱氮生化处理工艺具体为先将含氮浓度较高的废水进行硝化反应,然后再对废水进行硝化反应后得到的硝化液进行反硝化作用,反硝化作用需要在缺氧条件下进行,缺氧条件为do:0.2~0.5mg/l,故硝化液的回流比要求≤400%。但是实际运行中,存在高脱氮率与回流比要求不可调和的矛盾,如果污水需要脱氮率很高,则需要大回流比,回流比过高时会导致硝化液中溶氧量增加,硝化液中溶氧量直接影响反硝化作用,从而大大限制了总氮去除率,而且冬季水温低,微生物活性较低,以及脱氮和除磷效果的相互制约关系,这些因素均降低总氮去除率,故光靠现有的废水脱氮生化处理工艺来进行废水脱氮过滤难以达到总氮指标,从而设计更加精细化的二级生化处理系统来提高总氮去除率势在必行。

技术实现要素:

本实用新型旨在解决背景技术中的技术问题,提供了一种废水脱氮过滤一体化系统。

本实用新型解决其技术问题采用的技术手段是:一种废水脱氮过滤一体化系统,包括生物膜反硝化装置和生物膜硝化装置,生物膜反硝化装置包括敞口的反应仓,反应仓内部从下至上依次设置有滤板、卵石垫层和石英砂滤料层,反应仓的底部与滤板之间设置有用于水平支撑滤板的支撑架,滤板上固定有头部朝上且均匀分布的数个长柄滤头,反应仓的位于支撑架之下侧壁上设置有废水进口,反应仓的位于石英砂滤料层之上的侧壁上设置有过滤水出口;生物膜硝化装置是在生物膜反硝化装置的结构基础上增设单孔膜空气扩散系统形成的,单孔膜空气扩散系统位于卵石垫层与石英砂滤料层之间,反应仓侧壁上设置有与单孔膜空气扩散系统相连的气体进口,生物膜反硝化装置的出水口与生物膜硝化装置的废水进口相连接,生物膜反硝化装置的石英砂滤料层中附着有反硝化菌种生物膜,生物膜硝化装置的石英砂滤料层中附着有硝化菌种生物膜。

废水从生物膜反硝化装置的废水进口进入到反应仓底部,废水上溢依次经过滤板上的长柄滤头、卵石垫层和石英砂滤料层,卵石垫层起到防止石英砂滤料层下漏的作用,废水经过石英砂滤料层时,废水中的硝酸盐经过反硝化菌种生物膜的反硝化作用被去除,石英砂滤料层也能对废水起过滤作用;从生物膜反硝化装置中溢出的一次过滤水从生物膜反硝化装置的过滤水出口流出从生物膜硝化装置的废水进口流入生物膜硝化装置的底部,一次过滤水上溢依次经过生物膜硝化装置的滤板上的长柄滤头、卵石垫层和石英砂滤料层,一次过滤水中的氨氮被氧化成硝酸盐氮,从而保证出水达标,最后达标水从生物膜硝化装置上部的过滤水出口流出;而且可根据水质情况确定是否需要硝化液回流,运行灵活。其中单孔膜空气扩散系统用于曝气,是为了给硝化菌种提供更多的氧气,从而提高硝化菌种的活性,进一步提高硝化作用,保证出水达标。单孔膜空气扩散系统设置为盘管结构,均匀铺覆于卵石垫层上表面,方便均匀曝气,单孔膜空气扩散系统为现有结构是本领域技术人员所熟知的。本实用新型所述的废水脱氮过滤一体化系统是对现有的废水脱氮生化处理工艺出水的进一步脱氮过滤处理,本装置由前段缺氧和后段好氧的两个装置串联而成,成套集成设备,易于规范化设计,全部模块化结构,自动化程度高,运行管理方便,便于维护,高效便捷,适用于不同工程规模。

优选的,生物膜反硝化装置还包括碳氮混合箱,碳氮混合箱设有进液口、出液口和连接计量器的碳源添加口,碳氮混合箱的出液口与生物膜反硝化装置的废水进口相连,碳氮混合箱的进液口连接至废水进水管路。在生物膜反硝化装置进水中加入碳源,是为了保证反硝化细菌的营养供给,保证反硝化作用,其中碳源通常为葡萄糖或醋酸钠。

优选的,生物膜硝化装置的体积为生物膜反硝化装置的体积的三分之一。这样过滤水在生物膜硝化装置中停留时间较短,缩短了过滤时间,在保证硝化作用的同时,提高了过滤效率,降低了运营成本。

优选的,生物膜硝化装置的石英砂滤料层中附着有混合菌种生物膜,混合菌种生物膜是由碳氧化菌种和硝化菌种混合而成的生物膜。混合菌种生物膜中的碳氧化菌种是为了降解水中多余的碳源,进一步保证出水达标。因为生物膜反硝化装置进水中加入了碳源,同时生物膜硝化装置中的混合菌种生物膜中有碳氧化菌种,那么生物膜硝化装置中的碳氧化菌种能够好氧分解生物膜反硝化装置中剩余的碳源,进一步保证出水达标,单孔膜空气扩散系统也能为碳氧化菌种提供更多的氧气,在硝化作用的同时也保证碳化作用的进行。

优选的,废水进口和过滤水出口均设置有截止阀,气体进口上设置有气体流量表和截止阀。废水进口和过滤水出口均设置有截止阀是为了便于控制,气体进口上设置气体流量计是为了更加准确直观得掌握曝气量,避免曝气过多,有效降低运营成本。

优选的,生物膜反硝化装置和生物膜硝化装置的反应仓的位于支撑架之下的侧壁上均设置有反冲洗空气进口和反冲洗进水口,生物膜反硝化装置和生物膜硝化装置的反应仓的位于石英砂滤料层之上的侧壁上均设置有反冲洗排水口。随着过滤的进行,设备水头损失的增长与运行时间成正相关,当水头损失达到极限时,进入反冲洗阶段以恢复设备污水处理能力;通过截止阀将生物膜反硝化装置和生物膜硝化装置的废水进口和过滤水出口等出口全部关闭,反冲洗方式是依次按气洗、气水联合洗以及水洗的顺序进行,这样的反冲洗效果显著,能最大化恢复水头损失,恢复过滤作用。

优选的,反冲洗空气进口、反冲洗进水口、反冲洗排水口上均设置有截止阀。设置截止阀是为了方便管理。具体反洗时,先打开反冲洗空气进口,关闭反冲洗进水口和反冲洗排水口,此时充气进行气洗,然后再打开反冲洗进水口和反冲洗排水口,同时进行气水联合洗;最后关闭反冲洗空气进口,反冲洗进水口和反冲洗排水口依然打开,进行水洗。

优选的,生物膜反硝化装置的反冲洗排水口和过滤水出口是通过一个总出口分流两路形成的,总出口上设置有出水稳流器;生物膜硝化装置的反冲洗排水口和过滤水出口是通过一个总出口分流两路形成的,总出口上设置有出水稳流器。出水稳流器是为了防止冲洗造成石英砂滤料的流失,进而降低设备的保护高度,节省制作成本,节省材料。

优选的,支撑架包括由工字钢焊接而成的水平支撑架和连接在水平支撑架底面的数根支撑腿制成,滤板位于水平支撑架的上表面。工字钢成本较低,而且承重效果好。

优选的,水平支撑架为田字形、日字形或目字形的架体,工字钢的翼板位于水平方向,工字钢的腹板位于竖直方向,工字钢的腹板均匀分布有通气孔。设置通气孔是为了在反冲洗过程中,均衡滤板下表面的气压,保证反冲洗过程的正常运行。

本实用新型的有益效果是:结构简单,成本较低,操作方便;通过生物膜进行硝化或反硝化作用,可处理低浓度污、废水,即作为现有的废水脱氮生化处理工艺的深度处理装置,出水能达到总氮指标;采用石英砂滤料,加强空间过滤作用,将生化反应和过滤两种处理过程合并在同一设备中完成,可省去深度处理中的过滤工段;本实用新型是由前段缺氧与后段好氧装置串联组成,利用微生物缺氧反硝化与好氧碳化/硝化作用去除多余碳源和脱氮,流程简单,运行灵活;本实用新型所述的一体化系统成套集成设备,易于规范化设计,全部模块化结构,高效便捷,适用于不同工程规模;自动化程度高,运行管理方便,便于维护。

附图说明

图1为本实用新型所述生物膜反硝化装置的结构示意图。

图2为本实用新型所述生物膜硝化装置的结构示意图。

图3为本实用新型所述的一种废水脱氮过滤一体化系统的原理示意图(左为生物膜反硝化设备,右为生物膜硝化设备)。

图中:1-反应仓;2-滤板;3-卵石垫层;4-石英砂滤料层;5-支撑架;6-长柄滤头;7-废水进口;8-过滤水出口;9-单孔膜空气扩散系统;10-气体进口;11-碳氮混合箱;12-进液口;13-出液口;14-计量器;15-碳源添加口;16-截止阀;17-气体流量表;18-反冲洗空气进口;19-反冲洗进水口;20-反冲洗排水口;21-出水稳流器;22-通气孔。

具体实施方式

参照图1、2、3,对本实用新型所述的一种废水脱氮过滤一体化系统进行详细说明。

一种废水脱氮过滤一体化系统,如图1和图2所示,包括生物膜反硝化装置和生物膜硝化装置,生物膜反硝化装置包括敞口的反应仓1,反应仓1内部从下至上依次设置有滤板2、卵石垫层3和石英砂滤料层4,反应仓1的底部与滤板2之间设置有用于水平支撑滤板2的支撑架5,滤板2上固定有头部朝上且均匀分布的数个长柄滤头6,反应仓1的位于支撑架5之下侧壁上设置有废水进口7,反应仓1的位于石英砂滤料层4之上的侧壁上设置有过滤水出口8;生物膜硝化装置是在生物膜反硝化装置的结构基础上增设单孔膜空气扩散系统9形成的,单孔膜空气扩散系统9位于卵石垫层3与石英砂滤料层4之间,反应仓1侧壁上设置有与单孔膜空气扩散系统9相连的气体进口10,生物膜反硝化装置的出水口与生物膜硝化装置的废水进口7相连接,生物膜反硝化装置的石英砂滤料层4中附着有反硝化菌种生物膜,生物膜硝化装置的石英砂滤料层4中附着有硝化菌种生物膜。

如图3所示,废水从生物膜反硝化装置的废水进口7进入到反应仓1底部,废水上溢依次经过滤板2上的长柄滤头6、卵石垫层3和石英砂滤料层4,卵石垫层3起到防止石英砂滤料层4下漏的作用,废水经过石英砂滤料层4时,废水中的硝酸盐经过反硝化菌种生物膜的反硝化作用被去除,石英砂滤料层4也能对废水起过滤作用;从生物膜反硝化装置中溢出的一次过滤水从生物膜反硝化装置的过滤水出口8流出从生物膜硝化装置的废水进口7流入生物膜硝化装置的底部,一次过滤水上溢依次经过生物膜硝化装置的滤板2上的长柄滤头6、卵石垫层3和石英砂滤料层4,一次过滤水中的氨氮被氧化成硝酸盐氮,从而保证出水达标,最后达标水从生物膜硝化装置上部的过滤水出口8流出;而且可根据水质情况确定是否需要硝化液回流,运行灵活。其中单孔膜空气扩散系统9用于曝气,是为了给硝化菌种提供更多的氧气,从而提高硝化菌种的活性,进一步提高硝化作用,保证出水达标。单孔膜空气扩散系统9设置为盘管结构,均匀铺覆于卵石垫层3上表面,方便均匀曝气,单孔膜空气扩散系统9为现有结构是本领域技术人员所熟知的。本实用新型所述的废水脱氮过滤一体化系统是对现有的废水脱氮生化处理工艺出水的进一步脱氮过滤处理,本装置由前段缺氧和后段好氧的两个装置串联而成,成套集成设备,易于规范化设计,全部模块化结构,自动化程度高,运行管理方便,便于维护,高效便捷,适用于不同工程规模。

进一步的,作为本实用新型所述的一种废水脱氮过滤一体化系统的一种具体实施方式,生物膜反硝化装置还包括碳氮混合箱11,碳氮混合箱11设有进液口12、出液口13和连接计量器14的碳源添加口15,碳氮混合箱11的出液口13与生物膜反硝化装置的废水进口7相连,碳氮混合箱11的进液口12连接至废水进水管路。在生物膜反硝化装置进水中加入碳源,是为了保证反硝化细菌的营养供给,保证反硝化作用,其中碳源通常为葡萄糖或醋酸钠。具体实施时,碳氮添加口处设置有计量器14,实现精准控制加碳量,以免造成资源浪费,降低运营成本。

进一步的,作为本实用新型所述的一种废水脱氮过滤一体化系统的一种具体实施方式,生物膜硝化装置的体积为生物膜反硝化装置的体积的三分之一。这样过滤水在生物膜硝化装置中停留时间较短,缩短了过滤时间,在保证硝化作用的同时,提高了过滤效率,降低了运营成本。

进一步的,作为本实用新型所述的一种废水脱氮过滤一体化系统的一种具体实施方式,生物膜硝化装置的石英砂滤料层4中附着有混合菌种生物膜,混合菌种生物膜是由碳氧化菌种和硝化菌种混合而成的生物膜。混合菌种生物膜中的碳氧化菌种是为了降解水中多余的碳源,进一步保证出水达标。因为生物膜反硝化装置进水中加入了碳源,同时生物膜硝化装置中的混合菌种生物膜中有碳氧化菌种,那么生物膜硝化装置中的碳氧化菌种能够好氧分解生物膜反硝化装置中剩余的碳源,进一步保证出水达标,单孔膜空气扩散系统也能为碳氧化菌种提供更多的氧气,在硝化作用的同时也保证碳化作用的进行。

进一步的,作为本实用新型所述的一种废水脱氮过滤一体化系统的一种具体实施方式,废水进口7和过滤水出口8均设置有截止阀16,气体进口10上设置有气体流量表17和截止阀16。废水进口7和过滤水出口8均设置有截止阀16是为了便于控制,气体进口10上设置气体流量计是为了更加精准直观得掌握曝气量,避免曝气过多,有效降低运营成本。所述截止阀16具体为气动阀或者电动阀。设置电动阀能方便自动控制。

进一步的,作为本实用新型所述的一种废水脱氮过滤一体化系统的一种具体实施方式,生物膜反硝化装置和生物膜硝化装置的反应仓1的位于支撑架5之下的侧壁上均设置有反冲洗空气进口18和反冲洗进水口19,生物膜反硝化装置和生物膜硝化装置的反应仓1的位于石英砂滤料层4之上的侧壁上均设置有反冲洗排水口20。随着过滤的进行,设备水头损失的增长与运行时间成正相关,当水头损失达到极限时,进入反冲洗阶段以恢复设备污水处理能力;通过截止阀16(所述截止阀16可以具体设置为气动阀或者电动阀)将生物膜反硝化装置和生物膜硝化装置的废水进口7和过滤水出口8等出口全部关闭,反冲洗方式是依次按气洗、气水联合洗以及水洗的顺序进行,这样的反冲洗效果显著,能最大化恢复水头损失,恢复过滤作用。

进一步的,作为本实用新型所述的一种废水脱氮过滤一体化系统的一种具体实施方式,反冲洗空气进口18、反冲洗进水口19、反冲洗排水口20上均设置有截止阀16。所述截止阀16具体为气动阀或者电动阀。设置电动阀能方便自动控制。设置截止阀16是为了方便管理。具体反洗时,先打开反冲洗空气进口18,关闭反冲洗进水口19和反冲洗排水口20,此时充气进行气洗,然后再打开反冲洗进水口19和反冲洗排水口20,同时进行气水联合洗;最后关闭反冲洗空气进口18,反冲洗进水口19和反冲洗排水口20依然打开,进行水洗。

进一步的,作为本实用新型所述的一种废水脱氮过滤一体化系统的一种具体实施方式,生物膜反硝化装置的反冲洗排水口20和过滤水出口8是通过一个总出口分流两路形成的,总出口上设置有出水稳流器21;生物膜硝化装置的反冲洗排水口20和过滤水出口8是通过一个总出口分流两路形成的,总出口上设置有出水稳流器21。出水稳流器21是为了防止冲洗造成石英砂滤料的流失,进而降低设备的保护高度,节省制作成本,节省材料。

进一步的,作为本实用新型所述的一种废水脱氮过滤一体化系统的一种具体实施方式,支撑架5包括由工字钢焊接而成的水平支撑架5和连接在水平支撑架5底面的数根支撑腿制成,滤板2位于水平支撑架5的上表面。工字钢成本较低,而且承重效果好。

进一步的,作为本实用新型所述的一种废水脱氮过滤一体化系统的一种具体实施方式,水平支撑架5为田字形、日字形或目字形的架体,工字钢的翼板位于水平方向,工字钢的腹板位于竖直方向,工字钢的腹板均匀分布有通气孔22。设置通气孔22是为了在反冲洗过程中,均衡滤板2下表面的气压,保证反冲洗过程的正常运行。

以上具体结构和尺寸数据是对本实用新型的较佳实施例进行了具体说明,但本实用新型创造并不限于所述实施例,熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做出种种的等同变形或者替换,这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

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