CN107915319A - 一种含氮废水的处理装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种含氮废水(尤指氨氮和以氨氮为主的总氮)的处理装置及方法，包括反应器a(2)、反应器b(3)、反应器c(4)和反应器d(5)，所述的反应器a(2)底部设有进水口a，上部设有出水口a，该出水口a连接反应器b(3)，反应器b(3)底部设有进水口b，上部设有出水口b，该出水口b连接反应器c(4)，反应器c(4)底部设有进水口c，上部设有出水口c和混合液回流口。与现有技术相比，本发明具有结构简单，占地空间小，能有效去除水中污染物质，绿色环保，且拆卸方便，能应用到中试达到验证某些结论的目的等优点。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理，尤其是涉及一种含氮废水(尤指氨氮和以氨氮为主的总氮)的处理装置及方法。
背景技术
COD是指化学需氧量(Chemical Oxygen Demand)，是以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量。污水、污水处理厂出水和受污染的水中，能被强氧化剂氧化的物质(一般为有机物)的氧当量。在河流污染和工业废水性质的研究以及废水处理厂的运行管理中，它是一个重要的而且能较快测定的有机物污染参数，常以符号COD表示。
氨氮是指水中以游离氨(NH3)和铵离子(NH4 +)形式存在的氮。氨氮是水体中的营养素，可导致水富营养化现象产生，是水体中的主要耗氧污染物，对鱼类及某些水生生物有毒害，常以符号NH3-N表示。
总氮是指水中各种形态无机和有机氮的总量，包括NO3 -、NO2 -和NH4 +等无机氮和蛋白质、氨基酸和有机胺等有机氮。水中的总氮含量是衡量水质的重要指标之一，用来评价水体被污染和自净状况,地表水中氮、磷物质超标时，微生物大量繁殖，浮游生物生长旺盛，出现富营养化状态。常被用来表示水体受营养物质污染的程度。常以符号TN表示。
现有环保污水处理的领域中，去除氨氮、总氮的装置和工艺不计其数，有氧化沟、A/O工艺、A2/O工艺、SBR工艺等，各工艺均有其优缺点。氧化沟工艺占地面积大，水力停留时间长；有机负荷低；污泥龄长；只适用于一般城镇生活污水处理厂。A/O工艺没有独立的回流系统；内循环比大占用能耗很大。A2/O工艺反应池容积比很大，占地面积大，污泥内回流量大，能耗较高，用于中小型污水厂费用偏高，沼气回收利用经济效益差。SBR工艺间歇周期运行，对自控要求很高；变水位运行，能耗增大；脱氮除磷效率不高。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种节约能耗的含氮废水(尤指氨氮和以氨氮为主的总氮)的处理装置及方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种含氮废水(尤指氨氮和以氨氮为主的总氮)的处理装置，其特征在于，包括反应器a、反应器b、反应器c和反应器d，所述的反应器a底部设有进水口a，上部设有出水口a，该出水口a连接反应器b，反应器b底部设有进水口b，上部设有出水口b，该出水口b连接反应器c，反应器c底部设有进水口c，上部设有出水口c和混合液回流口，该混合液回流口通过内回流管道返回连接至所述进水口a，所述出水口c连接反应器d，该反应器d上部设有收水堰，底部设有污泥出口，该污泥出口通过外回流管道返回连接至反应器b底部。
所述的反应器a为缺氧反应器，反应器b为好氧反应器、反应器c为好氧反应器，反应器d为二沉池，所述的反应器a、反应器b、反应器c内均设有pH在线监测器和溶解氧在线监测器，各pH在线监测器和溶解氧在线监测器均连接控制器。
所述的反应器a内部安装有搅拌装置，该搅拌装置通过变频电机驱动。
所述的反应器a连接有营养源加料管、酸液加料管和碱液加料管，各加料管上设有电磁阀，各电磁阀均连接控制器。
通过营养源加料管添加营养液包括甲醇；通过酸液加料管添加的酸液包括稀硫酸，通过碱液加料管添加的碱液包括氢氧化钠。
所述的反应器b和反应器c底部均设有微孔曝气盘，各微孔曝气盘通过空气管连接空压机。
所述的反应器d内设有导流筒，所述的出水口c连接至导流筒，通过导流筒进行泥水分离。
所述的内回流管道和外回流管道上均设有电磁阀，各电磁阀均连接控制器。
采用上述装置处理含氮废水(尤指氨氮和以氨氮为主的总氮)的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1污水从反应器a底部进水口a进水，在反应器a内通过搅拌装置将泥水充分混合停留，通过pH在线监测器和溶解氧在线监测器在线监测溶解氧数据和pH值数据，并传递给控制器，通过控制器控制变频电机的转速，以及营养源加料管、酸液加料管和碱液加料管的开关，使污水在缺氧环境下将硝酸盐、亚硝酸盐脱氮转化为氮气排入空中；
2污水从出水口a通过进水口b进入反应器b，通过内部安装的微孔曝气盘将泥水充分混合停留，并提供充足且合适的氧气，通过在线监测的溶解氧数据，并通过控制器控制溶解氧，污水在好氧环境下将有机污染物转换为水和二氧化碳，氨氮转化为硝酸盐、亚硝酸盐；
3污水从出水口b通过进水口c进入反应器c，通过内部安装的微孔曝气盘将泥水充分混合停留，并提供充足且合适的氧气，通过在线监测的溶解氧数据，并通过控制器控制溶解氧，污水在好氧环境下进一步将有机污染物转换为水和二氧化碳，氨氮转化为硝酸盐、亚硝酸盐；
4污水从出水口c进入反应器d，从上部设置的导流筒进水控制流速，在导流筒内泥水分离，污泥沉降至反应器d底部，上清液通过上部的收水堰排出；
5从反应器c上部出口流出的含硝酸盐、亚硝酸盐的混合液通过内回流管道和泵回流至反应器a，去除总氮；
6从反应器d底部排出的污泥通过外回流管道和泵回流至反应器b，补充污泥浓度，去除COD和氨氮。
检测污水中总氮的量，通过控制器控制内回流管道上泵的频率，控制内回流比，有效去除总氮；
检测污水中的COD和氨氮，通过控制器控制外回流管道上泵的频率，控制外回流比，有效去除COD、氨氮。
本发明一种新型污水处理含氮废水(尤指氨氮和以氨氮为主的总氮)的污水处理装置，含氮污水进入反应器a，通过在缺氧环境下将硝酸盐、亚硝酸盐反硝化脱氮成氮气后排入大气。随后进入反应器b和反应器c，通过好氧条件下，将有机污染物COD去除，同时将氨氮转化为硝酸盐和亚硝酸盐，此时反应器c混合液通过泵外回流至反应器a，达到脱氮目的，同时，泥水混合液进入反应器d内的导流筒，通过泥水分离，上清液从收水堰排出,污泥通过泵回流至反应器b。本发明提供的装置，结构简单，占地空间小，能有效去除水中污染物质，绿色环保，且拆卸方便，能应用到中试达到验证某些结论的目的。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1.针对中低浓度含氮有机污染污水，设计缺氧-好氧工艺，减少厌氧工艺段，有效优化占地面积。
2.缺氧反应器和好氧反应器内设有在线溶解氧，通过显示屏显示具体数据，并通过PLC控制，自动控制搅拌器电机频率控制搅拌器转速，达到调节缺氧反应器溶解氧目的，自动控制供氧管道电动阀，达到调节好氧反应器溶解氧目的。
3.缺氧反应器和好氧反应器内设有在线pH，通过显示屏显示具体数据，并通过PLC控制，高点自动加酸，低点自动加碱，达到调节pH目的。
4.根据检测的COD、氨氮、总氮等污染因子数据，通过PLC参数设置，根据水量和浓度自动连续投加外加营养源和内外回流比。
5.在线监测，自动化程度高。
6.此方法的COD去除效果也很可观，达到80％～88％。
附图说明
图1为本发明装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
如图1所示，一种含氮废水(尤指氨氮和以氨氮为主的总氮)的处理装置，包括反应器a2、反应器b3、反应器c4和反应器d5，各反应器底部设有支撑脚1，所述的反应器a2底部设有进水口a，上部设有出水口a，该出水口a连接反应器b3，反应器b3底部设有进水口b，上部设有出水口b，该出水口b连接反应器c4，反应器c4底部设有进水口c，上部设有出水口c和混合液回流口，该混合液回流口通过内回流管道13返回连接至所述进水口a，所述出水口c连接反应器d5，该反应器d5上部设有收水堰10，底部设有污泥出口，该污泥出口通过外回流管道12返回连接至反应器b3底部。
所述的反应器a2为缺氧反应器，反应器b3为好氧反应器、反应器c4为好氧反应器，反应器d5为二沉池，所述的反应器a2、反应器b3、反应器c4内均设有pH在线监测器18和溶解氧在线监测器17，各pH在线监测器18和溶解氧在线监测器17均连接控制器19。所述的反应器a2内部安装有搅拌装置7，该搅拌装置7通过变频电机6驱动。所述的反应器a2连接有营养源加料管14、酸液加料管15和碱液加料管16，各加料管上设有电磁阀，各电磁阀均连接控制器19。通过营养源加料管14添加营养液包括甲醇；通过酸液加料管15添加的酸液包括稀硫酸，通过碱液加料管16添加的碱液包括氢氧化钠。
所述的反应器b3和反应器c4底部均设有微孔曝气盘8，各微孔曝气盘8通过空气管11连接空压机。
所述的反应器d5内设有导流筒9，所述的出水口c连接至导流筒9，通过导流筒9进行泥水分离。
所述的内回流管道13和外回流管道12上均设有电磁阀，各电磁阀均连接控制器19。
采用上述装置处理含氮废水(尤指氨氮和以氨氮为主的总氮)的方法，该方法包括以下步骤：
1.污水从反应器a2底部进水口a进水，在反应器a2内通过搅拌装置7将泥水充分混合停留，通过pH在线监测器18和溶解氧在线监测器17在线监测溶解氧数据和pH值数据，并传递给控制器19，通过控制器19控制变频电机6的转速从而控制溶解氧，以及营养源加料管14、酸液加料管15和碱液加料管16的开关，PLC程序通过数据自动控制，低点加碱，高点加酸，从而达到控制合适pH环境，使污水在缺氧环境下将硝酸盐、亚硝酸盐脱氮转化为氮气排入空中，达到脱氮目的；
2.污水从出水口a通过进水口b进入反应器b3，通过内部安装的微孔曝气盘8将泥水充分混合停留，并提供充足且合适的氧气，通过在线监测的溶解氧数据，并通过控制器19控制溶解氧，污水在好氧环境下将有机污染物转换为水和二氧化碳，氨氮转化为硝酸盐、亚硝酸盐；
3.污水从出水口b通过进水口c进入反应器c4，通过内部安装的微孔曝气盘8将泥水充分混合停留，并提供充足且合适的氧气，通过在线监测的溶解氧数据，并通过控制器19控制溶解氧，污水在好氧环境下进一步将有机污染物转换为水和二氧化碳，氨氮转化为硝酸盐、亚硝酸盐；
4.污水从出水口c进入反应器d5，从上部设置的导流筒9进水控制流速，在导流筒9内泥水分离，污泥沉降至反应器d5底部，上清液通过上部的收水堰10排出；
5.从反应器c4上部出口流出的含硝酸盐、亚硝酸盐的混合液通过内回流管道13和泵回流至反应器a2，去除总氮；
6.从反应器d5底部排出的污泥通过外回流管道12和泵回流至反应器b3，补充污泥浓度，去除COD和氨氮。
检测污水中总氮的量，通过控制器(19)控制内回流管道(13)上泵的频率，控制内回流比，有效去除总氮；
检测污水中的COD和氨氮，通过控制器(19)控制外回流管道(12)上泵的频率，控制外回流比，有效去除COD、氨氮。
Claims (10)
1.一种含氮废水的处理装置，所述含氮废水指含氨氮和以氨氮为主的总氮的废水，其特征在于，包括反应器a(2)、反应器b(3)、反应器c(4)和反应器d(5)，所述的反应器a(2)底部设有进水口a，上部设有出水口a，该出水口a连接反应器b(3)，反应器b(3)底部设有进水口b，上部设有出水口b，该出水口b连接反应器c(4)，反应器c(4)底部设有进水口c，上部设有出水口c和混合液回流口，该混合液回流口通过内回流管道(13)返回连接至所述进水口a，所述出水口c连接反应器d(5)，该反应器d(5)上部设有收水堰(10)，底部设有污泥出口，该污泥出口通过外回流管道(12)返回连接至反应器b(3)底部。
2.根据权利要求1所述的一种含氮废水的处理装置，其特征在于，所述的反应器a(2)为缺氧反应器，反应器b(3)为好氧反应器、反应器c(4)为好氧反应器，反应器d(5)为二沉池，所述的反应器a(2)、反应器b(3)、反应器c(4)内均设有pH在线监测器(18)和溶解氧在线监测器(17)，各pH在线监测器(18)和溶解氧在线监测器(17)均连接控制器(19)。
3.根据权利要求1所述的一种含氮废水的处理装置，其特征在于，所述的反应器a(2)内部安装有搅拌装置(7)，该搅拌装置(7)通过变频电机(6)驱动。
4.根据权利要求2所述的一种含氮废水的处理装置，其特征在于，所述的反应器a(2)连接有营养源加料管(14)、酸液加料管(15)和碱液加料管(16)，各加料管上设有电磁阀，各电磁阀均连接控制器(19)。
5.根据权利要求4所述的一种含氮废水的处理装置，其特征在于，通过营养源加料管(14)添加营养液包括甲醇；通过酸液加料管(15)添加的酸液包括稀硫酸，通过碱液加料管(16)添加的碱液包括氢氧化钠。
6.根据权利要求1所述的一种含氮废水的处理装置，其特征在于，所述的反应器b(3)和反应器c(4)底部均设有微孔曝气盘(8)，各微孔曝气盘(8)通过空气管(11)连接空压机。
7.根据权利要求1所述的一种含氮废水的处理装置，其特征在于，所述的反应器d(5)内设有导流筒(9)，所述的出水口c连接至导流筒(9)，通过导流筒(9)进行泥水分离。
8.根据权利要求2所述的一种含氮废水的处理装置，其特征在于，所述的内回流管道(13)和外回流管道(12)上均设有电磁阀，各电磁阀均连接控制器(19)。
9.一种采用权利要求1～8中任一所述装置处理含氮废水的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)污水从反应器a(2)底部进水口a进水，在反应器a(2)内通过搅拌装置(7)将泥水充分混合停留，通过pH在线监测器(18)和溶解氧在线监测器(17)在线监测溶解氧数据和pH值数据，并传递给控制器(19)，通过控制器(19)控制变频电机(6)的转速，以及营养源加料管(14)、酸液加料管(15)和碱液加料管(16)的开关，使污水在缺氧环境下将硝酸盐、亚硝酸盐脱氮转化为氮气排入空中；
(2)污水从出水口a通过进水口b进入反应器b(3)，通过内部安装的微孔曝气盘(8)将泥水充分混合停留，并提供充足且合适的氧气，通过在线监测的溶解氧数据，并通过控制器(19)控制溶解氧，污水在好氧环境下将有机污染物转换为水和二氧化碳，氨氮转化为硝酸盐、亚硝酸盐；
(3)污水从出水口b通过进水口c进入反应器c(4)，通过内部安装的微孔曝气盘(8)将泥水充分混合停留，并提供充足且合适的氧气，通过在线监测的溶解氧数据，并通过控制器(19)控制溶解氧，污水在好氧环境下进一步将有机污染物转换为水和二氧化碳，氨氮转化为硝酸盐、亚硝酸盐；
(4)污水从出水口c进入反应器d(5)，从上部设置的导流筒(9)进水控制流速，在导流筒(9)内泥水分离，污泥沉降至反应器d(5)底部，上清液通过上部的收水堰(10)排出；
(5)从反应器c(4)上部出口流出的含硝酸盐、亚硝酸盐的混合液通过内回流管道(13)和泵回流至反应器a(2)，去除总氮；
(6)从反应器d(5)底部排出的污泥通过外回流管道(12)和泵回流至反应器b(3)，补充污泥浓度，去除COD和氨氮。
10.根据权利要求9所述的一种含氮废水的处理方法，其特征在于，检测污水中总氮的量，通过控制器(19)控制内回流管道(13)上泵的频率，控制内回流比，有效去除总氮；
检测污水中的COD和氨氮，通过控制器(19)控制外回流管道(12)上泵的频率，控制外回流比，有效去除COD、氨氮。
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