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

本發明公開了一種廢水總氮脫除設備，屬于廢水處理設備技術領域，包括曝氣硝化區，所述曝氣硝化區輸出端連接到反硝化區；還包括廢水緩存罐、二次曝氣區和廢水預處理模塊，所述反硝化區輸出端連接到二次曝氣區；所述二次曝氣區輸出端連接到處理水輸出管道；所述廢水預處理模塊包括反硝化罐，所述反硝化罐輸入端通過污水預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；本發明的廢水總氮脫除設備，能夠降低曝氣硝化區有機物處理負荷，節約碳源和堿料，同時保證末端的排出的處理液達到標準。

權利要求書

1.一種廢水總氮脫除設備，包括曝氣硝化區，所述曝氣硝化區輸出端連接到反硝化區；其特征在于：還包括：廢水緩存罐；二次曝氣區，所述反硝化區輸出端連接到二次曝氣區；所述二次曝氣區輸出端連接到處理水輸出管道；廢水預處理模塊，所述廢水預處理模塊包括反硝化罐，所述反硝化罐輸入端通過污水預處理罐接入到廢水緩存罐；所述廢水預處理罐通過閥體接入到曝氣硝化區的回流泵；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；所述反硝化罐內側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。

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

3.根據權利要求2所述的廢水總氮脫除設備，其特征在于：所述第一儲水區、第二儲水區和第三儲水區底部設置有污泥回流管線，所述污泥回流管線通過回流泵連接到廢水緩存罐。

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

5.根據權利要求1所述的廢水總氮脫除設備，其特征在于：所述架體設置于廢水緩存罐一側，所述廢水緩存罐另一側設置有廢水預處理模塊。

6.根據權利要求1所述的廢水總氮脫除設備，其特征在于：所述二次曝氣區處設置有酸堿度調和管線。

7.根據權利要求1所述的廢水總氮脫除設備，其特征在于：所述曝氣硝化區和二次曝氣區處設置有多排管道，每排所述管道上設置有多個曝氣頭；所述管道一端封閉，另一端延伸出曝氣硝化區或二次曝氣區，并接入到風管，所述風管連接到壓力風機。

8.根據權利要求1所述的廢水總氮脫除設備，其特征在于：所述廢水預處理模塊還包括調劑罐，所述調劑罐輸出端通過控制閥連接到第二中間儲罐；所述調劑罐輸入端接入到廢水緩存罐；所述調劑罐上方通過第二計量閥連接有甲醇儲罐；所述調劑罐內側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；所述二次曝氣區和反硝化區之間設置有回液泵；所述第二比例閥的兩輸入端分別連接第一儲水區和第二電磁閥輸出端。

9.根據權利要求1所述的廢水總氮脫除設備，其特征在于：所述反硝化區處設置有獨立碳源投加管線。

發明內容

為解決上述問題，本發明提出了一種廢水總氮脫除設備，降低曝氣硝化區有機物處理負荷，節省碳源和堿料，且處理水輸出經過二次曝氣和至少一次回流處理，能夠對反應殘留的有機污染物進一步去除。

本發明的廢水總氮脫除設備，包括曝氣硝化區，所述曝氣硝化區輸出端連接到反硝化區；曝氣硝化區先進行曝氣，通過曝氣去除廢水中大部分BOD和COD，同時，曝氣將有機氮轉換為NH3-N，并通過硝化反應使NH3-N轉換為NO3-N，即完成將有機氮先氨化后氧化，硝化反應要消耗堿度，需要向污水中投加定量堿，保證反應順利進行；完成曝氣硝化反應后，污水進入到反硝化區，反硝化區在缺氧條件下，將NO3-N還原為汽態N2，排到大氣中；由于曝氣硝化區將有機碳轉換為NO3-N，因此需要通過碳源管線補充新的碳源，保證反硝化流程正常進行；還包括廢水緩存罐；二次曝氣區，所述反硝化區輸出端連接到二次曝氣區；所述二次曝氣區輸出端連接到處理水輸出管道；廢水預處理模塊，所述廢水預處理模塊包括反硝化罐，所述反硝化罐輸入端通過污水預處理罐接入到廢水緩存罐；所述廢水預處理罐通過閥體接入到曝氣硝化區的回流泵；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；所述反硝化罐內側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；定量的廢水先進入到污水預處理罐，并向污水預處理罐內泵入曝氣硝化區的定量污泥，先對廢水進行硝化預處理，通過污泥將亞硝酸細菌以氧作為電子受體，將氨氮轉換為亞硝酸鹽，之后，硝酸細菌將亞硝酸鹽轉換為硝酸鹽，預處理后的廢水得到進入到反硝化罐，反硝化罐內的反硝化細菌利用各種有機基質作為電子供體，進行缺氧反應，將硝酸鹽或亞硝酸鹽轉換為氮氣，經過反硝化罐反應后的污水堿度提高，反硝化罐處理的污水和原污水按比例進入到曝氣硝化區，降低曝氣硝化區的有機污染物處理壓力負荷，且可通過曝氣硝化區對反硝化反應殘留的有機污染物進一步去除；在反硝化處理的污水投入曝氣硝化區之前，通過調制酸堿度，使其能夠達到補充消化反應的堿度要求，且完成一次投加混合后，經過曝氣硝化區反應一段時間閾值，可通過比例閥單獨將第一中間儲罐內混合液打入到曝氣硝化區，對曝氣硝化區持續補充堿度，實現對第一中間儲罐內的污水進行持續消耗，同時保證曝氣硝化區對污水硝化徹底；進一步地，還包括架體和沉淀罐；所述沉淀罐設置于架體底部，所述曝氣硝化區和反硝化區安裝于架體頂部；所述沉淀罐通過隔板分為第一儲水區、第二儲水區和第三水存儲區；所述曝氣硝化區輸出端通過管道接入到第一儲水區；所述反硝化區輸出端通過管道接入到第二儲水區；所述二次曝氣區輸出端通過管道接入到第三儲水區；所述第二比例閥的兩輸入端分別連接第一儲水區和第二電磁閥輸出端；所述第二儲水區通過泵體接入到二次曝氣區頂部；所述處理水輸出管道連接到第三水存儲區，通過架體分隔為預處理區、污水進水緩沖區、反應區和處理污水存儲區。

再進一步地，所述第一儲水區、第二儲水區和第三儲水區底部設置有污泥回流管線，所述污泥回流管線通過回流泵連接到廢水緩存罐。

再進一步地，所述第一儲水區底部通過回流泵接入到曝氣硝化區；所述第二儲水區底部通過回流泵接入到反硝化區；所述第三儲水區底部通過回流泵接入到二次曝氣區。

進一步地，所述架體設置于廢水緩存罐一側，所述廢水緩存罐另一側設置有廢水預處理模塊。

進一步地，所述二次曝氣區處設置有酸堿度調和管線，通過酸堿度調和管線能夠調制二次曝氣區酸堿度，并通過曝氣方式將多余碳源外排。

進一步地，所述曝氣硝化區和二次曝氣區處設置有多排管道，每排所述管道上設置有多個曝氣頭；所述管道一端封閉，另一端延伸出曝氣硝化區或二次曝氣區，并接入到風管，所述風管連接到壓力風機，壓力風機將空氣加壓打入到各個曝氣頭，攪動曝氣硝化區水流，提高曝氣效率。

進一步地，所述廢水預處理模塊還包括調劑罐，所述調劑罐輸入端接入到廢水緩存罐，所述調劑罐輸出端通過控制閥連接到第二中間儲罐；所述調劑罐上方通過第二計量閥連接有甲醇儲罐；所述調劑罐內側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；所述二次曝氣區和反硝化區之間設置有回液泵；所述第二比例閥的兩輸入端分別連接第一儲水區和第二電磁閥輸出端；污水送入到調劑罐，液位變送器監測液位值，并根據液位值控制甲醇儲罐將定量的甲醇打入到調劑罐，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過消化處理的污水按比例投入到反硝化反應中，污水中含有的碳源和新補入的碳源同時補充反硝化區，使其能夠持續進行反硝化處理，經過反硝化區反應一段時間閾值，可通過第二比例閥單獨將第二中間儲罐內混合液打入到曝氣硝化區，對曝氣硝化區持續補充碳源，實現對第二中間儲罐內的污水進行持續消耗，同時保證反硝化區對污水反硝化處理徹底；完成反硝化處理后，污水進入到二次曝氣區，通過二次曝氣區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物通過曝氣和酸堿度調節方式進行二次硝化，并將二次硝化后的污水通過回液泵重新送入到反硝化區再次進行反硝化反應，最后，將完成深度處理的污水通過二次曝氣區進行二次曝氣后外排到第三水存儲區，等待生物膜反應器處理，回流反硝化反應時，關閉第二比例閥；當反硝化區在進行回流反硝化處理時，曝氣硝化區持續進行曝氣硝化，延長曝氣硝化反應時間，保證曝氣硝化區硝化反應充分，使有機氮充分轉換NH3-N，NH3-N完全轉換為NO3-N，當曝氣硝化區反應完全后，NO3-N通過反硝化區進行反硝化反應或生物膜反應器進行截留，均能夠去除廢水中的總氮，從而使水體達標排放。

進一步地，所述反硝化區處設置有獨立碳源投加管線，由于二次反應碳源消耗量極低，不會造成甲醇大的消耗。

與現有技術相比，本發明的廢水總氮脫除設備，具有以下優點：1、降低曝氣硝化區有機物處理負荷，通過將部分廢水先進行反硝化處理，廢水中的有機碳作為反硝化碳源，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，完成部分有機物消化的處理水對廢水進行中和，稀釋廢水中有機物含量，降低曝氣硝化區有機物處理負荷，反硝化處理殘留的有機污染物通過曝氣硝化區進行二次處理；2、節約碳源，直接將廢水中的有機碳作為反硝化碳源，用于反硝化罐和反硝化區的碳源，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入到反硝化區，從而能夠保證反硝化的順利進行；同時降低直接投入造成的碳源消耗；3、節約堿料，通過反硝化罐反應提高堿度，并通過堿液儲罐向反硝化罐投入堿液，將混合液酸堿度調制設定值后，通過比例閥抽取定量的廢水和混合液進入到反硝化區，從而能夠保證硝化的順利進行；4、末端二次脫碳，通過設置二次曝氣區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，并調制輸出處理水的酸堿值，使末端的處理水可再次進行回流的硝化和反硝化反應。

（發明人：胡志高;高玉星;韓玉美;華帥）