一种高盐高氨氮污水处理装置及方法与流程
1.本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种高盐高氨氮污水处理装置及方法。
背景技术：
2.高盐氨氮污水属于极难处理的废水种类，氨氮是水体中铵根离子(nh
4+
)及游离氨的总称。一方面，氨氮富含氮素，易造成水体富营养化现象，造成水中溶解氧不足，导致水生生物生长繁殖受阻。另一方面，氨氮中的游离氨对生物的毒害作用较大，且随着水温和ph的升高，毒性增强。氨氮污水主要产生于食品行业及石油化工、稀土矿业、化肥、纺织印染业等工业开采及生产过程。这些工业排放污水成分复杂，含有大量的无机污染物质，如有毒有害金属离子、酸、碱、盐分和悬浮物等含量较高。其中，高盐性(含盐质量分数至少1％)对氨氮的处理效率产生了一定的影响。
3.目前，企业对高盐废水主要采取物化法处理，不但占地面积大、投资多，且治理费用高昂，对企业造成较大的经济负担和一定的成本增长。除此之外，处理高盐氨氮污水还有强化化学混凝沉淀法和高级氧化法，这两种方法也存在效率低，运行费用高，投资高的缺点。
技术实现要素：
4.本发明的目的是为解决现有高盐氨氮污水处理设备效率低以及运行费用高的问题，提供一种高盐高氨氮污水处理装置及方法。
5.本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：一种高盐高氨氮污水处理装置，包括反应器主体、第一内筒、第二内筒、第三内筒、导流筒和曝气盘；
6.所述导流筒置于反应器主体内中心位置，第一内筒、第二内筒和第三内筒由内向外依次套设在导流筒外部；
7.所述第一内筒的下端与反应器主体底部连接，且第一内筒的下端侧壁设置有筛孔，所述第二内筒和第三内筒的下端与反应器主体底部之间具有间隙，且第二内筒和第三内筒的上端面低于第一内筒的上端面；
8.所述导流筒内部以及第一内筒与导流筒之间形成缺氧区，第一内筒与第二内筒之间、第二内筒与第三内筒之间以及第三内筒与反应器主体侧壁之间形成好氧区，第二内筒和第三内筒的上方形成沉降区；
9.所述曝气盘为环形结构，位于第二内筒和第三内筒之间的环形区域下方，其上端面均匀分布有多个曝气器；
10.处理装置还包括硝液回流管、污泥回流管、进水管以及排水口，硝液回流管、污泥回流管以及进水管的上端置于导流筒内，下端伸出反应器主体设置，排水口设置在反应器主体的上部侧壁。
11.作为本发明一种高盐高氨氮污水处理装置的进一步优化：所述导流筒内靠近底部的位置设有提升搅拌器。
12.作为本发明一种高盐高氨氮污水处理装置的进一步优化：所述缺氧区的导流筒内半径与外部半径之比为0.5～1:1。
13.作为本发明一种高盐高氨氮污水处理装置的进一步优化：所述好氧区中升流区面积和降流区面积之比为0.8～1.2:1。
14.作为本发明一种高盐高氨氮污水处理装置的进一步优化：所述曝气盘上每个曝气器均能够单独控制。
15.作为本发明一种高盐高氨氮污水处理装置的进一步优化：所述好氧区和缺氧区的面积之比为1～3:1。
16.作为本发明一种高盐高氨氮污水处理装置的进一步优化：所述反应器主体的顶盖上设置有安全口、第一排气口和第二排气口，第一排气口连接消泡设施。
17.作为本发明一种高盐高氨氮污水处理装置的进一步优化：所述反应器底部设置第一排污口和第二排污口，第一排污口连通至好氧区，第二排污口连通至缺氧区。
18.本发明的污水处理装置具有以下有益效果：
19.1、本发明污水处理装置为缺氧区和好氧区耦合的高效反应器，好氧区内装填有生物载体，好氧污泥经过驯化培养会在生物载体内部生长生物膜，生物膜可以大大提高氨氮的硝化反应，使污水中氨氮高效转化为硝酸根，同时使含盐污水好氧处理效率稳定。缺氧区由于好氧区提供稳定的硝酸根，反硝化反应彻底，硝酸根被反硝化细菌分解为氮气，高盐污水中的氨氮被去除。
20.2、本发明污水处理装置中的好氧区载体流化性能好，传统三相生物流化床为保证载体的充分流化，在不进行回流的情况下必须采用较大的高径比。而本发明的反应器只要升流区面积合适(过小会引起气泡聚合)并保证一定的表观气速，就可实现良好的载体流化。同时，载体在升流区和降流区之间循环流动，所受到的摩擦、剪切力基本相同，不存在传统三相流化床中的载体分层现象，载体流化具有良好的均匀性，这对于生物膜的良好生长十分有利。
21.3、本发明污水处理装置中的好氧区氧传质效率高，传统三相生物流化床内气体全部从反应器顶部逸出，而在本发明的反应器中，液体在升流区和降流区之间循环流动，循环液体将升流管中一些小气泡挟带进入降流区，只有部分气体从顶部逸出，使气-液接触时间延长，故氧利用效率较高。
22.4、本发明污水处理装置的反应器放大设计安装容易，反应器可通过升流区的气速和液体循环速度等参数的控制保证好氧区放大设计后与试验结果相似，与现有的多导流筒耦合好氧流化床反应器相比，导流筒个数明显减少，设计安装更容易。
23.5、本发明污水处理装置的反应器结构可以降低反应器整体高径比，节省能耗，该单元设备具有占地面积小，去除氨氮、总氮及cod效率高。
24.一种高盐高氨氮的污水处理方法：将高盐高氨氮污水由泵打入储水罐中并调节ph值，然后由进水泵转移至上述处理装置中进行生化反应，生化反应后污水进入脱气罐进行气水分离，从脱气罐排出的污水一部分进入沉降罐进行泥水分离，一部分通过硝液回流泵返回处理装置中再进行反硝化反应，从沉降罐底部沉降污泥通过污泥回流泵进入处理装置中缺氧区继续进行生化反应，沉降罐排出的清水达标排放。
25.作为本发明一种高盐高氨氮的污水处理方法的进一步优化：在储水罐中将污水ph
值调至7-8。
26.本发明的污水处理方法具有以下有益效果：
27.1、利用本发明的处理方法处理高盐高氨氮污水时，不用稀释高盐生产污水(即降低高盐污水盐度)，可直接进入生化处理。
28.2、本发明的污水处理方法中全部单元设备密闭处理，有利于恶臭气体的收集和治理，无二次污染。
附图说明
29.图1为本发明污水处理装置(主视图)的内部结构示意图；
30.图2为本发明污水处理装置(俯视图)的内部结构示意图；
31.图3为本发明污水处理装置中缺氧区导流筒内部半径与外部半径标注示意图；
32.图4为本发明污水处理装置中好氧区升流区面积与降流区面积标注示意图；
33.图5为本发明污水处理装置中好氧区面积与缺氧区面积标注示意图；
34.图6为本发明污水处理方法的工艺流程示意图；图中标记：1、反应器主体；2、第一内筒；3、第二内筒；4、第三内筒；5、导流筒；6、搅拌器；7、硝液回流管；8、污泥回流管；9、进水管；10、曝气盘；11a、第一排污口；11b、第二排污口；12、筛孔；13、排水口；14、顶盖；15、安全口；16、第一排气口；17、第二排气口；18、储水罐；19、处理装置；20、脱气罐；21、沉降罐。
具体实施方式
35.为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容并不局限于下面的实施例。
36.《高盐高氨氮污水处理装置》
37.如图1和2所示：一种高盐高氨氮污水处理装置，包括反应器主体1、第一内筒2、第二内筒3、第三内筒4、导流筒5和曝气盘10。
38.导流筒5置于反应器主体1内中心位置，第一内筒2、第二内筒3和第三内筒4由内向外依次套设在导流筒5外部。导流筒5的下端面与反应器主体1的底部之间具有间隙，导流筒5的上端面低于第一内筒2的上端面。
39.第一内筒2与第二内筒3之间、第二内筒3与第三内筒4之间以及第三内筒4与反应器主体1侧壁之间形成好氧区。
40.第一内筒2的下端与反应器主体1底部连接，且第一内筒2的下端侧壁设置有筛孔12，经过反硝化处理的污水通过筛孔12进入好氧区。第二内筒3和第三内筒4的下端与反应器主体1底部之间具有间隙，且第二内筒3和第三内筒4的上端面低于第一内筒2的上端面。
41.导流筒5内部以及第一内筒2与导流筒5之间形成缺氧区，其中，第一内筒2内壁与导流筒5外壁之间为降流区，导流筒5内为升流区，导流筒5内靠近底部的位置设有提升式搅拌器6。处理装置19还包括硝液回流管7、污泥回流管8、进水管9以及排水口13，排水口13设置在反应器主体1的上部侧壁，污水由排水口13收集并排出反应器，排水口13是反应器正常运行的排水口。硝液回流管7、污泥回流管8以及进水管9的上端置于导流筒5内，下端伸出反应器主体1设置。这给导流筒内污水的提升提供部分动力，节省动力消耗。同时使污水和硝化液回流水快速与反硝化生物菌均质混合，减少进水的冲击和提高传质效率，从而提高反应效率。
42.由于好氧区上部面积增大，流速减慢，在第二内筒3和第三内筒4的上方形成沉降区，生物载体和污泥在此与污水分离，载体和污泥返回好氧区继续参与生化反应，载体主要在好氧区的升流区和降流区之间循环流动。
43.曝气盘10为环形结构，位于第二内筒3和第三内筒4之间的环形区域下方，其上端面均匀分布有多个曝气器，曝气盘10上每个曝气器均能够单独控制，以根据实际需求，选择开启部分曝气器进行曝气。
44.反应器主体1的顶盖14上设置有安全口15、第一排气口16和第二排气口17，第一排气口16连接消泡设施。消泡设施能够清除沉降区内的泡沫，保证反应器内液面高度，维护反应器正常运行。
45.反应器主体1底部设置第一排污口11a和第二排污口11b，第一排污口11a连通至好氧区，第二排污口11b连通至缺氧区，两个排污口分别用于排放好氧区和缺氧区的污水，此两个排污口主要用于装置停车检修时污水的排放。
46.缺氧区的导流筒5内半径与外部半径之比为0.5～1:1，其中导流筒5的内半径如图3中a所示，外部半径为缺氧区半径减去导流筒内半径的值，如图3中b所示，上述结构特点能够增强内部循环，提高污水混合程度。
47.好氧区中升流区和降流区面积之比为0.8～1.2:1。好氧区升流区面积指的是图4中c所指示的区域面积(单斜线区域)，好氧区降流区面积指的是图4中d所指示的区域面积
(双斜线区域)，上述结构特点能够增强内部循环，提高氧传质效率。
48.好氧区和缺氧区的面积之比为1～3:1，好氧区的区域面积如图5中e所指示的区域(双斜线区域)，缺氧区的区域面积如图5中f所指示的区域(单斜线区域)，上述结构特点能够提高反应器去除氨氮、总氮及cod效率。
49.《高盐高氨氮污水处理方法》
50.如图6所示：一种高盐高氨氮污水处理方法，将高盐高氨氮污水由泵打入储水罐18中并调节ph值至7-8，然后由进水泵转移至权利要求1所述处理装置19中进行生化反应，生化反应后污水进入脱气罐20进行气水分离，从脱气罐20排出的污水一部分进入沉降罐21进行泥水分离，一部分通过硝液回流泵返回处理装置19中再进行反硝化反应，从沉降罐21底部沉降污泥通过污泥回流泵进入处理装置19中缺氧区继续进行生化反应，沉降罐21排出的清水达标排放。
51.该污水中高盐、高氨氮、高总氮，同时还有cod，反应时间28小时，与现有的高盐污水处理时间60-100小时相比，反应效率大大提高，各设备出水的水质指标记录在下表中。
52.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
技术特征：
1.一种高盐高氨氮污水处理装置，其特征在于：包括反应器主体(1)、第一内筒(2)、第二内筒(3)、第三内筒(4)、导流筒(5)和曝气盘(10)；所述导流筒(5)置于反应器主体(1)内中心位置，第一内筒(2)、第二内筒(3)和第三内筒(4)由内向外依次套设在导流筒(5)外部；所述第一内筒(2)的下端与反应器主体(1)底部连接，且第一内筒(2)的下端侧壁设置有筛孔(12)，所述第二内筒(3)和第三内筒(4)的下端与反应器主体(1)底部之间具有间隙，且第二内筒(3)和第三内筒(4)的上端面低于第一内筒(2)的上端面；所述导流筒(5)内部以及第一内筒(2)与导流筒(5)之间形成缺氧区，第一内筒(2)与第二内筒(3)之间、第二内筒(3)与第三内筒(4)之间以及第三内筒(4)与反应器主体(1)侧壁之间形成好氧区，第二内筒(3)和第三内筒(4)的上方形成沉降区；所述曝气盘(10)为环形结构，位于第二内筒(3)和第三内筒(4)之间的环形区域下方，其上端面均匀分布有多个曝气器；处理装置(19)还包括硝液回流管(7)、污泥回流管(8)、进水管(9)以及排水口(13)，硝液回流管(7)、污泥回流管(8)以及进水管(9)的上端置于导流筒(5)内，下端伸出反应器主体(1)设置，排水口(13)设置在反应器主体(1)的上部侧壁。2.如权利要求1所述高盐高氨氮污水处理装置，其特征在于：所述导流筒(5)内靠近底部的位置设有提升式搅拌器(6)。3.如权利要求1所述高盐高氨氮污水处理装置，其特征在于：所述缺氧区的导流筒(5)内半径与外部半径之比为0.5～1:1。4.如权利要求1所述高盐高氨氮污水处理装置，其特征在于：所述好氧区中升流区面积和降流区面积之比为0.8～1.2:1。5.如权利要求1所述高盐高氨氮污水处理装置，其特征在于：所述曝气盘(10)上每个曝气器均能够单独控制。6.如权利要求1所述高盐高氨氮污水处理装置，其特征在于：所述好氧区和缺氧区的面积之比为1～3:1。7.如权利要求1所述高盐高氨氮污水处理装置，其特征在于：所述反应器主体(1)的顶盖(14)上设置有安全口(15)、第一排气口(16)和第二排气口(17)，第一排气口(16)连接消泡设施。8.如权利要求1所述高盐高氨氮污水处理装置，其特征在于：所述反应器主体(1)底部设置第一排污口(11a)和第二排污口(11b)，第一排污口(11a)连通至好氧区，第二排污口(11b)连通至缺氧区。9.一种高盐高氨氮的污水处理方法，其特征在于：将高盐高氨氮污水由泵打入储水罐(18)中并调节ph值，然后由进水泵转移至权利要求1所述处理装置(19)中进行生化反应，生化反应后污水进入脱气罐(20)进行气水分离，从脱气罐(20)排出的污水一部分进入沉降罐(21)进行泥水分离，一部分通过硝液回流泵返回处理装置(19)中再进行反硝化反应，从沉降罐(21)底部沉降污泥通过污泥回流泵进入处理装置(19)中缺氧区继续进行生化反应，沉降罐(21)排出的清水达标排放。10.如权利要求9所述高盐高氨氮的污水处理方法，其特征在于：在储水罐(18)中将污水ph值调至7-8。
技术总结
本发明公开了一种高盐高氨氮污水处理装置及方法，污水处理装置包括反应器主体、第一内筒、第二内筒、第三内筒、导流筒和曝气盘。将高盐高氨氮污水泵入储水罐中并调节pH值，然后再转移至处理装置中进行生化反应，生化反应后污水进入脱气罐进行气水分离，从脱气罐排出的污水一部分进入沉降罐进行泥水分离，一部分通过硝液回流泵返回处理装置中再进行反硝化反应，从沉降罐底部沉降污泥通过污泥回流泵进入处理装置中缺氧区继续进行生化反应，沉降罐排出的清水达标排放。本发明污水处理装置的反应器结构可以降低反应器整体高径比，节省能耗，去除氨氮、总氮及COD效率高。污水处理方法中全部单元设备密闭处理，有利于恶臭气体的收集和治理，无二次污染。无二次污染。无二次污染。
