公布日：2023.02.28
申請日：2022.09.27
分類(lèi)號：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/72(2006.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F101/16(2023.01)N
摘要
本發(fā)明具體涉及一種兩級曝氣生物濾池鋰電廢水脫氮裝置及方法，所述脫氮裝置包括依次設置的缺氧曝氣生物濾池、酸堿度調節池、好氧曝氣生物濾池和清水池，污水先進(jìn)入缺氧曝氣生物濾池進(jìn)行反硝化反應，然后流經(jīng)酸堿度調節池調節水體堿度，再進(jìn)入好氧曝氣生物濾池進(jìn)行硝化反應，進(jìn)一步去除有機污染物和硝態(tài)氮，處理后的清水流入至清水池內，并采用反沖洗系統對缺氧曝氣生物濾池和好氧曝氣生物濾池進(jìn)行反沖洗。通過(guò)本發(fā)明所述脫氮裝置的設計搭配特定脫氮方法進(jìn)行污水處理，脫氮效率高、出水水質(zhì)好，且運行費用低。
權利要求書(shū)
1.一種兩級曝氣生物濾池鋰電廢水脫氮裝置，其特征在于：包括依次設置的缺氧曝氣生物濾池、酸堿度調節池、好氧曝氣生物濾池和清水池，所述缺氧曝氣生物濾池的下端設置有進(jìn)水口，所述缺氧曝氣生物濾池和好氧曝氣生物濾池的頂部均設置有溢流堰，所述酸堿度調節池的下端設置有與好氧曝氣生物濾池連通的過(guò)水孔；所述好氧曝氣生物濾池的底部通過(guò)回流管道設置有回流泵，所述回流泵的出水端與缺氧曝氣生物濾池的的底部連通，所述清水池的底部設置有反沖洗系統，所述反沖洗系統的出水端分別與好氧曝氣生物濾池的底部、缺氧曝氣生物濾池的的底部連通。
2.根據權利要求1所述的一種兩級曝氣生物濾池鋰電廢水脫氮裝置，其特征在于：所述缺氧曝氣生物濾池和好氧曝氣生物濾池內均設置有濾料層，所述濾料層是由陶粒、石英砂、無(wú)煙煤中的一種或幾種組成。
3.根據權利要求1所述的一種兩級曝氣生物濾池鋰電廢水脫氮裝置，其特征在于：所述缺氧曝氣生物濾池和好氧曝氣生物濾池的底部均設置有曝氣頭，所述曝氣頭通過(guò)曝氣管與外部的氣泵連接。
4.根據權利要求1所述的一種兩級曝氣生物濾池鋰電廢水脫氮裝置，其特征在于：所述酸堿度調節池內設置有PH計和攪拌裝置。
5.根據權利要求1所述的一種兩級曝氣生物濾池鋰電廢水脫氮裝置，其特征在于：所述好氧曝氣生物濾池頂部溢流堰的出水側設置有水質(zhì)在線(xiàn)監測系統，所述水質(zhì)在線(xiàn)監測系統用于對水體中的氨氮和總氮含量進(jìn)行實(shí)時(shí)監測。
6.根據權利要求1所述的一種兩級曝氣生物濾池鋰電廢水脫氮裝置，其特征在于：所述清水池的一端設置有用于向清水池投加凈化藥劑的加藥泵，所述清水池的底部設置有污泥排放口。
7.一種兩級曝氣生物濾池鋰電廢水脫氮方法，其特征在于：所述脫氮方法包括如下步驟：S1、污水由缺氧曝氣生物濾池下端的進(jìn)水口進(jìn)入缺氧曝氣生物濾池進(jìn)行反硝化反應，并經(jīng)濾料層截留后的上清液從缺氧曝氣生物濾池的溢流堰流出至酸堿度調節池；S2、向酸堿度調節池內投加堿度調節劑，并啟動(dòng)攪拌裝置使其混合均勻，PH計監測PH值變化達標后，污水經(jīng)酸堿度調節池的過(guò)水孔流入至好氧曝氣生物濾池進(jìn)行硝化反應；S3、好氧曝氣生物濾池內污水流經(jīng)濾料層截留后的上清液從頂部的溢流堰流出至清水池，其中部分污水通過(guò)回流泵和回流管道回流至缺氧曝氣生物濾池的底部進(jìn)行反硝化；S4、清水池內的清水經(jīng)水質(zhì)在線(xiàn)監測系統檢測達標后由出水口排放，其中部分清水經(jīng)反沖洗系統輸送至缺氧生物濾池和好氧生物濾池進(jìn)行反沖洗。
8.根據權利要求7所述的一種兩級曝氣生物濾池鋰電廢水脫氮方法，其特征在于：在步驟S1中，所述缺氧曝氣生物濾池的DO濃度為0.2-0.5mg/L；在步驟S2中，所述好氧曝氣生物濾池的DO濃度大于2mg/L。
9.根據權利要求7所述的一種兩級曝氣生物濾池鋰電廢水脫氮方法，其特征在于：在步驟S2中，所述堿度調節劑為碳酸鹽、碳酸氫鹽中的一種或幾種。
10.根據權利要求8所述的一種兩級曝氣生物濾池鋰電廢水脫氮方法，其特征在于：所述堿度調節劑的投放量為7.10-7.20kg/kg氨氮。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了解決上述現有技術(shù)的不足而提供一種兩級曝氣生物濾池鋰電廢水脫氮裝置及方法，所述脫氮裝置的結構簡(jiǎn)單、流程短且設備成本較低，結合脫氮方法進(jìn)行污水處理，脫氮效率高、出水水質(zhì)好且運行費用較低。
本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現：一種兩級曝氣生物濾池鋰電廢水脫氮裝置，包括依次設置的缺氧曝氣生物濾池、酸堿度調節池、好氧曝氣生物濾池和清水池，所述缺氧曝氣生物濾池的下端設置有進(jìn)水口，所述缺氧曝氣生物濾池和好氧曝氣生物濾池的頂部均設置有溢流堰，所述酸堿度調節池的下端設置有與好氧曝氣生物濾池連通的過(guò)水孔；所述好氧曝氣生物濾池的底部通過(guò)回流管道設置有回流泵，所述回流泵的出水端與缺氧曝氣生物濾池的的底部連通，所述清水池的底部設置有反沖洗系統，所述反沖洗系統的出水端分別與好氧曝氣生物濾池的底部、缺氧曝氣生物濾池的的底部連通。
進(jìn)一步的，所述缺氧曝氣生物濾池和好氧曝氣生物濾池內均設置有濾料層，所述濾料層是由陶粒、石英砂、無(wú)煙煤中的一種或幾種組成。
進(jìn)一步的，所述缺氧曝氣生物濾池和好氧曝氣生物濾池的底部均設置有曝氣頭，所述曝氣頭通過(guò)曝氣管與外部的氣泵連接。通過(guò)曝氣頭將氣體輸送至缺氧曝氣生物濾池及好氧曝氣生物濾池的底部實(shí)現鼓風(fēng)曝氣，使水氣混合均勻。在缺氧曝氣生物濾池和好氧曝氣生物濾池之間設置酸堿度調節池，相當于增設了一個(gè)酸堿度緩沖系統，能夠避免污水局部堿度過(guò)高影響硝化反應，有助于提高該脫氮裝置的脫氮效率。
進(jìn)一步的，所述酸堿度調節池內設置有PH計和攪拌裝置。在脫氮裝置運行時(shí)，向酸堿度調節池內投加堿度調節劑，并開(kāi)啟攪拌裝置使污水與堿度調節劑混合均勻，避免局部堿度過(guò)高對硝化菌造成影響，所述PH計用于監測水體的PH變化。在本發(fā)明中，所述攪拌裝置為機械攪拌器或氣體攪拌器。
進(jìn)一步的，所述好氧曝氣生物濾池頂部溢流堰的出水側設置有水質(zhì)在線(xiàn)監測系統，所述水質(zhì)在線(xiàn)監測系統用于對水體中的氨氮和總氮含量進(jìn)行實(shí)時(shí)監測。
進(jìn)一步的，所述清水池的一端設置有用于向清水池投加凈化藥劑的加藥泵，所述清水池的底部設置有污泥排放口。
在發(fā)明中，根據脫氮裝置的實(shí)際運行情況設定水體的氨氮值和總氮值范圍，當測得水體的氨氮值或氨氮值超出設定范圍時(shí)，則加藥泵開(kāi)啟將凈化藥劑加入至清水池中，利用凈化藥劑的強氧化作用，去除污水中氨氮、總氮等污染物質(zhì)。同時(shí)該請清水池內也設置有攪拌裝置，啟動(dòng)攪拌裝置進(jìn)行攪拌，使凈化藥劑在水中充分混合。當測得的水體氨氮值和總氮值在設定范圍內，脫氮裝置正常正常運行。在運行一段時(shí)間后需要進(jìn)行排污泥時(shí)，所述清水池內的水體靜置沉淀后的污泥通過(guò)污泥排放口排出，降低了清水池內污泥上浮的幾率，提高出水水質(zhì)。通過(guò)上述水質(zhì)在線(xiàn)監測系統的設置提高系統運行的自動(dòng)化程度控制，減少人為誤判，提高投藥的準確性。
進(jìn)一步的，所述反沖洗系統包括反沖洗管道以及設置于反沖洗管道上的反沖洗泵，所述反沖洗管道的一端與清水池連通，所述反沖洗管道的另一端分別與好氧曝氣生物濾池的底部及缺氧曝氣生物濾池的的底部連通。通過(guò)反沖洗系統的設置對好氧曝氣生物濾池和缺氧曝氣生物濾池進(jìn)行反沖洗，并使得濾料層得到適度的清潔，提高反應活性。
一種兩級曝氣生物濾池鋰電廢水脫氮方法，所述脫氮方法包括如下步驟：
S1、污水由缺氧曝氣生物濾池下端的進(jìn)水口進(jìn)入缺氧曝氣生物濾池進(jìn)行反硝化反應，并經(jīng)濾料層截留后的上清液從缺氧曝氣生物濾池的溢流堰流出至酸堿度調節池；
S2、向酸堿度調節池內投加堿度調節劑，并啟動(dòng)攪拌裝置使其混合均勻，PH計監測PH值變化達標后，污水經(jīng)酸堿度調節池的過(guò)水孔流入至好氧曝氣生物濾池進(jìn)行硝化反應；
S3、好氧曝氣生物濾池內污水流經(jīng)濾料層截留后的上清液從頂部的溢流堰流出至清水池，其中部分污水通過(guò)回流泵和回流管道回流至缺氧曝氣生物濾池的底部進(jìn)行反硝化；
S4、清水池內的清水經(jīng)水質(zhì)在線(xiàn)監測系統檢測達標后由出水口排放，其中部分清水經(jīng)反沖洗系統輸送至缺氧生物濾池和好氧生物濾池進(jìn)行反沖洗。
進(jìn)一步的，所述脫氮方法還包括步驟S5，當水質(zhì)在線(xiàn)監測系統測得水體中的氨氮值和總氮值超出設定范圍時(shí)，啟動(dòng)加藥泵將凈化藥劑投加至清水池內去除水體中的氨氮、總氮等污染物質(zhì)。
進(jìn)一步的，所述缺氧曝氣生物濾池的DO濃度為0.2-0.5mg/L，所述好氧曝氣生物濾池的DO濃度大于2mg/L。
進(jìn)一步的，在步驟S2中，所述堿度調節劑為碳酸鹽、碳酸氫鹽中的一種或幾種。
進(jìn)一步的，所述堿度調節劑的投放量為7.10-7.20kg/kg氨氮。
在本發(fā)明中，通過(guò)向酸堿度調節池內投放堿度調節劑起到調節堿度的作用，堿度變化能夠通過(guò)監測酸堿度調節池內水體PH得到實(shí)時(shí)監控。由于硝化細菌對堿度變化非常敏感，因而水體的堿度變化對好氧生物濾池內硝化細菌的活性影響很大，進(jìn)而影響到硝化反應過(guò)程。本發(fā)明通過(guò)設置酸堿度調節池精準調節適宜的水體堿度，顯著(zhù)提升好氧曝氣生物濾池的硝化反應速率，進(jìn)而提高脫氮效率。
進(jìn)一步的，在步驟S3中，好氧曝氣生物濾池部分污水回流至缺氧曝氣生物濾池的回流比為30％-50％，通過(guò)準確控制回流比能夠保證缺氧曝氣生物濾池的反硝化細菌穩定生長(cháng)，反硝化速率適宜。
進(jìn)一步的，在步驟S4中，所述凈化藥劑為活性氯藥劑。
在本發(fā)明中，所述活性氯藥劑優(yōu)選為次氯酸鈉、漂白粉、液氯或二氧化氯。通過(guò)向清水池內投加活性氯藥劑，利用活性氯的強氧化作用去除水體中的污染物質(zhì)，起到凈化、消毒的作用，提高出水水質(zhì)。
進(jìn)一步的，所述脫氮方法還包括在步驟S4中，調節清水池內水體的PH值為8-10，再加入絮凝劑進(jìn)行絮凝沉淀，并通過(guò)機械攪拌后靜置沉淀將沉淀于清水池底部的污泥由污泥排放口排出。
在本發(fā)明中，所述絮凝劑優(yōu)選為PAC、PAM+、PAM-中的一種或兩種。靜置沉淀的時(shí)間為2-4h。當清水池內水體的水質(zhì)較差時(shí)，通過(guò)上述絮凝沉淀-靜置沉淀的方式能夠顯著(zhù)減少水體中的污染物質(zhì)，提高出水水質(zhì)。
在本發(fā)明中，反沖洗水量為清水池總水量的2％-4％，反沖水洗強度為5-6L/(㎡·s)。在本發(fā)明中，利用清水池內的清水對缺氧曝氣生物濾池和好氧曝氣生物濾池進(jìn)行反沖洗，減少了額外的用水量，能夠節約能耗和降低運行費用。通過(guò)反沖洗系統的設計使濾料層得到適度的清洗，能夠提高反硝化反應和硝化反應的速率，提高該脫氮方法的脫氮效率。
本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明公開(kāi)了一種兩級曝氣生物濾池鋰電廢水脫氮裝置及方法，該裝置通過(guò)在好氧曝氣生物濾池和缺氧曝氣生物濾池之間設置酸堿度調節池，能夠顯著(zhù)提高硝化反應速率。該裝置的結構簡(jiǎn)單、流程短、設備成本較低且自動(dòng)化程度高。通過(guò)搭配本發(fā)明的脫氮方法進(jìn)行污水處理，污水處理效果好，脫氮效率高，出水水質(zhì)把控嚴格，能夠同時(shí)達到《電池工業(yè)污染物排放標準》(GB30484-2013)、《廣東省污水綜合排放標準》(0DB4426-2001)和《無(wú)機化學(xué)工業(yè)污染物排放標準》(GB31573-2013)三大排放標準。同時(shí)具有運行費用低、水力停留時(shí)間短、處理效率高的特點(diǎn)。
（發(fā)明人：鐘永光;戴雙建;張玉巖;秦晶）
