公布日：2023.01.06
申请日：2022.09.23
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F5/02(2006.01)I;C02F11/121(2019.01)I
摘要
本发明涉及工业废水处理技术领域，具体涉及一种用于高硬度、高有机物的含氮污水处理系统及方法，污水处理系统包括按序依次连通的软化反应单元、缺氧池、好氧池、精滤单元、污泥脱水装置和浓缩液处理装置。缺氧池的出水管上设置有射流曝气装置；好氧池设置有连通缺氧池的硝化液回流管；好氧池内的液位高于缺氧池内的液位；精滤单元与缺氧池之间设置有污泥回流装置；污泥脱水装置与软化反应单元的排泥管和精滤单元的排泥管连通；污泥脱水装置的出水管和浓缩液处理装置的出水管与软化反应单元连通。射流曝气装置能够对管道内的水流进行曝气，曝气更为充分高效。好氧池内的液位高于缺氧池内的液位，好氧池内硝化液能够在重力作用下回流至缺氧池中。
权利要求书
1.一种用于高硬度、高有机物的含氮污水处理系统，其特征在于，所述污水处理系统包括：软化反应单元；缺氧池(4)，所述缺氧池(4)的进水管与所述软化反应单元连通；好氧池(5)，所述好氧池(5)与所述缺氧池(4)的出水管连通，且所述缺氧池(4)的出水管上设置有射流曝气装置；所述好氧池(5)还设置有连通所述缺氧池(4)的硝化液回流管(14)；所述好氧池(5)内的液位高于所述缺氧池(4)内的液位，以使所述好氧池(5)内的硝化液能够在重力作用下回流至所述缺氧池(4)中；精滤单元，所述精滤单元与所述好氧池(5)的出水管连通，所述精滤单元与所述缺氧池(4)之间设置有污泥回流装置；污泥脱水装置(9)，所述污泥脱水装置(9)与所述软化反应单元的排泥管以及所述精滤单元的排泥管连通；所述污泥脱水装置(9)的出水管与所述软化反应单元连通；浓缩液处理装置(10)，所述浓缩液处理装置(10)的进水管与所述精滤单元连通，所述浓缩液处理装置(10)的出水管与所述软化反应单元连通。
2.根据权利要求1所述的用于高硬度、高有机物的含氮污水处理系统，其特征在于，所述射流曝气装置包括鼓风机(13)、射流泵(11)和射流器(12)；所述射流泵(11)的进水管与所述缺氧池(4)的出水管相连通，所述射流泵(11)的出水口与所述射流器(12)的进水管相连通，所述射流器(12)的出水管与所述好氧池(5)的进水管相连通；所述鼓风机(13)的出气管与所述射流器(12)的进气管相连通。
3.根据权利要求1或2所述的用于高硬度、高有机物的含氮污水处理系统，其特征在于，所述缺氧池(4)和所述好氧池(5)内均设有液位计。
4.根据权利要求1或2所述的用于高硬度、高有机物的含氮污水处理系统，其特征在于，所述软化反应单元包括依次连通的调节池(1)、软化反应池(2)和初沉池(3)；所述调节池(1)与所述污泥脱水装置(9)的出水管以及所述浓缩液处理装置(10)的出水管连通；所述软化反应池(2)上设置有加药管；所述初沉池(3)的出水管与所述缺氧池(4)的进水管连通，所述初沉池(3)的排泥管与所述污泥脱水装置(9)的进泥管连通。
5.根据权利要求4中任意一项所述的用于高硬度、高有机物的含氮污水处理系统，其特征在于，所述加药管中投放的软化药剂为工业碳酸钠。
6.根据权利要求1或2所述的用于高硬度、高有机物的含氮污水处理系统，其特征在于，所述精滤单元包括依次连通的二沉池(6)、超滤装置(7)和纳滤装置(8)；所述二沉池(6)进水管与所述好氧池(5)的出水管连通；所述二沉池(6)设置有第一排泥口和第二排泥口，所述第一排泥口与所述污泥回流装置连通，所述第二排泥口与所述污泥脱水装置(9)连通；所述超滤装置(7)的排泥口与所述污泥回流装置连通；所述纳滤装置(8)与所述浓缩液处理装置(10)的进水管连通。
7.根据权利要求6所述的用于高硬度、高有机物的含氮污水处理系统，其特征在于，所述污泥回流装置包括第一污泥回流管、第二污泥回流管和污泥回流泵；所述第一污泥回流管将所述缺氧池(4)和所述二沉池(6)连通；所述第二污泥回流管将所述缺氧池(4)和所述超滤装置(7)连通；所述第一污泥回流管和所述第二污泥回流管上均设置有所述污泥回流泵。
8.根据权利要求1或2所述的用于高硬度、高有机物的含氮污水处理系统，其特征在于，所述污泥脱水装置(9)能够将污泥脱水至含水量低于60％后，将干污泥外运填埋处理。
9.根据权利要求1或2所述的用于高硬度、高有机物的含氮污水处理系统，其特征在于，所述硝化液回流管(14)中的硝化液回流量为300％-400％。
10.一种用于高硬度、高有机物的含氮污水处理方法，其特征在于，所述含氮污水处理方法基于权利要求1-9中任意一项所述的用于高硬度、高有机物的含氮污水处理系统实施，所述含氮污水处理方法包括以下步骤：调质调量及软化处理：将高硬度、高有机物的含氮污水输送至所述软化反应单元，污水经所述软化反应单元收集并调质调量；向所述软化反应单元内投加软化药剂，使硬度离子发生化学反应形成沉淀后进行泥水分离；所述软化反应单元内产生的污泥排入所述污泥脱水装置(9)进行脱水处理，所述软化反应单元内的清液进入所述缺氧池(4)；反硝化脱氮处理：在所述缺氧池(4)中，通过反硝化菌进行反硝化脱氮反应，硝态氮被转化为氮气排出；硝化处理：将所述缺氧池(4)的出水输送至所述射流曝气装置，与所述射流曝气装置的压缩空气充分混合后射流输送至所述好氧池(5)内，含溶解氧的污水在所述好氧池(5)内通过硝化菌进行硝化反应，污水中的氨氮被转化为硝态氮；污水中的有机物降解为二氧化碳和水；同时，所述好氧池(5)的部分硝化液经硝化液回流管(14)回流至所述缺氧池(4)中进行反硝化反应，从而降低污水中的总氮含量；污泥处理：所述好氧池(5)的出水进入所述精滤单元进行泥水分离，所述精滤单元产生的一部分污泥经所述污泥回流装置回流至所述缺氧池(4)内，另一部分污泥排入所述污泥脱水装置(9)进行脱水处理，脱水后将干污泥外运填埋；所述污泥脱水装置(9)的清液回流至所述软化反应单元；清液过滤处理：将所述精滤单元泥水分离后的清液继续进行多次过滤，过滤的出水达标排放或中水回用；将所述精滤单元过滤后的污泥回流至所述缺氧池(4)内；所述精滤单元内的浓缩液进入浓缩液处理装置(10)处理后回流至所述软化反应单元。
发明内容
(一)要解决的技术问题
鉴于现有技术的上述缺点和不足，本发明提供一种用于高硬度、高有机物的含氮污水处理系统及方法，其解决了现有的曝气充氧系统能耗高的技术问题。
(二)技术方案
为了达到上述目的，本发明的用于高硬度、高有机物的含氮污水处理系统包括：
软化反应单元；
缺氧池，所述缺氧池的进水管与所述软化反应单元连通；
好氧池，所述好氧池与所述缺氧池的出水管连通，且所述缺氧池的出水管上设置有射流曝气装置；所述好氧池还设置有连通所述缺氧池的硝化液回流管；所述好氧池内的液位高于所述缺氧池内的液位，以使所述好氧池内的硝化液能够在重力作用下回流至所述缺氧池中；
精滤单元，所述精滤单元与所述好氧池的出水管连通，所述精滤单元与所述缺氧池之间设置有污泥回流装置；
污泥脱水装置，所述污泥脱水装置与所述软化反应单元的排泥管以及所述精滤单元的排泥管连通；所述污泥脱水装置的出水管与所述软化反应单元连通；
浓缩液处理装置，所述浓缩液处理装置的进水管与所述精滤单元连通，所述浓缩液处理装置的出水管与所述软化反应单元连通。
可选地，所述射流曝气装置包括鼓风机、射流泵和射流器；所述射流泵的进水管与所述缺氧池的出水管相连通，所述射流泵的出水口与所述射流器的进水管相连通，所述射流器的出水管与所述好氧池的进水管相连通；所述鼓风机的出气管与所述射流器的进气管相连通。
可选地，所述缺氧池和所述好氧池内均设有液位计。
可选地，所述软化反应单元包括依次连通的调节池、软化反应池和初沉池；所述调节池与所述污泥脱水装置的出水管以及所述浓缩液处理装置的出水管连通；所述软化反应池上设置有加药管；所述初沉池的出水管与所述缺氧池的进水管连通，所述初沉池的排泥管与所述污泥脱水装置的进泥管连通。
可选地，所述加药管中投放的软化药剂为工业碳酸钠。
可选地，所述精滤单元包括依次连通的二沉池、超滤装置和纳滤装置；所述二沉池进水管与所述好氧池的出水管连通；所述二沉池设置有第一排泥口和第二排泥口，所述第一排泥口与所述污泥回流装置连通，所述第二排泥口与所述污泥脱水装置连通；所述超滤装置的排泥口与所述污泥回流装置连通；所述纳滤装置与所述浓缩液处理装置的进水管连通。
可选地，所述污泥回流装置包括第一污泥回流管、第二污泥回流管和污泥回流泵；所述第一污泥回流管将所述缺氧池和所述二沉池连通；所述第二污泥回流管将所述缺氧池和所述超滤装置连通；所述第一污泥回流管和所述第二污泥回流管上均设置有所述污泥回流泵。
可选地，所述污泥脱水装置能够将污泥脱水至含水量低于60％后，将干污泥外运填埋处理。
可选地，所述硝化液回流管中的硝化液回流量为300％-400％。
进一步地，本发明还提供一种用于高硬度、高有机物的含氮污水处理方法，所述用于高硬度、高有机物的含氮污水处理方法基于如上所述的用于高硬度、高有机物的含氮污水处理系统实施，所述含氮污水处理方法包括以下步骤：
调质调量及软化处理：将高硬度、高有机物的含氮污水输送至所述软化反应单元，污水经所述软化反应单元收集并调质调量；向所述软化反应单元内投加软化药剂，使硬度离子发生化学反应形成沉淀后进行泥水分离；所述软化反应单元内产生的污泥排入所述污泥脱水装置进行脱水处理，所述软化反应单元内的清液进入所述缺氧池；
反硝化脱氮处理：在所述缺氧池中，通过反硝化菌进行反硝化脱氮反应，硝态氮被转化为氮气排出；
硝化处理：将所述缺氧池的出水输送至所述射流曝气装置，与所述射流曝气装置的压缩空气充分混合后射流输送至所述好氧池内，含溶解氧的污水在所述好氧池内通过硝化菌进行硝化反应，污水中的氨氮被转化为硝态氮；污水中的有机物降解为二氧化碳和水；
同时，所述好氧池的部分硝化液经硝化液回流管回流至所述缺氧池中进行反硝化反应，从而降低污水中的总氮含量；
污泥处理：所述好氧池的出水进入所述精滤单元进行泥水分离，所述精滤单元产生的一部分污泥经所述污泥回流装置回流至所述缺氧池内，另一部分污泥排入所述污泥脱水装置进行脱水处理，脱水后将干污泥外运填埋；所述污泥脱水装置的清液回流至所述软化反应单元；
清液过滤处理：将所述精滤单元泥水分离后的清液继续进行多次过滤，过滤的出水达标排放或中水回用；将所述精滤单元过滤后的污泥回流至所述缺氧池内；所述精滤单元内的浓缩液进入浓缩液处理装置处理后回流至所述软化反应单元。
(三)有益效果
本发明的有益效果是：软化反应单元能够对污水中的高硬度物质进行软化，使得高硬度物质在软化后也能够经MBR膜反应器和精滤单元进行过滤，防止硬度物质堵塞膜孔，从而保证MBR膜和精滤膜的高效稳定运行。
射流曝气装置设置于缺氧池的出水管上，相较于现有技术通过风机对整个好氧池进行曝气的方式而言，将射流曝气装置设置于管道上，能够直接对管道内的水流进行曝气，曝气更为充分、高效；且不会像现有的曝气方式一样造成好氧池曝气不充分或曝气过于充分的情形，将射流曝气装置设置于管道上更易于控制好氧池内的曝气量。
好氧池内的液位高于缺氧池内的液位，以使好氧池内的硝化液能够在重力作用下回流至缺氧池中，即运用了连通器原理，从而使得好氧池内的水体能够被大气压压入缺氧池内，而无需额外通过回流泵抽水进行大回流，更为节能、经济和实用。
本发明的污水处理系统先将污水进行软化，对资源进行合理的利用；再通过射流曝气装置对污水进行充分曝气，提高了好氧池内有机物的去除率和硝化反应的效率，间接提高了缺氧池内反硝化反应的效率，实现对污水中总氮的高效去除；最后通过精滤单元对泥水进行充分分离，水质达标后排放或中水回用，污泥则脱水后填埋，污泥脱水后的上清液回流至软化反应单元继续进行水质的净化，从而减少了污泥填埋时带出的水量，进而保证了达标后排放或中水回用的出水量。本发明的污水处理系统实现了对资源的合理规划与利用，具有运行稳定、出水效果好、经济高效和节能等优点，符合可持续发展的要求。
（发明人：郑香凤;刘胜军;杜小刚;王方英）
