公布日：2023.06.23
申请日：2023.04.04
分类号：C02F9/00(2023.01)I;C02F1/24(2023.01)N;C02F1/461(2023.01)N;C02F1/66(2023.01)N;C02F1/52(2023.01)N;C02F1/56(2023.01)N;C02F1/40(2023.01)N;C02F101
/16(2006.01)N
摘要
本发明提供了一种气浮电解脱氮一体化污水处理装置，涉及气浮除污领域。该气浮电解脱氮一体化污水处理装置包括主机壳、PH中和区、混凝区、絮凝区、溶气气浮区、电解脱氮区、浮选区域和清水区；PH中和区设于主机壳的一端，PH中和区、混凝区、絮凝区和溶气气浮区依次连通有过水通道；电解脱氮区、浮选区域和清水区分别设置在溶气气浮区的另一侧，溶气气浮区安装有布气管，布气管连接有溶气罐和空压机；电解脱氮区中安装有电解脱氮设备，电解脱氮设备远离溶气气浮区的一侧形成浮选区域，电解脱氮区和浮选区域的下侧设置有污泥斗；浮选区域的上侧安装有刮渣机和浮渣斗，清水区位于主机壳的另一端，且清水区与浮选区域的中间层连通有清水孔。
权利要求书
1.一种气浮电解脱氮一体化污水处理装置，其特征是，包括主机壳，以及设置在所述主机壳内部的PH中和区、混凝区、絮凝区、溶气气浮区、电解脱氮区、浮选区域和清水区；所述PH中和区设于所述主机壳的一端，所述混凝区和所述絮凝区并列布置在所述PH中和区与所述溶气气浮区之间，所述PH中和区、所述混凝区、所述絮凝区和所述溶气气浮区依次连通有过水通道；所述电解脱氮区、所述浮选区域和所述清水区分别设置在所述溶气气浮区的另一侧，所述溶气气浮区安装有布气管，所述布气管连接有溶气罐和空压机；所述电解脱氮区中安装有电解脱氮设备，所述电解脱氮设备远离所述溶气气浮区的一侧形成所述浮选区域，所述电解脱氮区和所述浮选区域的下侧设置有污泥斗；所述浮选区域的上侧安装有刮渣机和浮渣斗，所述清水区位于所述主机壳的另一端，且所述清水区与所述浮选区域的中间层连通有清水孔。
2.根据权利要求1所述的气浮电解脱氮一体化污水处理装置，其特征是，所述主机壳对应所述PH中和区的侧壁开设有进水口，所述PH中和区和所述混凝区、所述絮凝区之间设置有第一隔板，所述第一隔板的下部开设有连通所述混凝区的第一过水孔，所述PH中和区的内部安装有第一搅拌机构。
3.根据权利要求2所述的气浮电解脱氮一体化污水处理装置，其特征是，所述第一过水孔处安装有PH值测试探头，以根据PH检测值控制酸性或碱性药物的投加量。
4.根据权利要求2所述的气浮电解脱氮一体化污水处理装置，其特征是，所述混凝区和所述絮凝区沿所述第一隔板的宽度方向并列布置，所述混凝区与所述絮凝区之间设置有第二隔板，所述第二隔板的上边缘与所述主机壳的顶壁间隔布置形成第二过水孔，所述混凝区、所述絮凝区的内部分别安装有第二搅拌机构。
5.根据权利要求1所述的气浮电解脱氮一体化污水处理装置，其特征是，所述混凝区开设有混凝加药口，用于向所述混凝区加入PAC药剂；相应的，所述絮凝区开设有絮凝加药口，用于向所述絮凝区加入PAM药剂。
6.根据权利要求4所述的气浮电解脱氮一体化污水处理装置，其特征是，所述混凝区、所述絮凝区和所述溶气气浮区之间设置有第三隔板，所述第三隔板的下部设有连通所述絮凝区的第三过水孔，所述布气管设置在所述溶气气浮区靠近所述第三过水孔的位置。
7.根据权利要求1所述的气浮电解脱氮一体化污水处理装置，其特征是，所述溶气气浮区与所述电解脱氮区之间设有导流板，所述导流板的上边缘设有上翻沿，所述上翻沿自下而上朝靠近所述电解脱氮区的一侧倾斜设置。
8.根据权利要求1所述的气浮电解脱氮一体化污水处理装置，其特征是，所述电解脱氮区位于所述污泥斗的上侧固定有网状承托层，所述电解脱氮设备置于所述网状承托层上；所述电解脱氮设备连接有直流电源，所述直流电源的电流密度为5－50mA/cm2，电压为0－24V，所述电解脱氮设备包括间隔分布的阴极板和阳极板，所述电解脱氮区还设有电解加药口，用于向污水中添加氯离子。
9.根据权利要求8所述的气浮电解脱氮一体化污水处理装置，其特征是，所述阴极板和所述阳极板的数量比为：3：2、4：3、5：4、6：5中的任一种，且所述阴极板、所述阳极板的板间距均为5－50mm；所述阴极板、所述阳极板的材质均为金属钛、钛镀铱、钛镀钌铱、钛镀钌锡中的任一种。
10.根据权利要求1所述的气浮电解脱氮一体化污水处理装置，其特征是，所述浮选区域与所述清水区之间设置有第四隔板，所述清水孔开设于所述第四隔板的中部位置；所述刮渣机为链条式刮渣机，所述链条式刮渣机安装于所述主机壳的顶部，其行程介于所述电解脱氮设备和所述浮渣斗之间。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种气浮电解脱氮一体化污水处理装置，以解决现有污水处理系统不适用于进水量小的站场，无法实现经济高效、运行成本低且出水稳定的污水处理目的的问题。
本发明的气浮电解脱氮一体化污水处理装置的技术方案为：
气浮电解脱氮一体化污水处理装置包括主机壳，以及设置在所述主机壳内部的PH中和区、混凝区、絮凝区、溶气气浮区、电解脱氮区、浮选区域和清水区；
所述PH中和区设于所述主机壳的一端，所述混凝区和所述絮凝区并列布置在所述PH中和区与所述溶气气浮区之间，所述PH中和区、所述混凝区、所述絮凝区和所述溶气气浮区依次连通有过水通道；
所述电解脱氮区、所述浮选区域和所述清水区分别设置在所述溶气气浮区的另一侧，所述溶气气浮区安装有布气管，所述布气管连接有溶气罐和空压机；
所述电解脱氮区中安装有电解脱氮设备，所述电解脱氮设备远离所述溶气气浮区的一侧形成所述浮选区域，所述电解脱氮区和所述浮选区域的下侧设置有污泥斗；
所述浮选区域的上侧安装有刮渣机和浮渣斗，所述清水区位于所述主机壳的另一端，且所述清水区与所述浮选区域的中间层连通有清水孔。
进一步的，所述主机壳对应所述PH中和区的侧壁开设有进水口，所述PH中和区和所述混凝区、所述絮凝区之间设置有第一隔板，所述第一隔板的下部开设有连通所述混凝区的第一过水孔，所述PH中和区的内部安装有第一搅拌机构。
进一步的，所述第一过水孔处安装有PH值测试探头，以根据PH检测值控制酸性或碱性药物的投加量。
进一步的，所述混凝区和所述絮凝区沿所述第一隔板的宽度方向并列布置，所述混凝区与所述絮凝区之间设置有第二隔板，所述第二隔板的上边缘与所述主机壳的顶壁间隔布置形成第二过水孔，所述混凝区、所述絮凝区的内部分别安装有第二搅拌机构。
进一步的，所述混凝区开设有混凝加药口，用于向所述混凝区加入PAC药剂；相应的，所述絮凝区开设有絮凝加药口，用于向所述絮凝区加入PAM药剂。
进一步的，所述混凝区、所述絮凝区和所述溶气气浮区之间设置有第三隔板，所述第三隔板的下部设有连通所述絮凝区的第三过水孔，所述布气管设置在所述溶气气浮区靠近所述第三过水孔的位置。
进一步的，所述溶气气浮区与所述电解脱氮区之间设有导流板，所述导流板的上边缘设有上翻沿，所述上翻沿自下而上朝靠近所述电解脱氮区的一侧倾斜设置。
进一步的，所述电解脱氮区位于所述污泥斗的上侧固定有网状承托层，所述电解脱氮设备置于所述网状承托层上；
所述电解脱氮设备连接有直流电源，所述直流电源的电流密度为5－50mA/cm2，电压为0－24V，所述电解脱氮设备包括间隔分布的阴极板和阳极板，所述电解脱氮区还设有电解加药口，用于向污水中添加氯离子。
进一步的，所述阴极板和所述阳极板的数量比为：3：2、4：3、5：4、6：5中的任一种，且所述阴极板、所述阳极板的板间距均为5－50mm；
所述阴极板、所述阳极板的材质均为金属钛、钛镀铱、钛镀钌铱、钛镀钌锡中的任一种。
进一步的，所述浮选区域与所述清水区之间设置有第四隔板，所述清水孔开设于所述第四隔板的中部位置；
所述刮渣机为链条式刮渣机，所述链条式刮渣机安装于所述主机壳的顶部，其行程介于所述电解脱氮设备和所述浮渣斗之间。
有益效果：该气浮电解脱氮一体化污水处理装置采用了主机壳，以及设于主机壳内部的PH中和区、混凝区、絮凝区、溶气气浮区、电解脱氮区、浮选区域和清水区的设计形式，其中，PH中和区、混凝区、絮凝区和溶气气浮区依次连通有过水通道，电解脱氮区、浮选区域和清水区分别设置在溶气气浮区的另一侧。先从PH中和区对污水进行PH调节，调节污水的PH值减少后续反应的不利影响，延缓设备的腐蚀程度，起到了初步调节水质水量的作用。
在PH调节之后，污水进入混凝区加入混凝剂，经过絮凝区加入絮凝剂，再进入溶气气浮区；通过空压机鼓风至溶气罐中，经布气管持续地释放出微小气泡并与絮凝好的污水进行充分混合，使污水中的油脂或悬浮物吸收粘附微小气泡；溶气水和气泡进入电解脱氮区，污水中的悬浮物或者油脂在气泡浮力作用下，浮出水面形成了浮渣层，在电解脱氮区向污水中添加氯离子，氯离子发生电解反应生成了氯气，氯气再与水反应进一步生成次氯酸，次氯酸能够与水中的氨氮进行多级反应，最终使污水中的氨氮成分转化为氮气释放，从而到达去除污水中氨氮、总氮污染物的目的。
在电解脱氮反应中，电解板上不断地产生气泡，并在电解脱氮区附近形成一个小型的气浮区，能够加强水中悬浮物或油脂与气泡的充分吸附粘连，加强了气浮除污效果。当污水自流至浮选区域时，水中的悬浮物或油脂在气泡作用下浮出水面形成浮渣层，通过刮渣机将其刮至浮渣斗。另外，大颗粒的悬浮物在重力作用下，沉降至下方的污泥斗，污泥经排泥管排放出去。在浮选区域处于中间层的水体为清水，通过清水孔进入清水池，最终经出水口排出。
一、由于PH中和区、混凝区、絮凝区、溶气气浮区、电解脱氮区、浮选区域和清水区有机融合在主机壳中，各功能区之间可产生“正向影响”，提高了污水处理效率，节省了占地面积。其中，污水经过PH中和后，可提高后端混凝和絮凝的处理效率，减缓了对电极板及其他设备的腐蚀作用。溶气气浮区利用气浮作用使水中的悬浮颗粒和油脂，气浮至水面形成浮渣层，可减少电极板的清洗频率以及腐蚀程度。整个装置通过有机结合设计，省去了絮凝气浮和电解脱氮工序所需的污泥斗，电解脱氮区和溶气气浮区共用一个刮渣机，减少了设备数量和成本。
二、采用电解脱氮工艺对污水进行前端处理，有效地降低了水中氨氮、总氮等污染物指标，减轻了后端生化系统的工作负荷，相应缩短了生化处理的停留时间，进而节省了占地面积。
三、电解脱氮设备可采用较低的电流密度，能够对污水中氨氮、总氮污染物进行初步去除，达到了节约能耗、降低成本的目的。
（发明人：李文生;何长霖;张健民;邓棚;杨俊）
