申请日2011.01.21
公开(公告)日2011.09.28
IPC分类号C02F1/36; C02F9/06
摘要
本实用新型涉及废水处理装置技术领域，具体提供一种垃圾渗透液超声波组合废水处理装置，包括废水处理池，与之电连接的微电脑电控制柜，以及与之管连接的微气泡催化发生器、曝气机。废水处理池内部包括依次连接的至少一级超声波氨氮吹脱槽，上级超声波氨氮吹脱槽内溶液满溢出后流入下级超声波氨氮吹脱槽。超声波氨氮吹脱槽，底部设有低频压电式超声波聚焦震板，其上方设有微孔硅石曝气头;中部侧面设有多频压电式超声波聚焦震板;第一级超声波氨氮吹脱槽上部设有压电式变幅杆超声波震头。本实用新型垃圾渗透液超声波组合废水处理装置，能在常温碱性条件下高效快速降解垃圾渗透液的污染物，吹脱氨氮，回收稀氨水外售，并且能耗低，无二次污染排放。
权利要求书
1.一种垃圾渗透液超声波组合废水处理装置，其特征在于：包括废水处理池，与之电连接的微电脑电控制柜(015)，以及与之管连接的微气泡催化发生器(013)、曝气机(012);
所述废水处理池包括入水口(020)、出水口(021)，内部包括依次连接的至少一级超声波氨氮吹脱槽，上级超声波氨氮吹脱槽内溶液满溢出后流入下级超声波氨氮吹脱槽;
所述超声波氨氮吹脱槽，入水端设有竖向的导流板(018)用于引导溶液从底部流入;底部设有低频压电式超声波聚焦震板(002);低频压电式超声波聚焦震板(002)上方设有微孔硅石曝气头(003)，与所述微气泡催化发生器(013)、曝气机(012)管连接;中部设有微电解铁碳填料(004);中部侧面设有多频压电式超声波聚焦震板(011);第一级所述超声波氨氮吹脱槽上部设有压电式变幅杆超声波震头(005)。
2.如权利要求1所述的一种垃圾渗透液超声波组合废水处理装置，其特征在于：所述废水处理池为密闭容器，顶部设有废气吸附净化回收器(010)，通过真空泵(014)及抽废气口(019)与内部容腔连接。
3.如权利要求1所述的一种垃圾渗透液超声波组合废水处理装置，其特征在于：第一级所述超声波氨氮吹脱槽上方设有加药再生器(007)，用于添加废水处理过程中微电解铁碳填料(004)反应完毕或电荷饱和后加药再生，恢复原来的处理功能。
4.如权利要求1所述的一种垃圾渗透液超声波组合废水处理装置，其特征在于：所述低频压电式超声波聚焦震板(002)呈V型，中心设有排污泥孔(017)。
5.如权利要求1所述的一种垃圾渗透液超声波组合废水处理装置，其特征在于：所述超声波氨氮吹脱槽底部设有定时脉冲冲洗喷嘴(001)。
6.如权利要求1所述的一种垃圾渗透液超声波组合废水处理装置，其特征在于：所述废水处理池还包括温度计表(008)和PH探头(009)、气体流量计(023)、液体流量计(022)、真空压力表(024)，用于检测溶液温度、在线PH酸碱度、曝气机气体流量、入水口液体流量、真空负压。
7.如权利要求1所述的一种垃圾渗透液超声波组合废水处理装置，其特征在于：所述废水处理池还设有喷射泵(026)管连接超声波氨氮吹脱槽从底部抽送溶液至超声波氨氮吹脱槽上方的折叠滤板反应器(027)。
说明书
一种垃圾渗透液超声波组合废水处理装置
技术领域
本实用新型涉及废水处理装置技术领域，具体提供一种垃圾渗透液超声波组合废水处理装置。
背景技术
随着精细化工、食品工业、电镀工业、医疗卫生制药工业、印染等行业的飞速发展，一些高浓度难降解有毒有害有机工业废水和垃圾渗透液的处理一直是困扰环保工作者的难题，同时饮用水的微污染也直接关系到人类饮水健康问题。常规的废水处理工艺大概可以归纳为几类：
一、物化法，包括：
(1)益氨法：该法工艺流程简单，操作方便，效率低，能耗高，投资大，运行费用高。
(2)折点氯化法：该法反应迅速，设备投资少，但液氯的安全使用和储存要求较高，运行成本高。
(3)吸附法：流程简单，但运行费用高，去除率低，只能处理低浓度的氨氮污水，吸附剂饱和后再生麻烦，产生二次污染，可操作性差。
(4)催化氧化法：效率高、占地少，但投资高，运行费用高，主要适合于处理有机污染物等。
(5)膜分离法：投资大，运行费用高，膜的清洗困难，不适合工业应用。
(6)空气吹脱法：流程简单，但是运行费用高，需要高温蒸汽加热，投资大，易造成二次污染。
(7)MAP法(鸟粪石法)：该法流程简单，操作方便，可制成肥效高的复合肥料，回收氮肥，运行成本高，复合肥料投资成本远高于所耗磷酸的价格，实际应用性不强。
二、生物脱氮法
如A/O、SBR、氧化沟法等传统脱氮以及短程硝化反硝法，这些方法投资大，适合于处理CODcr、BO95高的有机污水，不能处理中、高浓度氨氮污水。
三、物化法处理氨氮污水通常无法达标，常需要结合生物法或结合其它方法进行末端处理。
综合考虑投资成本、运行成本、氨氮废水处理效果，对于处理垃圾渗透液等高浓度难降解有毒氨氮有机废水，传统工艺一般采用高温蒸气空气吹脱法。空气吹脱法(或电加热高温蒸气吹脱氨氮法)用于脱除水中氨氮，即将废水冲高温蒸气加热，并加碱先调节PH=9-12到碱性，将离子态铵转化为气态氨气，再把热气体通入水中，使热气泡与废液中的氨气相互充分接触，使水中离解的游离氨气在气泡的顶托和吸附作用后浮选上升，不断穿过气液界面，向气相转移，从而达到脱除氨氮的目的，常用热空气(或水蒸气)作载体。
水中的氨氮，大多以氨离子(NH4+)和游离氨(NH3)保持平衡的状态而存在，其平衡关系式如下：
氨与氨离子之间的分配率可用下式进行计算：
PH值是影响游离氨在水中百分率的主要因素之一。另外，温度也会影响反应式(1)的平衡，温度升高，平衡向右移动。当PH值大于10时，离解率在80%以上，当PH值达11时，离解率高达90%。
常规的空气吹脱法或电加热高温蒸气吹脱氨法有一定的缺点而限制了其应用的范围：(1)水需要加热;(2)空气吹脱后的氨气不能回收;(3)空气吹脱法不能使污水中的氨氮含量达标，还需要结合生化或其他的方法进行末端处理。
近几年来，随着声化学的兴起，功率超声作为废水处理的一种新兴手段已经得到了应用，其降解条件温和，降解速率快，适应范围广，尤其是对废水中的有机物的降解非常显著，对有机物的处理更直接，且没有二次污染。
超声波对有机废水的降解作用，主要源于其声空化效应。即是液体中气泡在声场作用下所发生的一系列动力学过程，当足够强度的超声波通过液体中的微小气泡而使声波负压半周期的声压幅值超过液体内部静压强时，存在于液体中的微小气泡就会迅速增大，继而又被绝热压缩，直至崩溃，崩溃瞬间在气泡及周围微小空间内出现“热点”，形成高温高压区，并伴随有强大的冲击波和时速达400Km左右的射流以及放电放光的瞬间过程，在碱性条件下，废水的离子铵和游离氮被释放出来。根据近年来的研究成果，超声波作用与自由基的产生有密切联系，经超声波作用后废水中，可监测到少量H2和H2O2，ERS可证实H-和OH-等自由基的存在，因此超声波可以造成化学键的断裂，加速废水中NH3-N释放，并能大大促进废水中有机物的分解。通常易于挥发的有机物主要发生热解反应，极类似燃烧化学反应，使其彻底降解;难降解的苯酚类有机物主要发生自由基反应。超声降解的机理主要是热降解反应和氧化反应两类。然而，由于单一超声波方法和单一的超声波频率处理效果不理想，最佳频率点的确定困难，超声波废水处理工艺未得以实现产业化。
由于垃圾渗透液废水中氨氮污染物浓度高，毒性大，用以前工艺较难处理达标或占地多，费用很高，不稳定，因此可以使用超声波组合工艺进行氨氮废水处 理。
实用新型内容
针对现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种垃圾渗透液超声波组合废水处理装置，有效降解垃圾渗透液的污染物，吹脱氨氮。
为了实现上述目的，本实用新型一种垃圾渗透液超声波组合废水处理装置，包括废水处理池，与之电连接的微电脑电控制柜，以及与之管连接的微气泡催化发生器、曝气机。所述废水处理池包括入水口、出水口，内部包括依次连接的至少一级超声波氨氮吹脱槽，上级超声波氨氮吹脱槽内溶液满溢出后流入下级超声波氨氮吹脱槽。所述超声波氨氮吹脱槽，入水端设有竖向的导流板用于引导溶液从底部流入;底部设有低频压电式超声波聚焦震板;低频压电式超声波聚焦震板上方设有微孔硅石曝气头，与所述微气泡催化发生器、曝气机管连接;中部设有微电解铁碳填料;中部侧面设有多频压电式超声波聚焦震板;第一级所述超声波氨氮吹脱槽上部设有压电式变幅杆超声波震头。
所述废水处理池为密闭容器，顶部设有废气吸附净化回收器，通过真空泵及抽废气口与内部容腔连接。
第一级所述超声波氨氮吹脱槽上方设有加药再生器，用于添加废水处理过程中微电解铁碳填料反应完毕或电荷饱和后加药再生，恢复原来的处理功能。
所述低频压电式超声波聚焦震板呈V型，中心设有排污泥孔。
所述超声波氨氮吹脱槽底部设有定时脉冲冲洗喷嘴。
所述废水处理池还包括温度计表和PH探头、气体流量计、液体流量计、真空压力表，用于检测溶液温度、在线PH酸碱度、曝气机气体流量、入水口液体流量、真空负压。
所述废水处理池还设有喷射泵管连接超声波氨氮吹脱槽从底部抽送溶液至超声波氨氮吹脱槽上方的折叠滤板反应器。
本实用新型垃圾渗透液超声波组合废水处理装置，主要用于高效吹脱处理氨氮。微孔硅石曝气头产生的是0.5～3毫米的小气泡，经超声波处理变成的是0.01～5微米的微气泡，微气泡总表面积是一般曝气气泡的103-104以上，超声波吹脱的效率可以显著提高。超声波还可以有效地将NH3-H分子链击断，加速使游离NH4+转化为氨气，并以氨气的形式从溶液中溢出，明显提高氨氮的去除率，大大降低空气用量和动力消耗。采用压电式超声和变幅杆震动压电式超声技术比普通空气吹脱法或电加热高温蒸气吹脱氨法技术更直接、更有效。经实验，采用压电式超声波吹脱，脱氮率比传统吹脱技术高280%，可大大提高吹脱效率，降低供气量及动力消耗，也缩短了吹脱时间。超声波吹脱法去除废水中氨氮的研究结果表明：PH值、气液比、超声吹脱温度、超声吹脱反应时间以及超声频率 均对氨氮的去除效果产生影响。本实用新型垃圾渗透液超声波组合废水处理装置还可以加设温度计表、PH探头、加药再生器等，形成闭环的机电一体化系统。采用本实用新型垃圾渗透液超声波组合废水处理装置，在低氨氮浓度初始条件下，氨氮的去除效果明显，而在高浓度氨氮条件下，则有更好的去除效果，最高可达到99.95%以上，保证废水中氨氮处理达标排放(氨氮<15PPM)。
本实用新型垃圾渗透液超声波组合废水处理装置，将废水及空气泡自底部注入超声波氨氮吹脱槽，空气泡被分解成微气泡并捕捉悬浮物往上浮动。小颗粒悬浮物于底部被低频超声波粉碎;中型颗粒悬浮物于中部被多频超声波粉碎;大颗粒悬浮物和气泡于上部被变幅杆超声波粉碎。
本实用新型垃圾渗透液超声波组合废水处理装置，能有效降解垃圾渗透液的污染物，吹脱氨氮，并且能耗低，无二次污染排放。
