废水处理装置及废水处理系统的制作方法

1.本公开涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种废水处理装置及废水处理系统。


背景技术：

2.随着经济的高速发展，目前我国煤化工、制药、农药、焦化废水、垃圾填埋场等行业普遍存在大量的高浓度氨氮废水，不仅排放量大且成分过于复杂，毒性增强，加重对环境的危害，排入到水体中会导致水体富营养化加剧，甚至危害到人类的健康。
3.氨氮被纳入主要污染物总量控制指标，这无疑为生产过程中排放高氨氮废水的工业企业增加了巨大的环保压力，企业面临着既要满足环保要求又想减少环保投入的矛盾局面。为此，在这种形势下，高效率低成本的高氨氮废水处理技术显得尤为重要，高浓度复杂化氨氮废水处理一直是废水处理邻域中有待解决的难题。


技术实现要素：

4.为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开提供了一种废水处理装置及废水处理系统。
5.本公开第一方面提供了一种废水处理装置，包括：依次连接的第一调节池、气浮池、一级缺氧池、一级好氧池、第二调节池、二级缺氧池、二级好氧池和mbr池；
6.所述气浮池和所述一级缺氧池通过进水管连接，所述一级缺氧池和所述一级好氧池之间设有第一回流管路，所述第一回流管路设有第一回流泵；
7.所述二级好氧池设有分别通向所述二级缺氧池和所述一级缺氧池的第二回流管路；
8.所述mbr池设有分别通向所述二级缺氧池和所述一级缺氧池的第三回流管路，所述第三回流管路设有第二回流泵；
9.所述mbr池设有排水管；
10.所述一级好氧池设有第一曝气单元，所述二级好氧池设有第二曝气单元，所述mbr池设有第三曝气单元；
11.所述一级缺氧池设有第一搅拌机，所述二级缺氧池设有第二搅拌机。
12.进一步的，废水处理装置还包括污泥浓缩池，所述污泥浓缩池与二级缺氧池通过第四回流管路连接，且所述第四回流管路设有第三回流泵。
13.进一步的，废水处理装置还包括设备间，所述设备间设有控制器，所述控制器分别与所述第一回流泵、第二回流泵、所述第一曝气单元、所述第二曝气单元和所述第三曝气单元连接。
14.进一步的，所述第一调节池设有第一栅格组件，所述第一栅格组件包括用于将废水中的大颗粒杂质进行过滤的第一格栅以及用于去除油污的第一浮动撇油器，所述第一浮动撇油器设置于所述第一格栅的旁侧。
15.进一步的，所述第二调节池设有第二栅格组件，所述第二栅格组件包括用于将废
水中的大颗粒杂质进行过滤的第二格栅以及用于去除油污的第二浮动撇油器，所述第二浮动撇油器设置于所述第二格栅的旁侧。
16.进一步的，所述mbr池包括膜架和ptfe膜组件；
17.所述ptfe膜组件设置于所述膜架上。
18.进一步的，所述进水管设有阀门和流量计。
19.进一步的，废水处理装置还包括设备间，所述设备间设有控制器，所述控制器分别与第一回流泵、第二回流泵、第一曝气单元、第二曝气单元和第三曝气单元连接。
20.进一步的，所述mbr池设有产水泵。
21.本公开第二方面还提供了一种废水处理系统，包括所述的废水处理装置。
22.本公开实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
23.本公开实施例提供的废水处理装置包括：依次连接的第一调节池，气浮池、一级缺氧池、一级好氧池、调节池、二级缺氧池、二级好氧池和mbr池；气浮池和一级缺氧池通过进水管连接，一级缺氧池和一级好氧池之间设有第一回流管路，利用废水中原有的碳源进行短程硝化反硝化脱氮，减少了外加碳源的投加量，第一回流管路设有第一回流泵；二级好氧池设有分别通向二级缺氧池和一级缺氧池的第二回流管路；mbr池设有分别通向二级缺氧池和一级缺氧池的第三回流管路，利用废水中原有的碳源进行短程硝化反硝化脱氮，减少了外加碳源的投加量，第三回流管路设有第二回流泵；mbr池设有排水管；一级好氧池设有第一曝气单元，二级好氧池设有第二曝气单元，mbr池设有第三曝气单元；一级缺氧池设有第一搅拌机，二级缺氧池设有第二搅拌机。废水经过第一调节池处理调节水质及水量后，由第一调节池提升泵将污水提升进入主设备，经过气浮池
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多级缺氧
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好氧处理，去除大部分有机物和氨氮，最后出水通过mbr池达标排出，处理出水进入城市污水管网。本装置充分利用废水中原有的碳源进行短程硝化反硝化脱氮，减少了外加碳源的投加量，经济效果显著，经过本装置处理后的高浓度氨氮废水的氨氮去除率达到98％以上，且结构简单，设备占地面积小。
附图说明
24.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
25.为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本公开实施例所述废水处理装置的结构示意图；
27.图2为本公开实施例所述废水处理装置的流程图。
28.附图标记：1
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气浮池；2
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一级缺氧池；3
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一级好氧池；4
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第二调节池；5
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二级缺氧池；6
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二级好氧池；7
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mbr池；8
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进水管；9
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第一回流管路；10
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第一回流泵；11
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第二回流管路；12
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第三回流管路；13
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第二回流泵；14
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排水管；15
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第一曝气单元；16
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第二曝气单元；17
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第三曝气单元；18
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第一搅拌机；19
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第二搅拌机；20
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污泥浓缩池；21
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第四回流管路；22
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第三回流泵；23
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设备间；24
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放空排泥管。
具体实施方式
29.为了能够更清楚地理解本公开的上述目的、特征和优点，下面将对本公开的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
30.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本公开，但本公开还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。
31.如图1所示，本公开实施例提供的废水处理装置包括：依次连接的第一调节池，气浮池1、一级缺氧池2、一级好氧池3、调节池、二级缺氧池5、二级好氧池6和mbr池7；气浮池1和一级缺氧池2通过进水管8连接，一级缺氧池2和一级好氧池3之间设有第一回流管路9，利用废水中原有的碳源进行短程硝化反硝化脱氮，减少了外加碳源的投加量，第一回流管路9设有第一回流泵10；二级好氧池6设有分别通向二级缺氧池5和一级缺氧池2的第二回流管路11；mbr池7 设有分别通向二级缺氧池5和一级缺氧池2的第三回流管路12，利用废水中原有的碳源进行短程硝化反硝化脱氮，减少了外加碳源的投加量，第三回流管路12设有第二回流泵13；mbr池7设有排水管14，通过膜的高效截留，使mbr反应系统内维持较高的微生物量，通过污泥回流泵回流高浓度的污泥，mbr具有耐冲击负荷，污泥龄长，膜分离使污水中的大分子难降解成分在生物反应器内有足够的停留时间，大大提高了难降解有机物的降解效率。一级好氧池3设有第一曝气单元15，二级好氧池6设有第二曝气单元16，mbr池7设有第三曝气单元17；一级缺氧池2设有第一搅拌机18，二级缺氧池5设有第二搅拌机19。
32.第一曝气单元15包括第一曝气盘、第一空气流量计和第一曝气泵，第二曝气单元16包括第二曝气盘、第二空气流量计和第二曝气泵，第三曝气单元17包括第三曝气盘、第三空气流量计和第三曝气泵，可以通过控制器控制曝气流量。
33.废水经过第一调节池处理调节水质及水量后，由第一调节池提升泵将污水提升进入主设备，经过气浮池1
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多级缺氧
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好氧处理，去除大部分有机物和氨氮，最后出水通过mbr池7达标排出，处理出水进入城市污水管网。本装置充分利用废水中原有的碳源进行短程硝化反硝化脱氮，减少了外加碳源的投加量，经济效果显著，经过本装置处理后的高浓度氨氮废水的氨氮去除率达到98％以上。本装置采用的处理工艺成熟稳定，投资成本适中，pn
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mbr处理效率高，能耗较低，停留时间短，氨氮去除率高，结构简单，设备占地面积小。
34.在一些具体的实施方式中，废水处理装置还包括污泥浓缩池20，污泥浓缩池20与二级缺氧池5通过第四回流管路21连接，且第四回流管路21设有第三回流泵22。污泥浓缩池20用于收集污泥，收集的污泥也可以用于进行短程硝化反硝化脱氮，可以减少外加碳源的投加量。一级好氧池3还设有放空排泥管24。
35.在一些具体的实施方式中，废水处理装置还包括设备间23，设备间23设有控制器，控制器分别与第一回流泵10、第二回流泵13、第一曝气单元15、第二曝气单元16和第三曝气单元17连接。控制器用于实时监测短程硝化反硝化反应器内的氧化还原电位值、ph值和溶解氧量并根据检测值控制生物脱氮反应的进行或停止，可以通过控制器控制曝气流量。控制器可以分别控制第一曝气单元15、第二曝气单元 16和第三曝气单元17的曝气流量，可以有效节约曝气量。
36.在一些具体的实施方式中，所述第一调节池设有第一栅格组件，所述第一栅格组
件包括用于将所述废水中的大颗粒杂质进行过滤的第一格栅以及用于去除油污的第一浮动撇油器，所述第一浮动撇油器设置于所述第一格栅的旁侧，从而可将废水中的大颗粒杂质与表面的油污过滤掉，便于后续工序的处理。
37.所述第二调节池4设有第二栅格组件，所述第二栅格组件包括用于将所述废水中的大颗粒杂质进行过滤的第二格栅以及用于去除油污的第二浮动撇油器，所述第二浮动撇油器设置于所述第二格栅的旁侧，从而可将废水中的大颗粒杂质与表面的油污过滤掉，便于后续工序的处理。
38.在一些具体的实施方式中，mbr池7包括膜架和ptfe膜组件； ptfe膜组件设置于膜架上。ptfe膜组件包括ptfe脱氨氮膜，ptfe 脱氨氮膜是通过聚四氟乙烯(通常称ptfe)中空纤维膜组件建立液/气/ 液相的高效接触系统，采用疏水ptfe中空纤维微孔膜将含氨氮废水与酸吸收液隔开，废水中的氨氮解离成气态nh3后可通过膜的ptfe膜壁上的微孔，与另一侧的酸吸收液接触并反应，从而实现废水中氨氮的高效脱除，达到排放标准。
39.在一些具体的实施方式中，进水管8设有阀门和流量计，用于调节进水的速度。
40.第一调节池和第二调节池4分别设有加药器，加药器用于第一调节池或第二调节池4内投加混凝剂。
41.在一些具体的实施方式中，mbr池7设有产水泵。在产水泵的抽吸作用下，水穿过膜而获得清澈的出水，生物絮体、悬浮物、病原体和大分子溶解性有机物等被有效截留。
42.本公开提供的废水处理系统包括上述任一技术方案的废水处理装置。
43.如图2所示，本公开实施例提供了一种废水处理方法，包括以下步骤：
44.s1，气浮处理，将废水导入气浮池1内，反应时间为10～15分，例如10分、11分、12分、13分、14分或15分等。用于除去废水中的悬浮物和油脂；
45.s2，将步骤s1处理后的废水在一级缺氧池2进行反硝化反应，达到生物脱氮的作用；
46.s3，将步骤s2处理后的废水在一级好氧池3进行硝化反应，利用好氧微生物的有机物降解作用，从而实现去除氨氮和含碳有机物，同时将一级好氧池3中的泥水混合液引入到一级缺氧池2中进行反硝化作用；
47.s4，将步骤s3处理后的废水在二级缺氧池5进行反硝化反应，进一步生物脱氮；
48.s5，将步骤s4处理后的废水在二级好氧池6进行硝化反应，进一步去除氨氮和含碳有机物，同时将二级好氧池6中的泥水混合液引入到一级缺氧池2和二级缺氧池5中进行反硝化作用；
49.s6，将步骤s5处理后的废水通入mbr池7除去废水中的有机物、氨氮、总氮以及悬浮物，同时将mbr池7中的泥水混合液引入到一级缺氧池2和二级缺氧池5中进行反硝化作用。
50.在步骤s1前还包括步骤s0，调节处理，废水在第一调节池进行水质以及水量的调节，第一调节池反应时间为1～2天；
51.在步骤s6中，反应温度为20℃～30℃，反应时间为1～2天，用于除去废水中的有机物、氨氮、总氮以及悬浮物，根据废水高碳氮比的特性，采用生物处理工艺有利于系统脱氮，同时不需要外加碳源，有效降低能耗。采用mbr工艺对于垃圾转运站废水波动大的特性，具有很好的适应性，耐冲击负荷，能够获得稳定优质的出水水质，产生剩余污泥量少，可去除氨氮及难降解有机物。
52.本公开通过耦合短程硝化反硝化和mbr的生物脱氮除磷工艺，可大大显著提高压滤液的处理效率，减少停留时间，使结构流程简单，占地面积小，可以减少曝气消耗量，提高脱氮效率。通过mbr膜的高效截留作用，使系统运行控制稳定，抗冲击负荷能力强。通过mbr膜处理强化生物脱氮工艺，将硝化控制到亚硝酸阶段，再将硝酸盐反硝化成为氮气，从而可以提高生物脱氮的效率和速率，大大节约溶解氧和反硝化需要的碳源。
53.作为优选的技术方案，mbr池7内的反应温度控制在20℃～ 30℃，例如20℃、21℃、22℃、23℃、24℃、25℃、26℃、 27℃、28℃、29℃或30℃。
54.作为优选的技术方案，mbr池7内的反应时间控制在1～2天，例如24小时、26小时、27小时、28小时、30小时、32小时、34小时、36小时、38小时、40小时、42小时、44小时、45小时、46小时或48小时等。
55.在一些具体的实施方式中，步骤s3中，控制溶解氧量在0.5～ 3mg/l，温度在29～35℃，ph在7.0～8.0；优选的，控制溶解氧量在 0.55
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2.5mg/l，温度在30～31℃，ph在7.0
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8.0之间。在一些具体的实施方式中，步骤s5中，控制溶解氧量在0.5～3mg/l，温度在29～35℃， ph在7.0～8.0；优选的，控制溶解氧量在0.55
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2.5mg/l，温度在30～ 31℃，ph在7.0
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8.0之间。实现短程硝化反硝化，提高氨氮亚硝化效率，缩短停留时间，减小了反应器体积。本方法可严格控制较低、稳定的溶解氧浓度，保证亚硝态氮积累率高且稳定，具有较高的脱氮效率，且脱氮过程中减少了曝气量，节省能耗。
56.此优选技术方案中，溶解氧量在0.5～3mg/l，例如0.5mg/l、 0.55mg/l、0.6mg/l、0.7mg/l、0.8mg/l、0.9mg/l、1mg/l、1.1mg/l、 1.2mg/l、1.3mg/l、1.4mg/l、1.5mg/l、1.6mg/l、1.7mg/l、1.8mg/l、 1.9mg/l、2mg/l、2.1mg/l、2.1mg/l、2.2mg/l、2.3mg/l、2.4mg/l、 2.5mg/l、2.6mg/l、2.7mg/l、2.8mg/l、2.9mg/l、2.95mg/l或3mg/l 等。
57.通过供氧量的变化，使反应形成好氧、缺氧和厌氧的交替，并利用了进水中的优质碳源，实现短程硝化。它可以显著降低膜生物反应器的运行能耗，提高了效率，实现在一个反应器内的脱氮功能。
58.在一些具体的实施方式中，步骤s3中，控制回流比为2～8；步骤 s5中，控制回流比为2～8。利用废水中原有的碳源进行短程硝化反硝化脱氮，减少了外加碳源的投加量。
59.综上所述，本实施例提供的废水处理装置及废水处理系统具有以下优势：
60.1耦合短程硝化反硝化和mbr的生物脱氮除磷工艺，可大大显著提高压滤液的处理效率，减少停留时间，该工艺总停留时间约3d，较短的停留时间减少了反应器的池容，有效解决了占地问题。
61.2通过控制反应条件，培养处理压滤液高浓度氨氮的专性亚硝化细菌，从而提高反应速度、有效节约曝气量和反硝化的碳源。在进水氨氮负荷为1kg nh4
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n/m3.d的条件下，氨氮亚硝化效率达到80％以上，是传统硝化工艺的5倍以上。
62.3采用了聚四氟乙烯为主要材质的mbr膜组件，该膜组件具有较高的强度，可以降低污染的速度，延长膜的使用寿命，适合高氨氮废水处理。
63.4使用本装置处理废水，可以实现有机污泥的近零排放和同步脱氮除磷，出水水质能稳定达标排放，无须增加后续深度处理设施和尾水消毒设备。
64.充分利用废水中原有的碳源进行短程硝化反硝化脱氮，减少了外加碳源的投加量，经济效果显著。
65.需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
66.以上所述仅是本公开的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本公开。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本公开将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。