一种高含盐废水生化处理装置的制作方法

1.本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种高含盐废水生化处理装置。


背景技术：

2.高含盐废水是指cl-、so42-、na 、ca2 、cu2 、zn2 、pb2 、cr2 、cd2 等阴阳离子含量较高的废水，一般情况下总含盐质量分数不低于1％，通常在5％以上，有些甚至高达20％，此类废水除了含有较高浓度的盐分外，还含有较高浓度的cod、bod、氨氮等有机污染物，有刺激性气味，有些甚至有较高的毒性。
3.一般情况下，高含盐废水需经过预处理去除或降低水中的盐分，常用的预处理除盐工艺有：(1)、物理法除盐工艺，包括热分离法(多级闪蒸、多效蒸发、膜蒸馏)、膜分离法(微滤、超滤、纳滤、反渗透)；(2)、化学法，包括离子交换法、电渗析法、电吸附法等。以上除盐工艺相对成熟，除盐效率高，但是运行成本高，能耗高。
4.经预处理后的出水再进入生化处理单元进行处理。常用的生化处理单元主要采用活性污泥法、生物膜法等处理工艺。以上生物处理工艺对水中的cod、bod、氨氮等污染物具有较高的去除效率，针对不同的污水种类，可以选择最佳的生化处理工艺。然而这些工艺对水中的盐含量要求较高，这是因为水中的盐含量过大，会严重影响微生物活性，具体如下：(1)、导致微生物脱水死亡；(2)、使微生物吸收物质过程受干扰阻断死亡；(3)、使微生物中毒死亡。
5.要想运用传统生化处理工艺，就必须将水中的盐含量降至微生物可承受范围之内，这就提高了对预处理工艺的要求，同等条件下必须选择更大处理能力的预处理除盐设备或者增加预处理除盐设备的数量等才能满足除盐要求，这无疑从很大程度上提高了处理成本，不符合节能环保的污水处理理念。
6.因此，开发一款适应于处理高含盐废水中有机物污染物的生化处理装置迫在眉睫。在高含盐状态下，能够培养出适应于待处理废水的噬盐菌(指菌体生长需要一定的盐浓度，且在一定盐浓度的环境中生长最佳的微生物)，并且对盐分的冲击有较强的耐受力。有研究表明，常规生物法，包括传统的活性污泥法、sbr法、接触氧化法、生物转盘法等，只有在盐含量较低情况下培养出耐盐菌，但是很难培养出嗜盐菌；此外，实际高盐废水水质不稳定，盐度波动大，盐度的骤增骤减都会引起生物系统的失效，这也是现今亟需解决的难题之一。


技术实现要素：

7.为此，本发明提供一种高含盐废水生化处理装置，以解决现有技术中的一个或多个问题。
8.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
9.一种高含盐废水生化处理装置，包括：
10.池体，所述池体内自下而上依次设有配水区、填料区和压顶水层区，所述填料区内
填充有多孔的生物挂膜填料；
11.进水曝气单元，包括曝气筒、曝气头和正常进水管，所述曝气筒的下端与所述池体的底部抵接，所述曝气筒的上端依次穿过所述配水区、填料区和压顶水层区并高出所述压顶水层区，所述曝气筒的下段设有过水孔以与所述配水区连通，所述曝气头设置于所述曝气筒内且位于所述曝气筒的中下段，所述正常进水管的一端与所述曝气筒的上端连通。
12.进一步地，所述进水曝气单元还包括曝气管道，所述曝气管道的下端连接所述曝气头，所述曝气管道的上端位于所述曝气筒外以连接气源或气源管道。
13.进一步地，所述填料区包括支撑板和位于所述支撑板上侧的填料层，所述支撑板横向设置于所述池体内，所述支撑板与所述池体的底部之间设有间距形成所述配水区，所述生物挂膜填料散落于所述支撑板、曝气筒以及池体形成的容纳空间内形成所述填料层。
14.进一步地，所述支撑板设有均匀分布的透水孔。
15.进一步地，所述池体外周侧固定有收水槽，所述收水槽位于所述池体的上段，所述池体设有出水孔，所述出水孔的高度高于所述填料层的顶部，所述出水孔与所述填料层顶部之间为所述压顶水层区，所述收水槽与所述压顶水层区通过所述出水孔连通，所述收水槽下设有正常出水管，所述正常出水管的上端与所述收水槽的槽底连通，所述正常出水管的下端设有阀门。
16.进一步地，所述池体外侧设有与所述填料层连通的反洗进气管以及与所述配水区连通的反洗进水管，所述反洗进气管和反洗进水管上均设有阀门，所述正常出水管的侧部接有反洗出水管，所述反洗出水管的下端设有阀门。
17.进一步地，所述进水曝气单元设有一个或多个，多个所述进水曝气单元在所述池体内间隔分布或均匀分布。
18.进一步地，每个所述曝气管设有多个所述过水孔，多个所述过水孔沿所述曝气筒的周侧间隔分布或均匀分布。
19.本发明具有如下优点：
20.本发明提供的高含盐废水生化处理装置，可在高含盐情况下(含盐量5-10％)培养出适应于处理目标废水的嗜盐菌，该嗜盐菌抗冲击负荷能力较强；可减少预处理除盐工艺的投资，降低处理成本；在高含盐状态下，可以同时去除cod、bod、氨氮、硝酸盐氮、磷酸盐等污染物质。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
22.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。
23.图1为本发明具体实施方式提供的一种高含盐废水生化处理装置的结构示意图。
24.图中：
25.1-池体，11-配水区，12-填料区，121-支撑板，122-填料层，13-压顶水层区，14-收水槽，15-正常出水管，16-反洗进气管，17-反洗进水管，18-反洗出水管；
26.2-进水曝气单元，21-曝气筒，211-过水孔，22-曝气管道，23-曝气头，24-正常进水管。
具体实施方式
27.以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
28.本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
29.如图1所示，一种高含盐废水生化处理装置，包括池体1和进水曝气单元2。
30.根据实际项目情况，池体1既可以做成钢筋混凝土池体1，也可以做成一体化撬装设备。池体1内自下而上依次设有配水区11、填料区12和压顶水层区13。填料区12内填充有多孔的生物挂膜填料，生物挂膜填料含有较多的孔隙且孔隙较大，利于嗜盐菌的生长。在本实施例中，填料区12包括支撑板121和位于支撑板121上侧的填料层122；支撑板121横向设置于池体1内，支撑板121设有均匀分布的透水孔(图中未示出)，支撑板121与池体1的底部之间设有间距从而形成配水区11；生物挂膜填料散落于支撑板121、曝气筒21以及池体1形成的容纳空间内形成填料层122。池体1外周侧固定有收水槽14，收水槽14位于池体1的上段；池体1设有出水孔(图中未示出)，出水孔的高度高于填料层122的顶部，出水孔与填料层122顶部之间为压顶水层区13；收水槽14与压顶水层区13通过出水孔连通；收水槽14下设有正常出水管15，正常出水管15的上端与收水槽14的槽底连通，正常出水管15的下端设有阀门；其中，“正常”与“反洗”是两个相对立的工作状态。
31.进水曝气单元2，包括曝气筒21、曝气管道22、曝气头23和正常进水管24。曝气筒21的下端与池体1的底部抵接，曝气筒21的上端依次穿过配水区11、填料区12和压顶水层区13并高出压顶水层区13；曝气筒21需穿过支撑板121，因此支撑板121的相应位置应该设有与曝气筒21相适配的穿孔；曝气筒21的下段设有过水孔211，过水孔211位于配水区11内，以使曝气筒21与配水区11连通；每个曝气管设有多个过水孔211，多个过水孔211沿曝气筒21的周侧间隔分布或均匀分布。曝气管道22的上端位于曝气筒21外以连接气源或气源管道，曝气管道22的下端位于曝气筒21的中下段。曝气头23连接在曝气管道22的下端。正常进水管24的一端与曝气筒21的上端连通，另一端水泵等连接以输送高含盐废水；进水管与曝气筒21连接的位置高于压顶水层区13。进水曝气单元2设有一个或多个，视池体1大小以及含盐量等而定；设有多个时，多个进水曝气单元2在池体1内间隔分布或均匀分布。
32.高含盐废水通过正常进水管24进入曝气筒21内(也称为温和曝气区、独立曝气区、中心曝气区、直接曝气区等)进行曝气充氧，经过充分充氧后的混合水通过过水孔211进入到配水区11，由于存在水位差(曝气筒21内水柱高于压顶水层区13的液面)，混合水在自身
推动力下缓慢的流经填料区12，在填料区12的生物挂膜填料上培养出适应于待处理废水的嗜盐菌，嗜盐菌不断的氧化分解水中的cod、bod、氨氮、磷酸盐等污染物质，经过处理后的废水通过压顶水层区13进入到收水槽14，然后通过正常出水管排至指定地点。
33.装置运行一段时间后，由于截留的水中的悬浮物以及脱落的生物膜等会影响处理效果，因此必须借助反洗方式恢复运行效果，因此，池体1外侧设有与填料层122连通的反洗进气管16以及与配水区11连通的反洗进水管17，反洗进气管16和反洗进水管17上均设有阀门，正常出水管15的侧部接有反洗出水管18，反洗出水管18的下端设有阀门。压缩风通过反洗进气管16松动填料层122(也称为生物床层、生物反应区)，反洗水通过反洗进水管17进入填料层122，冲掉截留的悬浮物和微生物膜，然后通过反洗出水管18排出；反洗完成后，重新进入正常运行模式。
34.该装置的运行原理如下：采用温和曝气区和特殊的生物挂膜填料，首先废水在温和曝气区与氧气充分混合，形成高溶氧水，然后缓慢的流经多孔生物挂膜填料，避免了直接曝气对生物床层的冲刷(主要是保证了生物挂膜填料趋于静止)，噬盐菌生存环境相对静止，可以快速的培养出适合于待处理废水的噬盐菌。温和曝气区不仅可以为待处理废水提供氧气，还可以根据需要(一般根据水中具体的含盐量情况，设置不同的上升流速，上升流速通过调节曝气量的大小调节上升流速)控制循环水量，增加污水与嗜盐菌的接触次数，提高处理效率；例如根据需要设置不同数量的进水曝气单元2来实现控制循环水量的目的(或者说：通过曝气量的控制来调节循环水量，从空间上延长污水与嗜盐菌的接触，提高处理效率)。运用此装置培养嗜盐菌采用了温和曝气和特殊的生物挂膜填料相结合的方式，培养的嗜盐菌具有特殊的蛋白质和细胞壁结构，其上含有大量的带负电菏的氨基酸和脂类物质，使细菌细胞内能积累大量带正电荷的物质(如na'、k'等)；该嗜盐菌细胞壁没有肽聚糖，取而代之的是伪肽聚糖和糖蛋白，糖蛋白中的酸性氨基酸含量高；在积累钾离子的嗜盐菌蛋白质中含有高比例的酸性氨基酸，这些氨基酸残基在蛋白质的表面形成负电屏蔽，从而促进了蛋白质的稳定性，从而使得该环境下培养出的嗜盐菌具有较高的耐冲击负荷能力，在高含盐状态下能够保持正常的生物活性，氧化分解水中的有机物、氨氮、磷酸盐等物质，从而达到处理高盐废水中有机污染物的目的。如此，经过处理后的废水即可达标排放，而运用此装置则可大大减轻预处理工艺的负荷，降低预处理的投资成本。
35.与现有技术相比较具有以下有益效果：
36.(1)、采用独立的曝气区，即直接曝气区与生物床层相对独立，避免了直接曝气对生物床层的扰动，生物床层相对静止，为嗜盐菌的生长提供了温和的生存环境；嗜盐菌附着力强，不易流失。
37.(2)、能够快速培养出适合于待处理废水的嗜盐菌，能够很大程度上缩短驯化时间，快速的进入正常运行状态。
38.(3)、可以处理含盐量介于5％～10％的高含盐废水，因此减少预处理除盐装置的投资，大大降低运行成本。
39.(4)、属于生化处理装置，运行维护简单、方便。
40.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。