本實(shí)用新型屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于新型填料的工業(yè)廢水同步脫氮除磷去硫的裝置。

背景技術(shù)：

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城鎮(zhèn)化的加快，對(duì)工業(yè)產(chǎn)品的種類(lèi)以及數(shù)量需求越來(lái)越大，造成大量的工業(yè)生產(chǎn)廢水被排出。一般而言，工業(yè)廢水具有如下特點(diǎn)：工業(yè)廢水污染程度高，水質(zhì)成分復(fù)雜，水質(zhì)水量變化大，有毒有害物質(zhì)多，如鹵素化合物、硝基化合物以及具有殺菌作用的分散劑或表面活性劑，廢水色度、鹽度高，氮磷硫等含量高，可生化性差，處理難度極高。國(guó)家頒發(fā)的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GBA18918-2002）中，一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)：工業(yè)廢水中的COD≤50mg/L，NH₃-N≤5mg/L，TN≤5mg/L，TP量≤0.5mg/L。

當(dāng)前工業(yè)廢水處理工藝主要由預(yù)處理工藝生化處理工藝和深度處理工藝組成。由于污染物多是有機(jī)硫化物、磷化物、氮化物、芳香族等溶解性物質(zhì)，采用一般的物化預(yù)處理工藝很難將這些有機(jī)化合物降解，導(dǎo)致下一步常規(guī)的生化處理難以使出水達(dá)標(biāo)，通常需采用流程很長(zhǎng)的生物工藝進(jìn)行處理，才能使出水達(dá)標(biāo)排放，直接導(dǎo)致構(gòu)筑物投資大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作運(yùn)行管理繁瑣、污泥產(chǎn)量大、處理成本高，從而限制了工藝流程冗長(zhǎng)的生物處理工藝在工業(yè)廢水處理中的大規(guī)模應(yīng)用。

目前，針對(duì)工業(yè)廢水，尚未成功開(kāi)發(fā)出占地面積小、耗能低、污泥減量明顯、處理效能高、運(yùn)行成本低的處理工藝和設(shè)備；為解決上述技術(shù)問(wèn)題，需要研發(fā)一種新型的工業(yè)廢水處理裝置及方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的所述缺陷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型目的在于提供一種占地面積小、耗能低、污泥減量明顯、處理效能高、運(yùn)行成本低的基于新型填料的工業(yè)廢水脫氮除磷去硫裝置。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下：一種基于新型填料的工業(yè)廢水脫氮除磷去硫裝置，所述的裝置由池體所組成，池體上安裝有配電自控柜、離心泵、酸堿調(diào)節(jié)桶和空壓機(jī)，池體由相互隔離的調(diào)節(jié)室、曝氣室及沉淀室依次連接而成，所述調(diào)節(jié)室的上部設(shè)有進(jìn)水口，調(diào)節(jié)室通過(guò)離心泵和管路與曝氣室的下部相連通，所述的曝氣室內(nèi)均勻分布有多根垂直安裝的新型填料，所述新型填料由無(wú)機(jī)柔性纖維類(lèi)材料制成，曝氣室的底部設(shè)有曝氣器，所述的曝氣器安裝在多根新型填料之間的間隙內(nèi)，曝氣室上部通過(guò)管路與沉淀室連通，所述曝氣器安裝在曝氣室的底部，沉淀池的頂部設(shè)有清水出口。

作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，單根所述的填料上均勻分布有多個(gè)由無(wú)機(jī)柔性纖維所組成的纖維束；所述的無(wú)機(jī)柔性纖維類(lèi)材料為玻璃纖維、碳纖維和玄武巖纖維中的一種，所述的無(wú)機(jī)柔性纖維類(lèi)填料優(yōu)選為玄武巖纖維，所述玄武巖纖維的單絲直徑為7～21μm，所述玄武巖纖維束的直徑為10～40cm。

作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述的調(diào)節(jié)室內(nèi)設(shè)有自動(dòng)加熱系統(tǒng)、微孔曝氣器、浮球液位計(jì)和離心泵，所述的微孔曝氣器和曝氣器均連接在空壓機(jī)上，所述的浮球液位計(jì)和離心泵連接在配電自控柜上。通過(guò)浮球液位計(jì)、離心泵與配電控制柜的聯(lián)動(dòng)，保證調(diào)節(jié)池在無(wú)足夠水位的情況下自動(dòng)停泵，以防泵以及自動(dòng)加熱系統(tǒng)的損壞；通過(guò)微孔曝氣器來(lái)保證被處理廢水水質(zhì)水量均勻。

作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述的曝氣室內(nèi)設(shè)有溶解氧在線傳感器和在線pH計(jì)，所述的在線pH計(jì)通過(guò)酸堿計(jì)量泵連接在酸堿調(diào)節(jié)桶上，所述的溶解氧在線傳感器、在線pH計(jì)和酸堿計(jì)量泵均連接在配電自控柜上。

作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述的曝氣器為上升流曝氣器。所述上升流曝氣器是基于航空動(dòng)力學(xué)，利用曝氣器內(nèi)部的負(fù)壓，將活性污泥吸入其中，然后通過(guò)該曝氣器內(nèi)壁的交叉板形成的強(qiáng)烈旋渦攪動(dòng)空氣和活性污泥，同時(shí)空氣和活性污泥被類(lèi)似蘑菇型的結(jié)構(gòu)破碎，極大促進(jìn)氧的溶解，同時(shí)形成流速高的上向流。此外，該曝氣器不易堵塞、使用時(shí)間長(zhǎng)達(dá)15年。

作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述的沉淀室內(nèi)設(shè)有豎流式沉淀模塊，所述的豎流式沉淀模塊由圓形中心筒和錐形沉泥斗組成，錐形沉泥斗安裝在圓形中心筒的下方。

作為本實(shí)用新型的一種改進(jìn)，所述的沉淀室的底部設(shè)有排空管，排空管上設(shè)有兩根分支管路，一根分支管路通過(guò)污泥回流泵連接在曝氣室，另一根分支管路連接污泥排空口。

本實(shí)用新型中的基于新型填料的工業(yè)廢水脫氮除磷去硫裝置的處理方法，所述的處理方法包括如下步驟：

1）將工業(yè)廢水通過(guò)廢水進(jìn)口通入調(diào)節(jié)室，打開(kāi)微孔曝氣器和空壓機(jī)，通過(guò)自動(dòng)加熱系統(tǒng)控制調(diào)節(jié)室內(nèi)的水溫為28～35℃，通過(guò)溶解氧在線傳感器控制曝氣室內(nèi)的溶解氧濃度為0.5～1.0mg/L；

2）通過(guò)離心泵和管路將調(diào)節(jié)室中的工業(yè)廢水輸入至曝氣室，打開(kāi)曝氣器，通過(guò)在線pH計(jì)、酸堿計(jì)量泵、自控柜等聯(lián)動(dòng)自動(dòng)控制曝氣室內(nèi)的pH為7.0~7.5；

3）曝氣室上部的廢水通過(guò)管路輸入至沉淀室中，通過(guò)圓形中心筒和錐形沉泥斗組合沉淀，圓形中心筒的上方得到處理后的上清液，錐形沉泥斗內(nèi)得到沉降的污泥，系統(tǒng)裝置運(yùn)行一定天數(shù)后，填料上形成微生物聚集體；

4）將沉降的污泥部分通過(guò)污泥回流泵回流輸入曝氣室，另一部分污泥則定期排出。

步驟2）的操作過(guò)程中，曝氣室內(nèi)氣水泥混合均勻，在填料兩側(cè)形成上升流和下降流，新填料在這種水力及微生物所產(chǎn)生胞外聚合物的綜合作用下相互交錯(cuò)纏繞，對(duì)微生物進(jìn)行包裹和支撐，形成直徑不低于10cm的微生物聚集體；在這種大尺寸生物聚集體外表面進(jìn)行有氧反應(yīng)，主要為硝化、碳化以吸磷作用，在生物聚集體外表面向內(nèi)的中間層，則進(jìn)行缺氧反應(yīng)，主要為反硝化作用，而在生物聚集體最內(nèi)表面，主要利用厭氧菌的作用，使有機(jī)物發(fā)生水解、酸化和甲烷化，將大分子轉(zhuǎn)化降解為小分子有機(jī)物，硫酸還原菌能將硫酸根轉(zhuǎn)化為硫化氫，同時(shí)厭氧的聚磷菌在厭氧環(huán)境下釋放磷，以便后續(xù)新型填料中間層以及其外表面進(jìn)行缺氧和好氧處理。曝氣室處理后的混合液由上部管道收集進(jìn)入沉淀室，經(jīng)沉淀室內(nèi)的豎流式沉淀模塊，可有效的沉淀曝氣室所帶出的含磷污泥。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：本實(shí)用新型的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積小、耗能低、污泥減量明顯、處理效能高、運(yùn)行成本低。

1）裝置系統(tǒng)可以承受較高的污泥濃度8～15g/L，增加單位池容處理能力，可縮短系統(tǒng)的HRT，提高處理負(fù)荷；

2）曝氣室可以在低溶氧條件下運(yùn)行，能耗節(jié)約明顯；

3）曝氣室內(nèi)的新型填料能在水力及微生物所產(chǎn)生胞外聚合物等綜合作用下，能形成厚度可觀、微生物種類(lèi)豐富以及微生物群落會(huì)呈現(xiàn)明顯分層的三維多膜層結(jié)構(gòu)，可以在一個(gè)反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)脫氮除磷去硫；

4）在形成的大尺寸生物聚集體中還棲息有原后生動(dòng)物以及小動(dòng)物，形成完整的食物鏈，大幅減少污泥產(chǎn)量，大大節(jié)省污泥處置成本；

5）與常規(guī)的A/O、A²/O、A^2/O²等多種曝氣器組合工藝相比，本裝置系統(tǒng)工藝流程短、投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，污泥減量明顯，處理效能高、管理簡(jiǎn)單，易于推廣應(yīng)用；

6）本處裝置及方法可以廣泛應(yīng)用于各類(lèi)廢水處理，包括化工、印染、制藥廢水。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的裝置工藝流程示意圖。

圖2為本實(shí)用新型裝置反應(yīng)器的俯視圖。

其中，1 池體；2 調(diào)節(jié)室；3 曝氣室；4 沉淀室；5 污泥回流管；6 自動(dòng)加熱系統(tǒng)；7 微孔曝氣器；8 浮球液位計(jì)；9 離心泵；10 配電自控柜；11 填料；12 曝氣器；13溶解氧在線傳感器；14 在線pH計(jì)；15 酸/堿計(jì)量泵；16 豎流式沉淀模塊；17 圓形中心筒；18 錐形沉泥斗；19 排空管；20 酸/堿調(diào)節(jié)桶；21 空壓機(jī)；22 污泥回流泵。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖說(shuō)明和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。

實(shí)施例1：如圖1和2所示的一種基于新型填料的工業(yè)廢水脫氮除磷去硫裝置，所述的裝置由池體1所組成，所述的池體1由相互隔離的調(diào)節(jié)室2、曝氣室3及沉淀室4依次連接而成，所述的池體上配置有配電自控柜10、離心泵9、酸堿調(diào)節(jié)桶20和空壓機(jī)21，調(diào)節(jié)室2的上部設(shè)有廢水進(jìn)口，所述調(diào)節(jié)室2通過(guò)離心泵9和管路連接在曝氣室3的下部，曝氣室3的上部設(shè)有管路連通沉淀室4，所述的曝氣室3內(nèi)均勻分布有多根垂直安裝的填料11，填料11之間設(shè)有曝氣器12，所述的曝氣器12安裝在曝氣室3的底部，沉淀室4的頂部設(shè)有清水出口，所述的填料11由無(wú)機(jī)柔性纖維類(lèi)材料所制成。

實(shí)施例2：如圖1和2所示，本實(shí)用新型的單根所述的填料11上均勻分布有多個(gè)由無(wú)機(jī)柔性微米級(jí)纖維所組成的纖維束；所述纖維束由無(wú)機(jī)柔性纖維所組成；所述無(wú)機(jī)柔性纖維包括玻璃纖維、碳纖維、玄武巖纖維等；所述的無(wú)機(jī)柔性纖維類(lèi)填料優(yōu)選為玄武巖纖維，所述玄武巖纖維的單絲直徑為7～21μm，所述玄武巖纖維束的直徑為10～40cm。

實(shí)施例3：如圖1和2所示，本實(shí)用新型所述的調(diào)節(jié)室2內(nèi)設(shè)有自動(dòng)加熱系統(tǒng)6、微孔曝氣器7、浮球液位計(jì)8和離心泵9，所述的微孔曝氣器7和曝氣器12均連接在空壓機(jī)21上，所述的浮球液位計(jì)8和離心泵9連接在配電自控柜10上。通過(guò)浮球液位計(jì)8、離心泵9與配電控制柜10的聯(lián)動(dòng)，保證調(diào)節(jié)池2在無(wú)足夠水位的情況下自動(dòng)停泵，以防離心泵9以及自動(dòng)加熱系統(tǒng)6的損壞；通過(guò)微孔曝氣器7來(lái)保證被處理廢水水質(zhì)均勻。

實(shí)施例4：如圖1和2所示，本實(shí)用新型所述的曝氣室內(nèi)設(shè)有溶解氧在線傳感器13和在線pH計(jì)14，所述的在線pH計(jì)14通過(guò)酸堿計(jì)量泵15連接在酸堿調(diào)節(jié)桶20上，所述的溶解氧在線傳感器13、在線pH計(jì)14和酸堿計(jì)量泵15均連接在配電自控柜10上。本實(shí)用新型所述的曝氣器12為上升流曝氣器。

實(shí)施例5：如圖1和2所示，本實(shí)用新型所述的沉淀室4內(nèi)設(shè)有豎流式沉淀模塊16，所述的豎流式沉淀模塊16由圓形中心筒17和錐形沉泥斗18組成，錐形沉泥斗18安裝在圓形中心筒17的下方。

實(shí)施例6：如圖1和2所示，本實(shí)用新型所述的沉淀室的底部設(shè)有排空管，排空管上設(shè)有兩根分支管路，一根分支管路通過(guò)污泥回流泵連接在曝氣室，另一根分支管路連接污泥排空口。

實(shí)施例7：采用本實(shí)用新型的裝置和處理方法，以來(lái)自常州某精細(xì)化工企業(yè)排放的廢水為處理對(duì)象，首先經(jīng)過(guò)格柵等物化預(yù)處理，然后采用上述裝置進(jìn)行脫氮除磷去硫處理；其進(jìn)水水質(zhì)如下表所示：

經(jīng)預(yù)處理的化工廢水由調(diào)節(jié)池經(jīng)泵提升至由曝氣室下部管道進(jìn)入曝氣室。曝氣室內(nèi)設(shè)置了單絲直徑為13μm的玄武巖纖維填料，玄武巖纖維束的直徑為15cm，底部設(shè)置的上升流曝氣器使氣水混合均勻，在玄武巖纖維填料兩側(cè)形成上升流和下降流，控制溶解氧濃度為1.0 mg/L，馴化培養(yǎng)13天左右形成直徑為10cm的微生物聚集體。工業(yè)廢水經(jīng)曝氣室處理后由上部管道收集進(jìn)入沉淀室。沉淀室最終排放的上清液COD約35 mg/L，NH₃-N含量1.8mg/L，TP含量0.3mg/L，TN含量3.8mg/L，SO₄^2-含量29.8mg/L優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GBA18918-2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)（化學(xué)需氧量50mg/L，氨氮含量5mg/L，總磷含量0.5mg/L，總氮含量15mg/L）。

實(shí)施例8：采用本實(shí)用新型的裝置和處理方法，以來(lái)自新疆某生產(chǎn)企業(yè)排放的印染廢水為處理對(duì)象，首先經(jīng)過(guò)格柵等物化預(yù)處理，然后采用上述裝置進(jìn)行脫氮除磷去硫處理；其進(jìn)水水質(zhì)如下表所示：

經(jīng)預(yù)處理的印染廢水由調(diào)節(jié)池經(jīng)泵提升至由曝氣室下部管道進(jìn)入曝氣室。曝氣室內(nèi)設(shè)置了單絲直徑為7μm的玄武巖纖維填料，填料單束直徑為24cm，底部設(shè)置的曝氣器使氣水混合均勻，在玄武巖纖維填料兩側(cè)形成上升流和下降流，控制溶解氧濃度為0.8 mg/L，馴化培養(yǎng)10天左右形成直徑為12cm的微生物聚集體。工業(yè)廢水經(jīng)曝氣室處理后由上部管道收集進(jìn)入沉淀室。沉淀室最終排放的上清液COD約29 mg/L，NH₃-N含量0.8mg/L，TP含量0.2mg/L，TN含量2.4mg/L，SO₄^2-含量18.9mg/L，優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GBA18918-2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)（化學(xué)需氧量50mg/L，氨氮含量5mg/L，總磷含量0.5mg/L，總氮含量15mg/L）。

實(shí)施例9：采用本實(shí)用新型的裝置和處理方法，以來(lái)自河南駐馬店某制藥企業(yè)排放的廢水為處理對(duì)象，首先經(jīng)過(guò)格柵等物化預(yù)處理，然后采用上述裝置進(jìn)行脫氮除磷去硫處理，其進(jìn)水水質(zhì)下表所示：

經(jīng)預(yù)處理的制藥廢水由調(diào)節(jié)池經(jīng)泵提升至由曝氣室下部管道進(jìn)入曝氣室。曝氣室內(nèi)設(shè)置了單絲直徑為19μm的玄武巖纖維填料，填料單束直徑為36cm，底部設(shè)置的曝氣器使氣水混合均勻，在玄武巖纖維填料兩側(cè)形成上升流和下降流，控制溶解氧濃度為0.5 mg/L，馴化培養(yǎng)15天左右形成直徑為13cm的微生物聚集體。工業(yè)廢水經(jīng)曝氣室處理后由上部管道收集進(jìn)入沉淀室。沉淀室最終排放的上清液COD約41 mg/L，NH₃-N含量3.2mg/L，TP含量0.2mg/L，TN含量4.1mg/L，SO₄^2-含量42.6mg/L優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GBA18918-2002）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)（化學(xué)需氧量50mg/L，氨氮含量5mg/L，總磷含量0.5mg/L，總氮含量15mg/L）。

需要說(shuō)明的是，上述僅僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并非用來(lái)限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上所做出的任意組合或等同變換均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。