一種處理高濃度氨氮廢水的裝置以及用該裝置處理高濃度氨氮廢水的工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種污水處理的裝置以及用該裝置的工藝，本發(fā)明的技術(shù)方案：一種處理高濃度氨氮廢水的裝置，其特征在于：包括有沉淀池、穩(wěn)定池、生物濾池、氣化高效硝化反應(yīng)器和蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器，工藝的技術(shù)方案是，污水進(jìn)入上述裝置后，首先經(jīng)過沉淀池而攔截污水中的大部分懸浮物質(zhì)，而后污水進(jìn)入穩(wěn)定池，在穩(wěn)定池中的污水通過泵提升到生物濾池中處理后回流到穩(wěn)定池中，形成內(nèi)循環(huán)，穩(wěn)定池中的外溢污水進(jìn)入氣化高效硝化反應(yīng)器，硝化之后的穩(wěn)定污水外溢進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器中最終形成固態(tài)的產(chǎn)物。通過上述方案，本發(fā)明提供一種提高處理效果并實(shí)現(xiàn)資源化的一種處理高濃度氨氮廢水的裝置以及用該裝置處理高濃度氨氮廢水的工藝。
【專利說明】一種處理高濃度氨氮廢水的裝置以及用該裝置處理高濃度氨氮廢水的工藝
[0001]
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及一種污水處理的裝置以及用該裝置的工藝。
技術(shù)背景
[0003]污水中的氨氮是引起水體富營養(yǎng)化的主要因素之一，在現(xiàn)有的污水處理工藝中，必須對氨氮進(jìn)行充分的去除，以保證處理出水的生態(tài)安全性。
[0004]目前，尿液、沼液、氨合成工藝廢水、垃圾滲濾液等高濃度氨氮廢水的常見處理方法有吹脫、吸附、鳥糞石結(jié)晶、電催化氧化、生物硝化-反硝化、生態(tài)處理、反滲透等工藝，然而目前的高濃度氨氮廢水處理工藝還存在以下一些問題:1、對于最常用的生物硝化-反硝化工藝來說，高濃度氨氮廢水在硝化之后會(huì)形成亞硝酸鹽氮，并使得廢水的PH值下降，抑制了硝化菌的硝化功能，從而使得硝化作用不徹底，且硝化過程中需要大量曝氣，而曝氣過程中水-液界面氧的傳質(zhì)效果如何提高一直是個(gè)難題，另外在反硝化過程中，需要添加碳源以保證反應(yīng)的進(jìn)行，這就提高了處理成本，且氨氮無法實(shí)現(xiàn)資源化；2、對于吹脫工藝來說，首先需要加堿調(diào)節(jié)廢水的PH值以保證吹脫過程的發(fā)生，同時(shí)吹脫的氨氮需要用酸吸收，且吹脫之后的廢水仍然還有一定量的氨氮，需要進(jìn)一步處理以保證出水的達(dá)標(biāo)，此外吸收液的資源化目前也沒有很好的途徑；3、對于吸附工藝和電催化氧化工藝來說，處理過程中吸附劑或電耗消耗量較大，處理成本較高，因而該工藝難以推廣，且氨氮無法實(shí)現(xiàn)有效的資源化；4、對于鳥糞石結(jié)晶工藝及反滲透工藝來說，雖然處理效果較好，且產(chǎn)物可以資源化，但同樣存在處理成本過高的問題；5、對于生態(tài)處理工藝來說，其占地面積較大，在城市中難以實(shí)施。
`[0005]針對現(xiàn)有高濃度氨氮廢水處理工藝的不足，有必要開發(fā)高效低成本的工藝，即實(shí)現(xiàn)對廢水中氨氮的有效處理，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對氨氮的資源化利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明克服現(xiàn)有高濃度氨氮廢水處理技術(shù)存在的問題，提供一種提高處理效果并實(shí)現(xiàn)資源化的一種處理高濃度氨氮廢水的裝置以及用該裝置處理高濃度氨氮廢水的工藝。
[0007]實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的裝置采用如下技術(shù)方案:一種處理高濃度氨氮廢水的裝置，其特征在于:包括有沉淀池、穩(wěn)定池、生物濾池、氣化高效硝化反應(yīng)器和蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器，其中氣化高效硝化反應(yīng)器包括有密閉的容器、種植籃、硝化袋和霧化泵，其中種植籃設(shè)置在密閉容器上部或\和側(cè)面，種植籃的籃體上設(shè)置有孔眼，種植籃內(nèi)種植有發(fā)達(dá)根系的植物，所述硝化袋掛設(shè)在容器內(nèi)，所述蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器包括有箱體、太陽能加熱板、冷凝水收集槽、多層蒸發(fā)盤、通風(fēng)管和風(fēng)力抽風(fēng)裝置，其中太陽能加熱板設(shè)置在箱體的上側(cè)面，多層蒸發(fā)盤設(shè)置在箱體的進(jìn)水口處，且多層蒸發(fā)盤成階梯狀，所述通風(fēng)管設(shè)置在箱體上側(cè)，風(fēng)力抽風(fēng)裝置設(shè)置在通風(fēng)管處。[0008]通過上述方案，本發(fā)明的效果是:高濃度氨氮污水由沉淀池、穩(wěn)定池、生物濾池、氣化高效硝化反應(yīng)器、蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器等5個(gè)單元組成一套新型處理裝置，污水進(jìn)入上述裝置時(shí)，首先經(jīng)過沉淀池的攔截作用去除污水中的大部分懸浮物質(zhì)；而后污水進(jìn)入穩(wěn)定池，在穩(wěn)定池中的污水通過泵提升到生物濾池中處理后回流到穩(wěn)定池中，形成內(nèi)循環(huán)，并在內(nèi)循環(huán)的過程中去除大部分有機(jī)物并進(jìn)行一定程度的硝化反應(yīng)；穩(wěn)定池中的外溢污水進(jìn)入氣化高效硝化反應(yīng)器，在氣化高效硝化反應(yīng)器中，高濃度氨氮污水通過氣化泵及噴頭的作用進(jìn)行循環(huán)霧化，在霧化的過程中，氣化高效硝化反應(yīng)器中懸掛的復(fù)合填料中的硝化菌及生長的植物根系上的硝化菌與污水具有良好的氣-液-固交換界面，從而提高其傳質(zhì)效果，達(dá)到快速硝化的目的，硝化之后的外溢污水進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器，在蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器中，通過熱空氣蒸發(fā)將硝化之后的污水最終形成固態(tài)的產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)資源化。
[0009]本裝置技術(shù)方案的進(jìn)一步設(shè)置是:所述穩(wěn)定池的上側(cè)開設(shè)有出水管，該出水管接入氣化高效硝化反應(yīng)器，所述種植籃中設(shè)置有由活性炭顆粒與沸石顆粒按體積比1:1配制的混合填料，活性炭顆粒及沸石顆粒粒徑大于1cm，種植籃開有的孔眼的直徑為0.8—1.5cm，所述硝化袋內(nèi)的填料由硝化菌包埋固定化填料、沸石、活性炭顆粒按照體積比1:1:1混合而成，且上述填料粒徑均大于lcm，硝化菌包埋固定化填料由聚乙烯醇包埋法或海藻酸鈣包埋法進(jìn)行固定，顆粒內(nèi)包埋硝化菌濃度大于IO6個(gè)/cm3，硝化袋為尼龍材質(zhì)，形狀為長方體，袋子表面開設(shè)有直徑0.8-lcm的孔，硝化袋填充硝化填料后厚度不超過3 cm,在氣化高效硝化反應(yīng)器中硝化袋占據(jù)內(nèi)部空間體積大于20%以上；所述蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器的箱體可由水泥、金屬板或塑料板構(gòu)成，箱體的壁面為為兩層支撐材料內(nèi)部填充一層保溫棉形成，箱體內(nèi)側(cè)表面涂有黑色吸熱涂層。
[0010]上述進(jìn)一步方案的效果是:1、通過氣化高效硝化反應(yīng)器四側(cè)植物種植籃、硝化袋及特定植物的設(shè)置，可以保證反應(yīng)器中有一定數(shù)量的填料及懸空生長的根系，保證了可供大量硝化菌生長的界面；2、多次循環(huán)霧化的操作方式，可以保證進(jìn)入污水中的氨氮被充分硝化；3、種植籃中填料的活性炭及沸石，可以吸附污水中的臭氣及氨氮，并且吸附的氨氮被植物根系及種植籃中填料表面生長的硝化菌及其他細(xì)菌的作用下，將氨氮轉(zhuǎn)化成為硝態(tài)氮，并將臭味去除；4、氣化高效硝化反應(yīng)器中設(shè)置的特定植物，不僅具有一定的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，可以實(shí)現(xiàn)資源化利用，而且這 些植物非常適合在霧化條件下生長，根系十分發(fā)達(dá)且適合硝化菌生長，從而提高硝化效果；5、硝化袋中設(shè)置填料可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)吸附污水中氨氮并降解氨氮、吸附臭味物質(zhì)并降解臭味物質(zhì)等功能，避免污水處理過程中臭味物質(zhì)的揮發(fā)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)快速硝化；6、種植籃及硝化袋中放置沸石，可以起到吸附氨氮的作用，對進(jìn)入高濃度氨氮具有抗沖擊的作用；7、以霧化進(jìn)行氣-液-固傳質(zhì)的方式，大大降低了對包埋固定化填料的沖擊力，解決了傳統(tǒng)鼓風(fēng)曝氣對放置在污水中的包埋固定化填料沖擊過大引起填料破碎的問題；8、所述的蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)保證蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器的內(nèi)部保溫功能，內(nèi)表面涂有黑色顏料，以充分吸收太陽能。
[0011]本發(fā)明利用上述裝置后的工藝技術(shù)方案是:污水進(jìn)入上述裝置后，首先經(jīng)過沉淀池而攔截污水中的大部分懸浮物質(zhì)，而后污水進(jìn)入穩(wěn)定池，在穩(wěn)定池中的污水通過泵提升到生物濾池中處理后回流到穩(wěn)定池中，形成內(nèi)循環(huán)，穩(wěn)定池中的外溢污水進(jìn)入氣化高效硝化反應(yīng)器，在此反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)快速硝 化，硝化之后的穩(wěn)定污水外溢進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器中最終形成固態(tài)的產(chǎn)物。[0012]采用上述工藝方案后達(dá)到的效果是:1、沉淀池可以去除較大顆粒的有機(jī)及無機(jī)懸浮物，減輕后繼污水處理工藝單元的負(fù)荷，并可以將攔截沉淀的懸浮物水解酸化之后，進(jìn)一步輸送到后繼工藝處理；2、穩(wěn)定池及生物濾池構(gòu)成的內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，可以將微小的懸浮物攔截并通過生物濾池填料表面生長的生物膜進(jìn)行降解，保證進(jìn)入氣化高效硝化反應(yīng)器中的污水含顆粒物較少，不至于堵塞霧化噴頭；3、在氣化高效硝化反應(yīng)器中，懸空生長的植物根系是硝化菌良好的附著填料界面，此外通過懸掛的硝化袋及復(fù)合填料，提供硝化菌生長提供了大量的空間與界面；4、在氣化高效硝化反應(yīng)器中，污水在霧化泵的作用下，以微小霧滴的形式與上述填料及植物根系表面的硝化菌接觸實(shí)現(xiàn)傳質(zhì)，從而改變了傳統(tǒng)污水處理工藝中，通過鼓風(fēng)等方式將空氣壓縮進(jìn)入污水中進(jìn)行氧傳遞的方式，并大大提供了氧的轉(zhuǎn)移效率，保證硝化菌能夠快速實(shí)現(xiàn)硝化；5、氣化高效硝化反應(yīng)器中引入植物的作用除了提供微生物生長界面之外，通過植物根系的分泌及吸收等生理作用，調(diào)節(jié)污水的PH等，以促進(jìn)硝化反應(yīng)的進(jìn)行；6、在蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器中，可以將硝化之后的穩(wěn)定污水進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，形成資源化的固體產(chǎn)物，從而避免直接將未硝化的污水進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)，揮發(fā)的氨氮及臭氣等對周圍造成二次污染。
[0013]本發(fā)明工藝技術(shù)方案的進(jìn)一步設(shè)置是:所述氣化高效硝化反應(yīng)器容器上部及側(cè)面按照50%的比例開孔并放置種植籃，種植籃中放置由活性炭顆粒與沸石顆粒按體積比1:1配制的混合填料，同時(shí)，在容器內(nèi)部懸掛內(nèi)部裝有硝化袋，外部進(jìn)入的污水在反應(yīng)器中通過霧化泵的作用形成霧化液滴，霧化液滴與懸空的植物根系及懸空的硝化袋中的硝化填料接觸之后，在重力作用下掉落至反應(yīng)器下部的集水槽中，并在集水槽中由霧化泵循環(huán)進(jìn)行多次反復(fù)循環(huán)，且當(dāng)進(jìn)入的污水超過一定量后，硝化之后的污水由反應(yīng)器下部溢流至蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器中；污水進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器后，在重力的作用下流經(jīng)多層蒸發(fā)盤，箱體上部太陽能加熱板加熱相箱體內(nèi)部的空氣，熱空氣受熱力驅(qū)動(dòng)并在風(fēng)力抽風(fēng)裝置的作用下，將污水中的大量水分蒸發(fā)成水蒸汽并從通風(fēng)管帶走，從而使得進(jìn)入的經(jīng)過硝化之后的污水進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶形成固體，在此過程中，部分沿著太陽能加熱板及反應(yīng)器上部殼體冷凝之后匯聚的冷凝水由反應(yīng)器底部冷凝槽收集后排出。
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。`【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的一種處理高濃度氨氮廢水工藝方法的總體示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]如圖1所示，一種處理高濃度氨氮廢水的裝置，包括有沉淀池1、穩(wěn)定池2、生物濾池3、氣化高效硝化反應(yīng)器4和蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器5，其中氣化高效硝化反應(yīng)器4包括有密閉的容器41、種植籃42、硝化袋43和霧化泵44，其中種植籃42設(shè)置在密閉容器41上部或\和側(cè)面，種植籃42的籃體上設(shè)置有孔眼，種植籃內(nèi)種植有發(fā)達(dá)根系的植物，所述硝化袋43掛設(shè)在容器41內(nèi)，所述蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器5包括有箱體51、太陽能加熱板52、冷凝水收集槽53、多層蒸發(fā)盤54、通風(fēng)管55和風(fēng)力抽風(fēng)裝置56,其中太陽能加熱板52設(shè)置在箱體51的上側(cè)面，多層蒸發(fā)盤54設(shè)置在箱體51的進(jìn)水口處，且多層蒸發(fā)盤54成階梯狀，所述通風(fēng)管55設(shè)置在箱體51上側(cè)，風(fēng)力抽風(fēng)裝置56設(shè)置在通風(fēng)管55處，通過上述方案，本發(fā)明的效果是:高濃度氨氮污水由沉淀池1、穩(wěn)定池2、生物濾池3、氣化高效硝化反應(yīng)器4、蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器5等五個(gè)單元組成一套新型處理裝置，污水進(jìn)入上述裝置時(shí)，首先經(jīng)過沉淀池I的攔截作用去除污水中的大部分懸浮物質(zhì)；而后污水進(jìn)入穩(wěn)定池2，在穩(wěn)定池2中的污水通過泵提升到生物濾池3中處理后回流到穩(wěn)定池中，形成內(nèi)循環(huán)，并在內(nèi)循環(huán)的過程中去除大部分有機(jī)物并進(jìn)行一定程度的硝化反應(yīng)；穩(wěn)定池2中的外溢污水進(jìn)入氣化高效硝化反應(yīng)器4，在氣化高效硝化反應(yīng)器4中，高濃度氨氮污水通過氣化泵及噴頭的作用進(jìn)行循環(huán)霧化，在霧化的過程中，氣化高效硝化反應(yīng)器4中懸掛的復(fù)合填料中的硝化菌及生長的植物根系上的硝化菌與污水具有良好的氣-液-固交換界面，從而提高其傳質(zhì)效果，達(dá)到快速硝化的目的，硝化之后的外溢污水進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器5，在蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器5中，通過熱空氣蒸發(fā)將硝化之后的污水最終形成固態(tài)的產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)資源化。
[0017]在本發(fā)明實(shí)施例中，所述穩(wěn)定池2的上側(cè)開設(shè)有出水管，該出水管接入氣化高效硝化反應(yīng)器4，所述種植籃42中設(shè)置有由活性炭顆粒與沸石顆粒按體積比1:1配制的混合填料，活性炭顆粒及沸石顆粒粒徑大于1cm，種植籃42開有的孔眼的直徑為0.8—1.5cm,所述硝化袋43內(nèi)的填料由硝化菌包埋固定化填料、沸石、活性炭顆粒按照體積比1:1:1混合而成，且上述填料粒徑均大于lcm，硝化菌包埋固定化填料由聚乙烯醇包埋法或海藻酸鈣包埋法進(jìn)行固定，顆粒內(nèi)包埋硝化菌濃度大于IO6個(gè)/cm3，硝化袋為尼龍材質(zhì)，形狀為長方體，袋子表面開設(shè)有直徑0.8-lcm的孔，硝化袋填充硝化填料后厚度不超過3 cm,在氣化高效硝化反應(yīng)器4中硝化袋43占據(jù)內(nèi)部空間體積大于20%以上；所述蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器5的箱體51可由水泥、金屬板或塑料板構(gòu)成，箱體51的壁面為為兩層支撐材料內(nèi)部填充一層保溫棉形成，箱體內(nèi)側(cè)表面涂有黑色吸熱涂層。
[0018]本發(fā)明工藝的實(shí)施例是，污水進(jìn)入上述裝置后，首先經(jīng)過沉淀池I而攔截污水中的大部分懸浮物質(zhì)，而后污水進(jìn)入穩(wěn)定池2，在穩(wěn)定池2中的污水通過泵提升到生物濾池3中處理后回流到穩(wěn)定池2中，形成內(nèi)循環(huán)，穩(wěn)定池2中的外溢污水進(jìn)入氣化高效硝化反應(yīng)器4，在此反應(yīng)器4中實(shí)現(xiàn)快 速硝化，硝化之后的穩(wěn)定污水外溢進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器5中最終形成固態(tài)的產(chǎn)物。采用上述工藝方案后達(dá)到的效果是:1、沉淀池I可以去除較大顆粒的有機(jī)及無機(jī)懸浮物，減輕后繼污水處理工藝單元的負(fù)荷，并可以將攔截沉淀的懸浮物水解酸化之后，進(jìn)一步輸送到后繼工藝處理；2、穩(wěn)定池2及生物濾池3構(gòu)成的內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，可以將微小的懸浮物攔截并通過生物濾池3填料表面生長的生物膜進(jìn)行降解，保證進(jìn)入氣化高效硝化反應(yīng)器4中的污水含顆粒物較少，不至于堵塞霧化噴頭；3、在氣化高效硝化反應(yīng)器4中，懸空生長的植物根系是硝化菌良好的附著填料界面，此外通過懸掛的硝化袋及復(fù)合填料，提供硝化菌生長提供了大量的空間與界面；4、在氣化高效硝化反應(yīng)器4中，污水在霧化泵的作用下，以微小霧滴的形式與上述填料及植物根系表面的硝化菌接觸實(shí)現(xiàn)傳質(zhì)，從而改變了傳統(tǒng)污水處理工藝中，通過鼓風(fēng)等方式將空氣壓縮進(jìn)入污水中進(jìn)行氧傳遞的方式，并大大提供了氧的轉(zhuǎn)移效率，保證硝化菌能夠快速實(shí)現(xiàn)硝化；5、氣化高效硝化反應(yīng)器4中引入植物的作用除了提供微生物生長界面之外，通過植物根系的分泌及吸收等生理作用，調(diào)節(jié)污水的PH等，以促進(jìn)硝化反應(yīng)的進(jìn)行；6、在蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器5中，可以將硝化之后的穩(wěn)定污水進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶，形成資源化的固體產(chǎn)物，從而避免直接將未硝化的污水進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶時(shí)，揮發(fā)的氨氮及臭氣等對周圍造成二次污染。
[0019]在本發(fā)明工藝實(shí)施例中，所述氣化高效硝化反應(yīng)器容器41上部及側(cè)面按照50%的比例開孔并放置種植籃42，種植籃42中放置由活性炭顆粒與沸石顆粒按體積比1:1配制的混合填料，同時(shí)，在容器41內(nèi)部懸掛內(nèi)部裝有硝化袋43，外部進(jìn)入的污水在反應(yīng)器4中通過霧化泵的作用形成霧化液滴，霧化液滴與懸空的植物根系及懸空的硝化袋中的硝化填料接觸之后，在重力作用下掉落至反應(yīng)器下部的集水槽中，并在集水槽中由霧化泵循環(huán)進(jìn)行多次反復(fù)循環(huán)，且當(dāng)進(jìn)入的污水超過一定量后，硝化之后的污水由反應(yīng)器下部溢流至蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器5中；污水進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器5后，在重力的作用下流經(jīng)多層蒸發(fā)盤54，箱體51上部太陽能加熱板52加熱箱體51內(nèi)部的空氣，熱空氣受熱力驅(qū)動(dòng)并在風(fēng)力抽風(fēng)裝置56的作用下，將污水中的大量水分蒸發(fā)成水蒸汽并從通風(fēng)管55帶走，從而使得進(jìn)入的經(jīng)過硝化之后的污水進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶形成固體，在此過程中，部分沿著太陽能加熱板52及反應(yīng)器上部殼體冷凝之后匯聚的冷凝水由反應(yīng)器底部冷凝槽收集后排出。
[0020]本發(fā)明具體實(shí)驗(yàn)實(shí)施例，以溫州市茶山高教園區(qū)某學(xué)生宿舍13號樓的含有高濃度氨氮的屎尿水為處理對象，13號樓內(nèi)共計(jì)人口 200人，日收集屎尿水為I噸左右。收集的屎尿水首先進(jìn)入13號樓綠地下預(yù)埋的沉淀池1，預(yù)埋的沉淀池I為玻璃鋼材質(zhì)，呈圓柱形，有效容積10 !113，長5.7 !11，直徑1.5 m，屎尿水流進(jìn)沉淀池I后通過沉淀池I的攔截去除大部分糞便，攔截的糞便在沉淀池中被水解酸化。水解酸化含少量懸浮物的屎尿水進(jìn)一步進(jìn)入穩(wěn)定池，穩(wěn)定池2由玻璃鋼材質(zhì)構(gòu)成,呈圓柱形,有效容積10 m3,長5.7 m,直徑1.5m,穩(wěn)定池2上方建有鋼混結(jié)構(gòu)生物濾池3 —座，生物濾池3為長方體結(jié)構(gòu)，生物濾池3內(nèi)部有效長寬高依次為1.5mX 1.0mX2.0m,內(nèi)部填充粒徑為3 cm的碌石填料,穩(wěn)定池2中的屎尿水通過1.5 kW磁力泵的輸送到生物濾池中，經(jīng)過生物濾池3表面生物膜處理后回流到穩(wěn)定池2中形成內(nèi)循環(huán)，磁力泵的開關(guān)由控制器控制。經(jīng)過穩(wěn)定池2及生物反應(yīng)器處理之后，屎尿水中的懸浮物質(zhì)基本被去除完全，相對干凈的出水通過DN50的PVC穩(wěn)定池溢流管進(jìn)入氣化高效硝化反應(yīng)器4，氣化高效硝化反應(yīng)器4由厚度為30 mm的PP塑料焊接而成，長寬高為25mX2mX 1.5m，放置在13棟宿舍前部的綠地上。硝化反應(yīng)器4上側(cè)及四周開直徑為10 cm的孔,開孔面積占硝化反應(yīng)器總表面積50%,孔內(nèi)安裝直徑為10 cm高為15cm的塑料材質(zhì)種植籃，種植 籃內(nèi)按照體積1:1放置直徑大于Icm的顆?；钚蕴考胺惺N植籃內(nèi)開有直徑為Icm的孔，開孔面積占籃子表面積的40%，種植籃內(nèi)秋冬季節(jié)種植生菜與草莓，夏秋季節(jié)種植番茄及黃瓜。在硝化反應(yīng)器3內(nèi)部，懸掛尼龍材質(zhì)的塑料袋，塑料袋長寬高為15cmX3cmX80 cm,內(nèi)部按體積比1:1:1混合填充硝化菌包埋固定化填料、沸石及活性炭顆粒，上述幾種填料粒徑均大于1cm，硝化菌包埋固定化填料由聚乙烯醇包埋法固定，顆粒內(nèi)包埋硝化菌濃度為IO8個(gè)/cm3，袋子表面開孔直徑1cm，在氣化高效硝化反應(yīng)器上部空間，硝化袋占據(jù)內(nèi)部空間體積為30%。經(jīng)過預(yù)處理的屎尿水在進(jìn)入氣化高效硝化反應(yīng)器3之后，首先進(jìn)入硝化反應(yīng)器3底部高度約30 cm的集水槽，在集水槽中，由功率為2.5 kW、揚(yáng)程為5m的霧化泵輸送，通過設(shè)置在硝化反應(yīng)器3底部的霧化噴頭霧化。霧化噴頭為PVC材質(zhì)，設(shè)置高度距離硝化反應(yīng)器底部50 cm,按照I個(gè)/100 cm2的密度設(shè)置，霧化噴頭之間利用DNlO的PVC管材相連接，霧化泵由時(shí)控器控制，按照關(guān)20min工作Imin的運(yùn)行周期持續(xù)運(yùn)行。經(jīng)過高效硝化之后的屎尿水穩(wěn)定出水通過DN50的溢流PVC管流入蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器5，蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器5剖面為梯形結(jié)構(gòu)，長寬為IOmX 1.5m,梯形兩邊高度分別為0.8m和1.0m,蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器5為殼體由厚度為1mm的雙層不銹鋼制成，不銹鋼內(nèi)部夾有厚度為5_的保溫棉，在蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器5內(nèi)側(cè)的不銹鋼表面涂覆黑色吸熱涂料以利于吸收熱量。在蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器5內(nèi)部，放置多層蒸發(fā)盤，多層蒸發(fā)盤有不銹鋼制成，長寬高為9.5mX 1.2mX 0.05m,按照IOcm的間隔疊放在放置于蒸發(fā)反應(yīng)器內(nèi)部的鐵架子上，共放置7層。在蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器5上部是利用厚度為5mm的雙層鋼化玻璃制成的太陽能加熱板，太陽能加熱板按照20度的角度傾斜安裝，雙層鋼化玻璃內(nèi)部夾有厚為5mm的空氣層，太陽能加熱板可以活動(dòng)。蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器5內(nèi)的空氣加熱之后，通過安裝在蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器5上部的長為3m的DN150PVC管排出，PVC管上方安裝有風(fēng)力抽風(fēng)裝置，可以加快熱空氣攜帶水蒸氣排出。在蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器5中底部還設(shè)置有不銹鋼制長寬高為0.2mXl.5mX 0.2m冷凝水收集槽，用于收集夜間蒸發(fā)冷凝后沿著太陽能加熱板留下的冷凝水，通過人工控制，定期收集槽內(nèi)通過DN20的PVC管排出。上述裝置經(jīng)過I年的運(yùn)行，可將含有高濃度氨氮的屎尿水處理之后完全無害化并蒸發(fā)結(jié)晶成為固體肥料，平均一年可以得到1.10噸固體肥料，且在冬季可以收獲約500 kg的生菜，夏季收獲約300 kg的番`茄及黃瓜，資源化效果顯著。
【權(quán)利要求】
1.一種處理高濃度氨氮廢水的裝置，其特征在于:包括有沉淀池、穩(wěn)定池、生物濾池、氣化高效硝化反應(yīng)器和蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器，其中氣化高效硝化反應(yīng)器包括有密閉的容器、種植籃、硝化袋和霧化泵，其中種植籃設(shè)置在密閉容器上部或\和側(cè)面，種植籃的籃體上設(shè)置有孔眼，種植籃內(nèi)種植有發(fā)達(dá)根系的植物，所述硝化袋掛設(shè)在容器內(nèi)，所述蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器包括有箱體、太陽能加熱板、冷凝水收集槽、多層蒸發(fā)盤、通風(fēng)管和風(fēng)力抽風(fēng)裝置，其中太陽能加熱板設(shè)置在箱體的上側(cè)面，多層蒸發(fā)盤設(shè)置在箱體的進(jìn)水口處，且多層蒸發(fā)盤成階梯狀，所述通風(fēng)管設(shè)置在箱體上側(cè)，風(fēng)力抽風(fēng)裝置設(shè)置在通風(fēng)管處。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的處理高濃度氨氮廢水的裝置，其特征在于:所述穩(wěn)定池的上側(cè)開設(shè)有出水管，該出水管接入氣化高效硝化反應(yīng)器，所述種植籃中設(shè)置有由活性炭顆粒與沸石顆粒按體積比1:1配制的混合填料，活性炭顆粒及沸石顆粒粒徑大于1cm,種植籃開有的孔眼的直徑為0.8-1.5cm，所述硝化袋內(nèi)的填料由硝化菌包埋固定化填料、沸石、活性炭顆粒按照體積比1:1:1混合而成，且上述填料粒徑均大于1cm,硝化菌包埋固定化填料由聚乙烯醇包埋法或海藻酸鈣包埋法進(jìn)行固定，顆粒內(nèi)包埋硝化菌濃度大于1O6個(gè)/cm3，硝化袋為尼龍材質(zhì)，形狀為長方體，袋子表面開設(shè)有直徑0.8-lcm的孔，硝化袋填充硝化填料后厚度不超過3 cm，在氣化高效硝化反應(yīng)器中硝化袋占據(jù)內(nèi)部空間體積大于20%以上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的處理高濃度氨氮廢水的裝置，其特征在于:所述蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器的箱體可由水泥、金屬板或塑料板構(gòu)成，箱體的壁面為為兩層支撐材料內(nèi)部填充一層保溫棉形成，箱體內(nèi)側(cè)表面涂有黑色吸熱涂層。
4.利用權(quán)利要求1中的裝置實(shí)現(xiàn)處理高濃度氨氮廢水的工藝，其特征在于:污水進(jìn)入上述裝置后，首先經(jīng)過沉淀池而攔截污水中的大部分懸浮物質(zhì)，而后污水進(jìn)入穩(wěn)定池，在穩(wěn)定池中的污水通過泵提升到生物濾池中處理后回流到穩(wěn)定池中，形成內(nèi)循環(huán)，穩(wěn)定池中的外溢污水進(jìn)入氣化高效硝化反應(yīng)器，在此反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)快速硝化，硝化之后的穩(wěn)定污水外溢進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器中最終形成固態(tài)的產(chǎn)物。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的處理高濃度氨氮廢水的工藝，其特征在于:所述氣化高效硝化反應(yīng)器容器上部及側(cè)面按照50%的比例開孔并放置種植籃，種植籃中放置由活性炭顆粒與沸石顆粒按體積比1:1配制的混合填料，同時(shí)，在容器內(nèi)部懸掛內(nèi)部裝有硝化袋，外部進(jìn)入的污水在反應(yīng)器中通過霧化泵的作用形成霧化液滴，霧化液滴與懸空的植物根系及懸空的硝化袋中的硝化填料接觸之后，在重力作用下掉落至反應(yīng)器下部的集水槽中，并在集水槽中由霧化泵循環(huán)進(jìn)行多次反復(fù)循環(huán)，且當(dāng)進(jìn)入的污水超過一定量后，硝化之后的污水由反應(yīng)器下部溢流至蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器中。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的處理高濃度氨氮廢水的工藝，其特征在于:污水進(jìn)入蒸發(fā)結(jié)晶反應(yīng)器后，在重力的作用下流經(jīng)多層蒸發(fā)盤，箱體上部太陽能加熱板加熱相箱體內(nèi)部的空氣，熱空氣受熱力驅(qū)動(dòng)并在風(fēng)力抽風(fēng)裝置的作用下，將污水中的大量水分蒸發(fā)成水蒸汽并從通風(fēng)管帶走，從而使得進(jìn)入的經(jīng)過硝化之后的污水進(jìn)行蒸發(fā)結(jié)晶形成固體，在此過程中，部分沿著太陽能加熱板及反應(yīng)器上部殼體冷凝之后匯聚的冷凝水由反應(yīng)器底部冷凝槽收集后排出。
【文檔編號】C02F1/10GK103864269SQ201410125971
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】鄭向勇, 趙敏, 程天行, 張業(yè)健, 葉海仁, 嚴(yán)立 申請人:溫州大學(xué)