CN109775914A - 一种等离子体污水净化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种等离子体污水净化装置，包括等离子体单元，脱氨和脱硝态氮单元和混凝沉淀过滤单元。所述等离子体单元，脱氨和脱硝态氮单元和混凝沉淀过滤单元依次连接；污水经过所述等离子单元处理后再经过所述脱氨和脱硝态氮单元中的脱氨池和硝态氮还原池，并在所述硝态氮还原池进行氢还原反应后流入所述混凝沉淀过滤单元中过滤去除水体中的总磷、COD、BOD和SS，从而使深度处理后主要水质指标达到《地表水水环境质量标准》有关水质标准，实现污水再生利用。

Description

一种等离子体污水净化装置

技术领域

本发明涉及污水净化技术领域，特别涉及一种等离子体污水净化装置。

背景技术

现有的市政污水处理厂比较成熟的污水处理工艺为：进水→栅格过滤→初沉池→生化处理→二沉池→消毒池→出水，只能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准出水指标，其指标如表1：

表1基本控制项目最高允许排放浓度(日均值)

但是，现有的市政污水处理厂的污水处理工艺的出水多数只能达到一级 B的标准，无法满足现有标准的要求。就现有技术而言，氨氮、总氮和总磷是处理难点。现有的氨氮去除主要是好氧或化学强氧化，总氮的除去工艺主要是生物法，如：反硝化深床滤池和曝气生物滤池，总磷的去除主要是混凝沉淀。因此，目前，污水处理厂的提标改造、深度处理的工艺主要有：

(1)“二沉池一级B(A)出水+混凝沉淀除磷+生物脱氮(如曝气生物滤池或反硝化深床滤池)”的传统工艺；

(2)“二沉池一级B(A)出水+混凝沉淀除磷+MBR”工艺。

“二沉池一级B(A)出水+混凝沉淀除磷+生物脱氮(如生物滤池或反硝化深床滤池)”能够有效去除水体中的氨氮和总氮，但是存在三个缺陷：(1) 冬季低温，水温时，氨氮和总氮除去效果明显下降，不能达到水质要求(氨氮≦1.5mg/L，总氮≦10mg/L)；(2)反硝化脱氮(如生物滤池或反硝化深床滤池)占地大；(3)运行时要不断连续补充碳源，造成运行费用高。

“二沉池一级B(A)出水+混凝沉淀除磷+MBR”冬季对氨氮和总氮的去除效果较差，不能达到对氨氮和总氮的指标要求，同时占地面积较大。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种等离子体污水净化装置。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种等离子体污水净化装置，其特征在于，包括等离子体单元，脱氨和脱硝态氮单元和混凝沉淀过滤单元；

所述等离子体单元包括等离子体机；

所述脱氨和脱硝态氮单元包括脱氨池和氢还原脱硝态氮池，所述脱氨池和氢还原脱硝态氮池为一体化设置；

所述混凝沉淀过滤单元包括混凝池、助凝池、沉淀池和过滤池；

所述等离子体单元，脱氨和脱硝态氮单元和混凝沉淀过滤单元依次连接；污水经过所述等离子单元处理后再经过所述脱氨和脱硝态氮单元中的脱氨池和硝态氮还原池，并在所述硝态氮还原池进行氢还原反应后流入所述混凝沉淀过滤单元中进行混凝、沉淀和过滤。

优选地，所述脱氨池和氢还原脱硝态氮池之间通过隔板和由上而下的管道间隔。

优选地，所述氢还原脱硝态氮池还有一个氢气导入装置，用于导入或补充氢气；所述氢气导入装置从经过脱氨池顶部的连通管***或者安装在氢还原脱硝态氮池的底部。

优先地，所述氢气供应装置是商品氢供应装置、电解氯化钠制氢装置、电解水制氢装置、电解氢氧化钾水溶液制氢装置或电解氢氧化钠水溶液制氢装置的一种。

优选地，所述氢气导入装置上安装有单向阀，用于防止液体倒流入所述氢气导入装置。

优选地，所述沉淀池为混凝沉淀池、高效沉淀池、斜板沉淀池、高密沉淀池或磁混凝沉淀池中的一种。

优选地，所述过滤池的过滤方式为砂滤、活性砂滤、转盘过滤、纤维滤芯过滤、精密过滤、滤布滤池或V型滤池过滤中的一种。

优选地，所述混凝池内具有混凝剂，所述混凝剂包括铝盐、铁盐、聚铝、聚铁中的一种或几种。

优选地，所述铝盐为硫酸铝或氯化铝；所述铁盐为硫酸铁或硫酸亚铁；所述聚铝为聚合氯化铝、聚合硫酸铝或聚合硅酸铝；所述聚铁为聚合氯化铁、聚合硫酸铁或聚合硅酸铁。

优选地，所述混凝剂的用量为5～50g/m³。

优选地，所述助凝池内具有助凝剂，所述助凝剂为PAM，用量为1～2g/m³。

优选地，还有一个气导入装置，所述气导入装置是商品氢供应装置、电解氯化钠制氢装置、电解水制氢装置、电解氢氧化钾制氢、电解氢氧化钠制氢装置的中的其中一种。

本发明具有如下有益效果：

1、解决现有污水厂场地不够的困难。

2、该等离子净化装置使用工艺流程短，操作控制简便。

3、颠覆现有脱氮技术，占地面积小，投资少，运行费用低。

4、解决了生物法低温脱氮效率低的难题。

5、不需要改动现有污水厂现有设备，不会造成原有投资浪费。

6、溶解氧含量，有利于消除黑臭水体。

7、抗COD、BOD、总氮、流量负荷冲击强。

8、操作控制简单，易于自动控制。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是一级B污水等离子体深度处理工艺流程图。

图2是一级A污水等离子体深度处理工艺流程图之一。

图3是一级A污水等离子体深度处理工艺流程图之二。

图4是本发明的装置示意图。

图中：1、一级B污水进口；2、等离子体机；3、污水出水口；4、氧化池；5、氢还原池；6、混凝沉淀池；7、再生水；8、污泥出口；9、氢气。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。

参考说明书附图1，某达到一级B排放标准的污水处理厂的改造实施例，在原工程的二沉池后增加提升泵，等离子体机、氧化池、还原池和混凝沉淀池；等离子体机、氧化池、还原池的结构如图4所示，污水厂一级B的排放水与等离子体机的进口联接，等离子体机的出水与氧化池的进水口联接，氧化池的出水口就是氢还原池的进水口，氢还原池的出水口与混凝沉淀池联接；在氢还原池的进水口还安装有供氢管。

所述的一级B排放标准的污水处理厂的出水水质指标如表2。

表2、某污水处理厂生化工序后的水质指标

所述生化后出水经过提升泵提升进入等离子体机处理，等离子体机的工作条件是工作电压50V，正负两电极间的电压为9V，电流密度为10mA/cm²，污水在等离子体机内的停留时间为8分钟，处理后进入氧化池氧化60分钟，再进入氢还原池进行氢还原反应90分钟后，进入混凝沉淀池，按30mg/L加入硫酸亚铁溶液，在转速为60转的条件下混凝反应后，进入助凝灌，按1mg/L 加入助凝剂PAM在转速为30转的条件下反应后进入高效沉淀池，经过池沉淀后的出水水质如表3。

表3、二沉池出水水质指标

序号	基本控制项目	测定值(mg/L)
			1	COD	25
2	BOD	未检出
			3	SS	5
4	动植物油	1
			5	石油类	1
6	阴离子表面活性剂	0.5
			7	总氮(以N计)	3
8	氨氮(以N计)	1.2
			9	总磷(以P计)	0.3
10	色度(稀释倍数)	10
			11	pH	8-9
12	粪大肠菌群数(个/L)	≦3

从表3可知，经过以上改造后的出水指标满足《地表水环境质量标准 (GB3838-2002)Ⅳ类水的质量标准。

实施例二

参照图1，某达到一级B排放标准的污水处理厂的改造实施例，在原工程的二沉池后增加提升泵，等离子体机、氧化池、还原池和混凝沉淀池；等离子体机、氧化池、还原池的结构如图4所示，污水厂一级B的排放水与等离子体机的进口联接，等离子体机的出水与氧化池的进水口联接，氧化池的出水口就是氢还原池的进水口，氢还原池的出水口与混凝沉淀池联接；在氢还原池的进水口还安装有供氢管。

所述的一级B排放标准的污水处理厂的出水水质指标如表4。

表4、某污水处理厂生化工序后的水质指标

所述生化后出水经过提升泵提升进入等离子体机处理，等离子体机的工作条件是工作电压500V，正负两电极间的电压为3V，电流密度为1000mA/cm2，污水在等离子体机内的停留时间为1.5分钟，处理后进入氧化池氧化10分钟，再进入氢还原池进行氢还原反应30分钟后，进入混凝沉淀池，按30mg/L加入硫酸亚铁溶液，在转速为60转的条件下混凝反应后，进入助凝灌，按1mg/L加入助凝剂PAM在转速为30转的条件下反应后进入高效沉淀池，经过池沉淀后的出水水质如表5。

表5、二沉池出水水质指标

从表5可知，经过以上改造后的出水指标满足《地表水环境质量标准 (GB3838-2002)Ⅳ类水的质量标准。

实施例三

参照图2，南方某一级A污水处理厂的改造实施例，在污水处理厂原设施的二沉池和混凝沉淀池之间增加等离子体机、氨氧化池和氢还原池，(图2 虚线部分)。等离子体机、氧化池、还原池的结构如图4所示，污水厂一级A 的排放水与等离子体机的进口联接，等离子体机的出水与氧化池的进水口联接，氧化池的出水口就是氢还原池的进水口，氢还原池的出水口与混凝沉淀池联接；在氢还原池的进水口还安装有供氢管。

所述一级A污水处理厂的二沉池的出水水质指标如表6。

表6、某污水处理厂二沉池沉淀工序后的水质指标

所述生化后二沉池出水经过提升泵提升进入等离子体机，等离子体机的工作条件是工作电压300V，正负两电极间的电压为5V，电流密度为 900mA/cm2，处理2分钟后进入氧化池氧化30分钟，再进入氢还原池进行氢还原反应20分钟后，进入混凝沉淀池，按15mg/L加入硫酸亚铁溶液，并加 5％氢氧化钠或碳酸钠溶液调节pH至8-9(由于pH为6-7),在转速为80转的条件下混凝反应后，进入助凝灌，按1mg/L加入助凝剂PAM在转速为30 转的条件下反应后进入高效沉淀池，处理后的出水水质如表7。

表7、深度处理后的再生水水质指标

从表7可知，经过以上改造后的出水指标满足《地表水环境质量标准 (GB3838-2002)Ⅳ类》水的质量标准。

实施例四

参照图3，北方某一级A排放标准污水处理厂的改造实施例，由于北方冬季气温低，污水水温在12～15℃，氨氮和总氮去除效果较差，系在原设施 (图3)的接触消毒池之后增加等离子体机、氨氧化池和氢还原池(图3虚线部分)。等离子体机、氧化池、还原池的结构如图4所示，污水厂一级A 的排放水与电解机的进口联接，电解机的出水与氧化池的进水口联接，氧化池的出水口就是氢还原池的进水口，氢还原池的出水口与混凝沉淀池联接；在氢还原池的进水口还安装有供氢管。

所述污水厂的出水水质指标如表8。

表8、某污水处理厂二沉池沉淀工序后的水质指标

所述一级A出水进入等离子体机处理2分后后进入氧化池反应30～60 分钟，去除水体中的氨，再进入氢还原池，送入氢气进行还原反应，将水体中的硝态氮(包括硝酸根和亚硝酸根)还原成氮气，脱除总氮后出水水质如表8。

表9、脱氮后出水水质指标

从表9可知，经过以上改造后的出水指标满足《地表水环境质量标准 (GB3838-2002)Ⅳ类水的质量标准。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (11)

1.一种等离子体污水净化装置，其特征在于，包括等离子体单元，脱氨和脱硝态氮单元和混凝沉淀过滤单元；

所述等离子体单元包括等离子体机；

所述脱氨和脱硝态氮单元包括脱氨池和氢还原脱硝态氮池，所述脱氨池和氢还原脱硝态氮池为一体化设置；

所述混凝沉淀过滤单元包括混凝池、助凝池、沉淀池和过滤池；

所述等离子体单元，脱氨和脱硝态氮单元和混凝沉淀过滤单元依次连接；污水经过所述等离子单元处理后再经过所述脱氨和脱硝态氮单元中的脱氨池和硝态氮还原池，并在所述硝态氮还原池进行氢还原反应后流入所述混凝沉淀过滤单元中进行混凝、沉淀和过滤。

2.根据权利要求1所述的等离子体污水净化装置，其特征在于，所述脱氨池和氢还原脱硝态氮池之间通过隔板和由上而下的管道间隔。

3.根据权利要求1或2所述的等离子体污水净化装置，其特征在于，所述氢还原脱硝态氮池还有一个氢气导入装置，用于导入或补充氢气；所述氢气导入装置从经过脱氨池顶部的连通管***或者安装在氢还原脱硝态氮池的底部。

4.根据权利要求3所述的等离子体污水净化装置，其特征在于，所述氢气导入装置上安装有单向阀，用于防止液体倒流入所述氢气导入装置。

5.根据权利要求1或2所述的等离子体污水净化装置，其特征在于，所述沉淀池为混凝沉淀池、高效沉淀池、斜板沉淀池、高密沉淀池或磁混凝沉淀池中的一种。

6.根据权利要求1或2所述的等离子体污水净化装置，其特征在于，所述过滤池的过滤方式为砂滤、活性砂滤、转盘过滤、纤维滤芯过滤、精密过滤、滤布滤池或V型滤池过滤中的一种。

7.根据权利要求1或2所述的等离子体污水净化装置，其特征在于，所述混凝池内具有混凝剂，所述混凝剂包括铝盐、铁盐、聚铝、聚铁中的一种或几种。

8.根据权利要求7所述的等离子体污水净化装置，其特征在于，所述铝盐为硫酸铝或氯化铝；所述铁盐为硫酸铁或硫酸亚铁；所述聚铝为聚合氯化铝、聚合硫酸铝或聚合硅酸铝；所述聚铁为聚合氯化铁、聚合硫酸铁或聚合硅酸铁。

9.根据权利要求7所述的等离子体污水净化装置，其特征在于，所述混凝剂的用量为5～50g/m³。

10.根据权利要求1或2所述的等离子体污水净化装置，其特征在于，所述助凝池内具有助凝剂，所述助凝剂为PAM，用量为1～2g/m³。

11.根据权利要求1所述的等离子体污水净化装置，其特征在于还有一个气导入装置，所述气导入装置是商品氢供应装置、电解氯化钠溶液制氢装置、电解水制氢装置、电解氢氧化钾溶液制氢、电解氢氧化钠溶液制氢装置中的其中一种。