CN205933543U - 一种高钙、高镁废水的生化处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种高钙、高镁废水的生化处理装置，包括依次连接的细格栅除污机、沉淀池、生物脱钙脱镁厌氧反应池、pH调节池、生化钙化镁化池、钙化镁化污泥沉淀池和钙化镁化污泥处理池，其中，生物脱钙脱镁厌氧反应池中设有潜水搅拌机，生化钙化镁化池中设有曝气器，钙化镁化污泥沉淀池中设有刮泥机。本实用新型提供的一种高钙、高镁废水的生化处理装置，能够高效降低废水中钙离子和镁离子含量，降低废水中钙硬度。同时可以降解部分COD，提升B/C比值，提高废水的可生化性。避免了废水处理过程中钙沉积现象的出现，防止了对管道设备的腐蚀和堵塞，降低了钙离子、镁离子对活性污泥性能和生物处理A/O***的脱氮功能的影响。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种高钙、高镁废水的生化处理装置，属于废水处理技术领域。
背景技术
高钙、高镁废水是指废水中钙离子、镁离子的含量高，而废水中的钙离子、镁离子会造成污水处理中生化处理***出现钙沉积或镁沉积现象，从而引起活性污泥中无机成分升高，导致污泥性能恶化。此外，钙离子对硝化细菌有较强烈的抑制作用，严重影响生物处理A/O***的脱氮功能。同时钙盐、镁盐在生物生化钙化池中管道、设备表面的沉积，会加速池中管道设备的腐蚀及导致堵塞。
生化处理废水的***中，对废水进行生化处理前首先应该除钙除镁。目前常见的钙离子和镁离子去除方法有离子交换法、膜分离法、纯碱软化法、NO3PO4或Na2HPO4沉淀法等。离子交换法及膜分离法只适合于低浓度钙离子的去除，沉淀法因为生成大量沉积物而容易造成固体废物的二次污染。因此，研究一种利用生物化学方法除钙除镁的装置，显得尤为必要。
实用新型内容
为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种高钙、高镁废水的生化处理装置，能够高效降低废水中钙离子和镁离子含量。
为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案：
一种高钙、高镁废水的生化处理装置，包括依次连接的细格栅除污机、沉淀池、生物脱钙脱镁厌氧反应池、pH调节池、生化钙化镁化池、钙化镁化污泥沉淀池和钙化镁化污泥处理池，其中，生物脱钙脱镁厌氧反应池中设有潜水搅拌机，生化钙化镁化池中设有曝气器，钙化镁化污泥沉淀池中设有刮泥机。
前述高钙、高镁废水的生化处理装置中，细格栅除污机为回转式细格栅除污机，细格栅的栅条间距为5mm，格栅倾角为75°。
前述高钙、高镁废水的生化处理装置中，沉淀池为竖流沉淀池，其底部设有污泥排出泵。
前述高钙、高镁废水的生化处理装置中，生物脱钙脱镁厌氧反应池为内循环廊道式，池中污泥浓度>400mg/L；潜水搅拌机的运行转角为与水流方向成45°。
前述高钙、高镁废水的生化处理装置中，生物脱钙脱镁厌氧反应池的两个长边池壁上平行间隔设置若干构造墙，构造墙与生物脱钙脱镁厌氧反应池的长边池壁的夹角为45°～90°，构造墙间距离为0.5～1m，构造墙高0.5～1.5m，厚度为0.3～0.6m，构造墙的长度为生物脱钙脱镁厌氧反应池的短边长度的2/3～3/4。
前述高钙、高镁废水的生化处理装置中，钙化镁化污泥沉淀池为中心进水周边出水的辐流沉淀池，其底部设有污泥排出泵；刮泥机为周边传动刮泥机。
一种高钙、高镁废水的生化处理方法，包括以下步骤：
S1、废水预处理：通过细格栅过滤和沉淀池进行沉淀去除高钙、高镁废水中的大部分悬浮物；随后维持废水中pH值为6～7；
S2、生物脱钙、脱镁厌氧处理：经预处理后的废水，进入生物脱钙脱镁厌氧反应池，在厌氧污泥中的厌氧微生物的作用下，进行生物脱钙、脱镁水解酸化反应；废水在偏酸性条件下进入生物脱钙脱镁厌氧反应池，再通过厌氧污泥的回流进行生物脱钙厌氧反应，使废水pH进一步降低，可以加大Ca2+、Mg2+在水中的饱和溶解度；
S3、pH调节和生化钙化、镁化处理：经步骤S2处理后的废水进入pH调节池，用碳酸钠调节pH至弱碱性，随后在生化钙化镁化池中进行鼓风曝气，生成沉淀，经厌氧污泥吸附后生成钙化、镁化污泥沉淀；向废水中补充提供大量的CO2与钙、镁离子反应生成沉淀，产生的钙、镁微小沉淀物经厌氧污泥吸附后生成颗粒较大的钙化、镁化污泥沉淀；
S4、钙化、镁化污泥沉淀外排：将步骤S3中钙化、镁化污泥沉淀与废水分离后，沉淀外排，废水进入后续处理。
前述高钙、高镁废水的生化处理方法，步骤S1中，通过细格栅过滤和在沉淀池中投加絮凝剂进行沉淀，使得悬浮物浓度达到300mg/L以下，去除悬浮物后维持废水中pH值为6.5～6.8。
前述高钙、高镁废水的生化处理方法，步骤S2中，生物脱钙脱镁厌氧反应池中，温度为20℃～35℃，反应时间为4～10h，搅拌功率为4～6W/m3；厌氧微生物指水解细菌和酸化菌。
前述高钙、高镁废水的生化处理方法，步骤S3中，用碳酸钠将pH调节为7.5～8.5；鼓风曝气时，气水比控制为3～5︰1，鼓风曝气时长为2h。
前述高钙、高镁废水的生化处理方法中，细格栅过滤时废水的过栅流速为0.5-1.0m/s，优选为0.8m/s；沉淀池中投加的絮凝剂为PAC或PAM。
前述高钙、高镁废水的生化处理方法中，废水为含有钙离子和/或镁离子，且COD≥300mg/L的废水，其中，钙离子浓度≤10000mg/L，镁离子浓度≤10000mg/L。
图1是本实用新型的处理流程示意图。以除去钙离子为例，本实用新型的处理方法先将废水通过细格栅除污机中细格栅过滤以及在沉淀池中投加PAC(聚氯化铝)和/或PAM(聚丙烯酰胺)絮凝剂进行沉淀，除去悬浮物，随后进入生物脱钙脱镁厌氧反应池。废水在生物脱钙脱镁厌氧反应池中成为“厌氧水”，最重要的组成及物态的改变是被厌氧水解酸化产生的沼气的主要组成成分二氧化碳(CO2)充满并饱和。由于二氧化碳的饱和导致“厌氧水”性能的根本改变。碳酸钙(CaCO3)微溶于水，但是它很容易溶解溶有二氧化碳的厌氧水中，并转化成比较易溶于水的碳酸氢钙[Ca(HCO3)2]。反应如下式(1)：
CaCO3(S)+H2O+CO2＝Ca2++2HCO3 -(L) (1)
根据以上生物脱钙厌氧反应反应段中钙的形态变化，“厌氧水”最终产物为Ca2+和HCO3 -，并与CaCO3可逆。
同时，由于废水中含有硫酸根离子，与水中的钙离子反应形成的硫酸钙在生物脱钙厌氧反应反应段的还原反应如下式(2)：
CaSO4(S)+COD＝H2S+Ca2++CO2↑ (2)
因此，废水在处理过程中钙的物化形态变化过程示意如图2所示。通过图2可知，废水进入生物脱钙脱镁厌氧反应池后，有机物在水解酸化微生物作用下，释放有机酸，将废水中的钙转化成溶于水的Ca2+，促进Ca2+溶解。再进入pH调节池，通过加入碱(例如碳酸钠)，使得废水呈现弱碱性，随后进行鼓风机生化钙化，向废水中提供CO2与水中Ca2+形成CaCO3沉淀，厌氧污泥吸附CaCO3形成钙化污泥沉淀，通过钙化镁化污泥沉淀池将钙化污泥沉淀与废水分离，钙化污泥沉淀进入钙化镁化污泥处理池后排出***，从而达到废水除钙目的。
通过EDTA滴定法对处理前后废水进行钙硬度的测定。结果显示，进水时钙硬度为700-800mg/L，经过本实用新型方法进行处理后，废水的钙硬度下降50％～70％。通过以下公式对钙的去除率进行计算：去除率＝(初始钙硬度-处理后钙硬度)/初始钙硬度，结果显示钙的去除率可达55％-70％。
图3是本实用新型的处理装置示意图。本实用新型中细格栅除污机为回转式细格栅除污机，细格栅的栅条间距为5mm，格栅倾角为75°，过栅流速为0.5-1.0m/s，优选，过栅流速为0.8m/s。栅条间距设置5mm，可以有效除去悬浮物，间距设置过大则悬浮物残留多，间距设置过小则延长了悬浮物的去除进度，增加了处理时间和生产成本。采用本实用新型的栅条间距在提升了去除悬浮的效率同时可以达到较好的悬浮物去除效果。格栅倾角为75°，可以缩短预处理的时间，节约生产成本。过栅流速为0.5-1.0m/s，优选，过栅流速为0.8m/s。当采用过栅流速为0.8m/s时，在保证悬浮物去除速度和去除效果的同时，可以有效减缓污水对格栅的冲击，延长其使用寿命。
图4是本实用新型生物脱钙脱镁厌氧反应池示意图。本实用新型中生物脱钙脱镁厌氧反应池的两个长边池壁上平行间隔设置若干构造墙，构造墙与生物脱钙脱镁厌氧反应池的长边池壁的夹角为45°～90°，构造墙的长度为生物脱钙脱镁厌氧反应池的短边长度的2/3～3/4。构造墙的设置有利于实现混合回流。厌氧污泥的回流，可以延长与废水的作用时间，使其充分接触，保证生物脱钙、脱镁厌氧处理的效果，使废水pH进一步降低，可以加大Ca2+、Mg2+在水中的饱和溶解度。优选采用构造墙与生物脱钙脱镁厌氧反应池的长边池壁的夹角为60°，构造墙的长度为生物脱钙脱镁厌氧反应池的短边长度的70％，能够实现最佳的生物脱钙、脱镁厌氧处理效果，提升处理效率，节约生产成本。
本实用新型的有益之处在于：本实用新型提供的一种高钙、高镁废水的生化处理装置，能够有效降低废水中钙离子和镁离子含量，降低废水中钙硬度。同时可以降解部分COD，提升B/C比值，提高废水的可生化性。避免了废水处理过程中钙沉积现象的出现，防止了对管道设备的腐蚀和堵塞，降低了钙离子、镁离子对活性污泥性能和生物处理A/O***的脱氮功能的影响。本实用新型装置易操作，工艺条件要求低，易控制。本实用新型的装置，***稳定性高，结构设置简单，适用范围广。
附图说明
图1是本实用新型的处理流程示意图；
图2是废水在处理过程中钙的物化形态变化过程示意图；
图3是本实用新型处理装置示意图；
图4是生物脱钙脱镁厌氧反应池示意图；
图中附图标记的含义：1-细格栅除污机，2-沉淀池，3-生物脱钙脱镁厌氧反应池，4-pH调节池，5-生化钙化镁化池，6-钙化镁化污泥沉淀池，7-钙化镁化污泥处理池，8-潜水搅拌机，9-曝气器，10-刮泥机，11-构造墙。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本实用新型作进一步的介绍。
实施例1
如图3所示，一种高钙、高镁废水的生化处理装置，包括依次连接的细格栅除污机1、沉淀池2、生物脱钙脱镁厌氧反应池3、pH调节池4、生化钙化镁化池5、钙化镁化污泥沉淀池6和钙化镁化污泥处理池7，其中，生物生物脱钙脱镁厌氧反应池3中设有潜水搅拌机8，生化钙化、镁化池5中设有曝气器9，钙化镁化污泥沉淀池6中设有刮泥机10。其中，细格栅除污机1为回转式细格栅除污机，细格栅的栅条间距为5mm，格栅倾角为75°。钙化镁化污泥沉淀池6为中心进水周边出水的辐流沉淀池，其底部设有污泥排出泵；刮泥机10为周边传动刮泥机。
实施例2
如图3和图4所示，一种高钙、高镁废水的生化处理装置，包括依次连接的细格栅除污机1、沉淀池2、生物脱钙脱镁厌氧反应池3、pH调节池4、生化钙化镁化池5、钙化镁化污泥沉淀池6和钙化镁化污泥处理池7，其中，生物生物脱钙脱镁厌氧反应池3中设有潜水搅拌机8，生化钙化镁化池5中设有曝气器9，钙化镁化污泥沉淀池6中设有刮泥机10。其中，细格栅除污机1为回转式细格栅除污机，细格栅的栅条间距为5mm，格栅倾角为75°。沉淀池2为竖流沉淀池，其底部设有污泥排出泵。生物脱钙脱镁厌氧反应池3的两个长边池壁上平行间隔设置若干构造墙11，构造墙11与生物脱钙脱镁厌氧反应池3的长边池壁的夹角为45°，构造墙11间距离为1m，构造墙11高0.5m，厚度为0.3m，构造墙11的长度为生物脱钙脱镁厌氧反应池3的短边长度的2/3。
实施例3
如图3和图4所示，一种高钙、高镁废水的生化处理装置，包括依次连接的细格栅除污机1、沉淀池2、生物脱钙脱镁厌氧反应池3、pH调节池4、生化钙化镁化池5、钙化镁化污泥沉淀池6和钙化镁化污泥处理池7，其中，生物生物脱钙脱镁厌氧反应池3中设有潜水搅拌机8，生化钙化镁化池5中设有曝气器9，钙化镁化污泥沉淀池6中设有刮泥机10。其中，细格栅除污机1为回转式细格栅除污机，细格栅的栅条间距为5mm，格栅倾角为75°。沉淀池2为竖流沉淀池，其底部设有污泥排出泵。生物脱钙脱镁厌氧反应池3为内循环廊道式，池中污泥浓度>400mg/L；潜水搅拌机8运行转角为与水流方向成45°。生物脱钙脱镁厌氧反应池3的两个长边池壁上平行间隔设置若干构造墙11，构造墙11与生物脱钙脱镁厌氧反应池3的长边池壁的夹角为90°，构造墙11间距离为0.5m，构造墙11高1.5m，厚度为0.6m，构造墙11的长度为生物脱钙脱镁厌氧反应池3的短边长度的3/4。钙化镁化污泥沉淀池6为中心进水周边出水的辐流沉淀池，其底部设有污泥排出泵；刮泥机10为周边传动刮泥机。
实施例4
如图3和图4所示，一种高钙、高镁废水的生化处理装置，包括依次连接的细格栅除污机1、沉淀池2、生物脱钙脱镁厌氧反应池3、pH调节池4、生化钙化镁化池5、钙化镁化污泥沉淀池6和钙化镁化污泥处理池7，其中，生物生物脱钙脱镁厌氧反应池3中设有潜水搅拌机8，生化钙化镁化池5中设有曝气器9，钙化镁化污泥沉淀池6中设有刮泥机10。其中，细格栅除污机1为回转式细格栅除污机，细格栅的栅条间距为5mm，格栅倾角为75°。沉淀池2为竖流沉淀池，其底部设有污泥排出泵。生物脱钙脱镁厌氧反应池3为内循环廊道式，池中污泥浓度>400mg/L；潜水搅拌机8运行转角为与水流方向成45°。生物脱钙脱镁厌氧反应池3的两个长边池壁上平行间隔设置若干构造墙11，构造墙11与生物脱钙脱镁厌氧反应池3的长边池壁的夹角为60°，构造墙11间距离为0.8m，构造墙11高1.2m，厚度为0.5m，构造墙11的长度为生物脱钙脱镁厌氧反应池3的短边长度的70％。钙化镁化污泥沉淀池6为中心进水周边出水的辐流沉淀池，其底部设有污泥排出泵；刮泥机10为周边传动刮泥机。
工作过程：高钙、高镁废水通过细格栅除污机中细格栅过滤和在沉淀池中投加PAC、PAM等絮凝剂去除高钙、高镁废水中的悬浮物，使得悬浮物浓度达到300mg/L以下，同时调节预处理后的废水的pH值为6～7，沉淀池中污泥排出泵间歇排泥，随后进入生物脱钙脱镁厌氧反应池中，在厌氧污泥中的厌氧微生物(水解细菌和酸化菌)的作用下，进行生物脱钙、脱镁水解酸化反应。生物脱钙脱镁厌氧反应池中潜水搅拌机有利于厌氧微生物与废水充分接触，保证水解酸化反应效果。厌氧水解4～10h后废水进入pH调节池，通过碳酸钠调节pH至7.5～8.5。再进入生化钙化镁化池中，通过曝气器的作用，向废水中提供CO2，进行生化钙化、镁化反应，生成CaCO3沉淀、MgCO3沉淀。生化钙化、镁化反应2h，产生的CaCO3沉淀、MgCO3沉淀被厌氧污泥吸附形成钙化、镁化污泥沉淀后，进入钙化镁化污泥沉淀池，通过刮泥机实现钙化、镁化污泥沉淀与废水分离，钙化污泥沉淀进入钙化镁化污泥处理池，随后外排，污水进入后续处理。
Claims (6)
1.一种高钙、高镁废水的生化处理装置，其特征在于：包括依次连接的细格栅除污机(1)、沉淀池(2)、生物脱钙脱镁厌氧反应池(3)、pH调节池(4)、生化钙化镁化池(5)、钙化镁化污泥沉淀池(6)和钙化镁化污泥处理池(7)，其中，生物脱钙脱镁厌氧反应池(3)中设有潜水搅拌机(8)，生化钙化镁化池(5)中设有曝气器(9)，钙化镁化污泥沉淀池(6)中设有刮泥机(10)。
2.根据权利要求1所述的高钙、高镁废水的生化处理装置，其特征在于：所述细格栅除污机(1)为回转式细格栅除污机，细格栅的栅条间距为5mm，格栅倾角为75°。
3.根据权利要求1所述的高钙、高镁废水的生化处理装置，其特征在于：所述沉淀池(2)为竖流沉淀池，其底部设有污泥排出泵。
4.根据权利要求1所述的高钙、高镁废水的生化处理装置，其特征在于：所述生物脱钙脱镁厌氧反应池(3)为内循环廊道式，池中污泥浓度>400mg/L；潜水搅拌机(8)的运行转角为与水流方向成45°。
5.根据权利要求1或4所述的高钙、高镁废水的生化处理装置，其特征在于：所述生物脱钙脱镁厌氧反应池(3)的两个长边池壁上平行间隔设置若干构造墙(11)，构造墙(11)与生物脱钙脱镁厌氧反应池(3)的长边池壁的夹角为45°～90°，构造墙(11)间距离为0.5～1m，构造墙(11)高0.5～1.5m，厚度为0.3～0.6m，构造墙(11)的长度为生物脱钙脱镁厌氧反应池(3)的短边长度的2/3～3/4。
6.根据权利要求1所述的高钙、高镁废水的生化处理装置，其特征在于：所述钙化镁化污泥沉淀池(6)为中心进水周边出水的辐流沉淀池，其底部设有污泥排出泵；所述刮泥机(10)为周边传动刮泥机。
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| CN201620870094.2U CN205933543U (zh) | 2016-08-11 | 2016-08-11 | 一种高钙、高镁废水的生化处理装置 |
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| CN201620870094.2U CN205933543U (zh) | 2016-08-11 | 2016-08-11 | 一种高钙、高镁废水的生化处理装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106007272A (zh) * | 2016-08-11 | 2016-10-12 | 桂琪 | 一种高钙、高镁废水的生化处理方法及装置 |
| CN113003886A (zh) * | 2021-03-17 | 2021-06-22 | 同济大学 | 一种去除污水中钙的水处理***及处理方法 |
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2016
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