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一種人工濕地原水的預(yù)處理裝置及其工藝的制作方法

文檔序號(hào):9778391閱讀:687來源:國(guó)知局
一種人工濕地原水的預(yù)處理裝置及其工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種人工濕地原水的預(yù)處理裝置及其工藝,屬于環(huán)保領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 人工濕地填料有礪石和土壤組成,礫石分兩層。由于進(jìn)水中存在懸浮雜質(zhì)和有機(jī) 雜物等,在經(jīng)過人工濕地時(shí)會(huì)被基質(zhì)截留或者吸附到基質(zhì)表面,致使基質(zhì)的孔隙率會(huì)慢慢 降低,降低到一定程度后,基質(zhì)的水力傳導(dǎo)率便會(huì)非常低,使污水的處理效率大大降低,且 會(huì)出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象。因此常由于設(shè)計(jì)不當(dāng)使出水達(dá)不到設(shè)計(jì)要求或不能達(dá)標(biāo)排放,有的人工 濕地反而成了污染源。因此,人工濕地在處理懸浮物含量較高的污水,須在濕地之前設(shè)置預(yù) 處理設(shè)施,盡量去除水中的懸浮物和漂浮物,防止堵塞。
[0003]目前,低濃度NH=-N脫氮的實(shí)用性技術(shù)主要為生物脫氮和物化脫氮。物化法中折 點(diǎn)加氯法反應(yīng)迅速,所需設(shè)備投資少,但液氯的安全使用和儲(chǔ)存要求高,且處理成本也較 高;沉淀法工藝簡(jiǎn)單、速度快,但處理效果易受反應(yīng)時(shí)間、PH、沉淀劑、投加量影響;離子交換 法處理廢水時(shí)首先需要將廢水進(jìn)行預(yù)處理以去除懸浮物,除此之外,如果以樹脂為交換的 顆粒,消耗量大,再生困難,運(yùn)行成本高。
[0004] 折點(diǎn)氯化法采用將次氯酸鈉粉末投入原水中,將NHI-N氧化成N2的化學(xué)脫氮工 藝。當(dāng)次氯酸鈉粉末投入廢水中達(dá)到某一點(diǎn)時(shí)水中游離氯含量最低,氨的濃度降為零。當(dāng)投 入量超過該點(diǎn)時(shí),水中的游離氯就會(huì)增多。因此該點(diǎn)稱為折點(diǎn),該狀態(tài)下的氯化稱為折點(diǎn)氯 化。處理氨氮污水所需的實(shí)際投藥量取決于溫度、PH值及氨氮濃度,氧化每克氨氮需要9~ I Omg氯氣,pH值在6~7時(shí)為最佳反應(yīng)區(qū)間,接觸時(shí)間為0.5~2小時(shí)。
[0005] 折點(diǎn)氯化法除氨機(jī)理如下:
[0006] NH4++H0C1^NH2C1+H++H20
[0007] NHCl2+H20^N0H+2H++2Cr
[0008] NHCl2+NaOH^N2+HOCl+H++Cr
[0009] 折點(diǎn)氯化法最突出的優(yōu)點(diǎn)是可通過正確控制加氯量和對(duì)流量進(jìn)行均化,使廢水中 全部氨氮降為零,同時(shí)使廢水達(dá)到消毒的目的。對(duì)于氨氮濃度低(小于50mg/L)的廢水來說, 用這種方法較為經(jīng)濟(jì)。氯化法的處理率達(dá)90 %~100%,處理效果穩(wěn)定,不受水溫影響,在寒 冷地區(qū)此法特別有吸引力,投資較少,但運(yùn)行費(fèi)用高,副產(chǎn)物氯胺和氯化有機(jī)物會(huì)造成二次 污染,氯化法只適用于處理低濃度氨氮廢水。
[0010]考慮到人工濕地投資建設(shè)和占地面積的限制,新建一套物化系統(tǒng),專門用于原水 低濃度氨氮的去除,經(jīng)濟(jì)上顯然是不夠合理的,而且也會(huì)帶來管理上的麻煩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種人工濕 地原水的預(yù)處理裝置及其工藝,在分離水中懸浮顆粒的同時(shí),具備去除原水中低含量氨氮 的功能,有效解決現(xiàn)有人工濕地在處理懸浮物含量較高的污水時(shí)易發(fā)生堵塞的問題。
[0012] 本發(fā)明為解決上述提出的問題所采用的技術(shù)方案為:
[0013] 一種人工濕地原水的預(yù)處理裝置,人工濕地原水經(jīng)該裝置處理后進(jìn)入人工濕地, 該裝置包括筒體、入口、擾流板、轉(zhuǎn)向板、防渦器、排污口、導(dǎo)流層、出口、投藥口;所述筒體由 上部的中空?qǐng)A柱體一、中部的中空倒椎體、下部的中空?qǐng)A柱體二組成;所述入口和投藥口設(shè) 置在筒體的頂部,所述排污口設(shè)置在筒體的底部,所述擾流板、轉(zhuǎn)向板、防渦器設(shè)置在筒體 內(nèi)壁上,并且出口開設(shè)在筒體側(cè)壁上。
[0014] 按上述方向,所述原水入口的方向?yàn)橥搀w的切向方向。
[0015] 按上述方案,所述擾流板沿筒體內(nèi)壁的縱向分布M層,M為不小于1的整數(shù);同一層 的擾流板沿筒體內(nèi)壁的周向均勻分布,數(shù)量為N,N為不小于1的整數(shù)。優(yōu)選地,所述同一層相 鄰的兩個(gè)擾流板交錯(cuò)布置,能夠形成夾角。更優(yōu)選地,所述相鄰的兩個(gè)擾流板交錯(cuò)布置形成 夾角為90°,例如所述相鄰的兩個(gè)擾流板分別沿水平方向向上45°或者向下45°分布。
[0016] 按上述方案,所述擾流板設(shè)置在筒體上部的中空?qǐng)A柱體一、中部的中空倒椎體的 內(nèi)壁上。
[0017] 按上述方案,所述防渦器為一中空椎體。優(yōu)選地,所述防渦器與中空?qǐng)A柱體二的頂 端相連且向上延伸。
[0018] 按上述方案,所述轉(zhuǎn)向板為一設(shè)置在筒體內(nèi)層的中空倒椎體二,半徑略小于筒體; 所述轉(zhuǎn)向板與筒體內(nèi)壁之間的空間即為導(dǎo)流層。優(yōu)選地,所述轉(zhuǎn)向板為一設(shè)置在中空倒椎 體一內(nèi)層的中空倒椎體二,半徑略小于筒體的中空倒椎體一;所述轉(zhuǎn)向板與中空倒椎體一 內(nèi)壁之間的空間即為導(dǎo)流層。
[0019] 按上述方案,所述擾流板、轉(zhuǎn)向板與防渦器之間的空間為分離腔,防渦器與排污口 之間的空間為收集腔。在分離腔中,比流體密度大的懸浮顆粒能夠克服水力阻力,向擾流器 中心軸處運(yùn)動(dòng),形成中心核,并在自身重力作用下滑落至收集腔;防渦器能阻擋仍然懸浮的 懸浮物上升趨勢(shì),使其沉淀到收集腔內(nèi)。
[0020] 按上述方案,所述出口位于導(dǎo)流層頂端,開設(shè)于筒體側(cè)壁上。
[0021] 采用上述裝置的人工濕地預(yù)處理工藝,包括如下步驟:
[0022 ] 1)原水切向流入上述裝置,流經(jīng)擾流板使原水流速加快,由層流轉(zhuǎn)換變?yōu)橥牧鳎?br>[0023] 2)投藥口定期投加氧化劑,以出水中氨氮含量達(dá)到指定數(shù)值來控制氧化劑的加入 量;
[0024] 3)當(dāng)原水流經(jīng)分離腔,比流體密度大的懸浮顆粒能夠克服水力阻力,向該預(yù)處理 裝置中心軸處運(yùn)動(dòng),形成中心核,并在自身重力作用下滑落至收集腔;而產(chǎn)生高速湍流的原 水將向筒體壁面處運(yùn)動(dòng)并聚集,流經(jīng)轉(zhuǎn)向板、防渦器時(shí)向上轉(zhuǎn)向進(jìn)入分離腔流經(jīng)位于導(dǎo)流 層從出口流出,懸浮物則沉淀到收集腔內(nèi);
[0025] 4)出口流出的即為去除懸浮顆粒和氨氮后的原水,收集腔內(nèi)的懸浮物從底部排污 口排出。
[0026]按上述方案,原水中氨氮濃度為不超過50mg/L,懸浮顆粒濃度為不超過800mg/L。
[0027] 按上述方案,所述原水以流速5~12m/s進(jìn)入入口。
[0028] 按上述方案,所述懸浮顆粒通常情況下比原水的密度大。
[0029] 按上述方案,所述氧化劑為次氯酸鈉粉末。還可以投加其他試劑,以去除原水在其 他的污染物。
[0030] 本發(fā)明的原理是:當(dāng)原水從切向方向的入口(1)以一定的速度進(jìn)入,內(nèi)置的擾流板 (2)使液體流速加快,由層流轉(zhuǎn)換變?yōu)橥牧?,可以大大地提高反?yīng)器的固液分離水平,懸浮 物去除效果明顯增強(qiáng);水平方向成徑向均勻布置擾流板(如8個(gè)擾流板,相鄰兩個(gè)擾流板交 錯(cuò)布置,或向上45°,或向下45°,豎直方向布置4層,共32塊擾流板)由于紊動(dòng)度很高(相當(dāng)于 靜態(tài)攪拌器),流體中的懸浮物不易沉淀成垢;當(dāng)流體流經(jīng)圓柱形的分離腔(3)時(shí),比流體密 度大的懸浮顆粒能夠克服水力阻力,向擾流器中心軸處運(yùn)動(dòng),形成中心核,并在自身重力作 用下滑落至收集腔(4);而產(chǎn)生高速湍流的液體將向壁面處運(yùn)動(dòng)并聚集,遇到轉(zhuǎn)向板(5)時(shí) 會(huì)有一個(gè)180°的向上轉(zhuǎn)向,形成更有效的分離,液體防渦器(6)使仍然懸浮的懸浮物沉淀到 收集腔內(nèi),從底部排污口(7)排出;入口端增設(shè)投藥口(10),定期投加氧化劑,由此實(shí)現(xiàn)水中 氨氮以及其他污染物的去除。
[0031] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明的有益效果是:
[0032] A、本發(fā)明對(duì)不需濾網(wǎng)濾盤,免去了堵網(wǎng)堵盤現(xiàn)象,也不需要經(jīng)常更換濾袋,固液分 離可連續(xù)無止境進(jìn)行,節(jié)約成本,減少占地,無運(yùn)行費(fèi)用,不需外部動(dòng)力,不需更換部件,節(jié) 約能源提高人工濕地出水效果。
[0033] B、本發(fā)明對(duì)微污染水源即含低氨氮水源中氨氮含量的去除有明顯效果:在水力擾 流器入口端增設(shè)投藥口,定期投加氧化劑,由于紊流,藥劑與氨氮混合均勻,使在懸浮顆粒 去除的同時(shí),氯化法對(duì)氨氮處理率可達(dá)90%~95%,處理效果穩(wěn)定。
[0034] C、本發(fā)明排污不需反沖洗水,節(jié)省了排污水,沒有流量損失。
[0035] D、本發(fā)明分離過程中,設(shè)備沒有任何運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生,沒有機(jī)械設(shè)備的運(yùn)動(dòng)磨損,沒有可 動(dòng)元件和維護(hù)的備件,不需要維修,免維護(hù)運(yùn)行。
[0036]本發(fā)明通過結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式上的設(shè)計(jì),利用重力和摩擦力作用來去除水中的可沉 降懸浮顆粒,并在原水入口端增設(shè)投藥口定期投加氧化劑,使之在分離水中懸浮顆粒的同 時(shí),采用折點(diǎn)氯化法去除原水中低含量的氨氮,是一種用于去除原水懸浮顆粒與低濃度氨 氮的原水預(yù)處理裝置,利用重力和摩擦力作用來去除水中的可沉降懸浮顆粒。
【附圖說明】:
[0037] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖,左圖為剖視圖,右圖為俯視圖。
[0038] 圖!*:!-入口;2 一擾流板;3 一分離腔;4 一收集腔;5-轉(zhuǎn)向板;6-防渦器;7-排 污口;8-導(dǎo)流層;9 一出口; 10-投藥口; 11 一中空?qǐng)A柱體一;12-中空倒椎體、13-中空?qǐng)A 柱體二。
【具體實(shí)施方式】
[0039] 為了更好地理解本發(fā)明,下面結(jié)合實(shí)施例和附圖進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容,但本 發(fā)明不僅僅局限于下面的實(shí)施例。
[0040] 如圖1所示,一種人工濕地原水的預(yù)處理裝置,人工濕地原水經(jīng)該
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