锂电工厂引入具有隔油单位的小型污水处理设备浅探
2017-03-13
锂电世界陈四新,谢帮灵,陈璟,邓昌建0核心提示：锂电工厂需要保持高度清洁，因此，污水处理的标准也非常高，而现有的污水处理设备通常为大型设备，占地面积大，成本高，结构复杂，耗水量较大[1]。为了解决现有技术中的问题，急需要一种占地面积小、成本低、结构简单、耗水量较小的具有隔油单位的小型污水处理设备。本文介绍了一种具有隔油单位的小型污水处理设备，包括污泥浓缩排放管、与原水进水管连接的格栅、与所述格栅的出水端连接的提升泵、与所述提升泵的出水端连接的初沉池、与所述初沉池的出水端连接的曝气生物滤池、与所述曝气生物滤池的出水端连接的反应池和与所述反应池的出水端连接
0引言
锂电工厂需要保持高度清洁，因此，污水处理的标准也非常高，而现有的污水处理设备通常为大型设备，占地面积大，成本高，结构复杂，耗水量较大[1]。为了解决现有技术中的问题，急需要一种占地面积小、成本低、结构简单、耗水量较小的具有隔油单位的小型污水处理设备。本文介绍了一种具有隔油单位的小型污水处理设备，包括污泥浓缩排放管、与原水进水管连接的格栅、与所述格栅的出水端连接的提升泵、与所述提升泵的出水端连接的初沉池、与所述初沉池的出水端连接的曝气生物滤池、与所述曝气生物滤池的出水端连接的反应池和与所述反应池的出水端连接的二沉池，所述二沉池连接有出水管，所述初沉池、二沉池分别与所述污泥浓缩排放管连接，所述反应池、二沉池为一体化设置。
1 设备优势
本文介绍一种具有隔油单位的小型污水处理设备，非常适合用于清洁标准较高的锂电工厂使用。引入小型污水处理设备的有益效果是：可实现小型化设计，具有占地面积小、成本低、结构简单、耗水量较小的优点。
2 设备结构
锂电工厂需要保持高度清洁，因此，污水处理的标准也非常高，而现有的污水处理设备通常为大型设备，占地面积大，成本高，结构复杂，耗水量较大[1]。为了解决现有技术中的问题，急需要一种占地面积小、成本低、结构简单、耗水量较小的具有隔油单位的小型污水处理设备。本文介绍了一种具有隔油单位的小型污水处理设备，包括污泥浓缩排放管、与原水进水管连接的格栅、与所述格栅的出水端连接的提升泵、与所述提升泵的出水端连接的初沉池、与所述初沉池的出水端连接的曝气生物滤池、与所述曝气生物滤池的出水端连接的反应池和与所述反应池的出水端连接的二沉池，所述二沉池连接有出水管，所述初沉池、二沉池分别与所述污泥浓缩排放管连接，所述反应池、二沉池为一体化设置。
1 设备优势
本文介绍一种具有隔油单位的小型污水处理设备，非常适合用于清洁标准较高的锂电工厂使用。引入小型污水处理设备的有益效果是：可实现小型化设计，具有占地面积小、成本低、结构简单、耗水量较小的优点。
2 设备结构
本文介绍的污水处理设备，是一种具有隔油单位的小型污水处理设备，包括污泥浓缩排放管、与原水进水管连接的格栅、与所述格栅的出水端连接的提升泵、与所述提升泵的出水端连接的初沉池、与所述初沉池的出水端连接的曝气生物滤池、与所述曝气生物滤池的出水端连接的反应池和与所述反应池的出水端连接的二沉池，所述二沉池连接有出水管，所述初沉池、二沉池分别与所述污泥浓缩排放管连接，所述反应池、二沉池为一体化设置。图1是本小型污水处理设备的结构示意图，其中（a）为整体结构，（b）为曝气生物滤池结构。
（a）整体结构
（b）曝气生物滤池结构
图1 结构示意图
如图所示，二沉池设置在所述反应池的底部，反应池连接有混凝剂投加机构，且反应池内设有搅拌机构，而搅拌机构优选为机械搅拌机构或者空气搅拌机构。其中初沉池为竖流式沉淀池，所述初沉池的底部设有储泥空间。所述二沉池为竖流式沉淀池，所述二沉池的底部设有储泥空间。所述二沉池、出水管之间连接有红外线消毒装置。所述曝气生物滤池包括缺氧池和好氧池，所述缺氧池和好氧池间隔串联设置。所述原水进水管、格栅之间连接有隔油沉砂池。所述初沉池的顶部设有隔油单元。格栅为细格栅，所述曝气生物滤池连接有隔油单位。
3 设备实施方式
现结合图1介绍具体实施方式，图中标号为：格栅1；提升泵2；初沉池3；曝气生物滤池4；缺氧池41、43、45；好氧池42、44、46；反应池5；二沉池6；污泥浓缩排放管7。
如图1（a）所示，一种具有隔油单位的小型污水处理设备，包括污泥浓缩排放管7、与原水进水管连接的格栅1、与所述格栅1的出水端连接的提升泵2、与所述提升泵2的出水端连接的初沉池3、与所述初沉池3的出水端连接的曝气生物滤池4、与所述曝气生物滤池4的出水端连接的反应池5和与所述反应池5的出水端连接的二沉池6，所述二沉池6连接有出水管，所述初沉池3、二沉池6分别与所述污泥浓缩排放管7连接，所述反应池5、二沉池6为一体化设置。
如图1(a)所示，所述二沉池6设置在反应池5的底部。
如图1(a)所示，所述反应池5连接有混凝剂投加机构，所述反应池5内设有搅拌机构，所述搅拌机构优选为机械搅拌机构或者空气搅拌机构，可通过混凝剂投加机构投加PAC（聚合氯化铝也称碱式氯化铝代号PAC，通常也称作净水剂或混凝剂）和PAM（聚丙烯酰胺）。
如图1(a)所示，所述初沉池3为竖流式沉淀池，所述初沉池3的底部设有储泥空间。
如图1(a)所示，所述二沉池6为竖流式沉淀池，所述二沉池6的底部设有储泥空间。
如图1(a)所示，所述二沉池6、出水管之间连接有红外线消毒装置。
如图1(b)所示，所述曝气生物滤池4包括缺氧池41、43、45和好氧池42、44、46，所述缺氧池41、43、45和好氧池42、44、46间隔串联设置，即缺氧池41、好氧池42、缺氧池43、好氧池44、缺氧池45、好氧池46按进水先后顺序布置。
如图1(a)所示，所述原水进水管、格栅1之间连接有隔油沉砂池。
如图1(a)所示，所述初沉池3的顶部设有隔油单元。
如图1(a)所示，所述格栅1为细格栅，所述曝气生物滤池4连接有隔油单位。
4 设备工作原理
本小型污水处理设备的工作原理为：
（1）市政污水（原水）经过细格栅，去除水中浮渣，然后提升至初沉池3；
（2）预处理出水经提升泵2进入初沉池3。初沉池3采用改进后的竖流式沉淀池，沉淀池沉淀时间仅为1.0小时。初沉池3顶部设置隔油单元；初沉池3底部设置储泥空间，容纳1-2天的污泥量；
（3）初沉池3出水进入曝气生物滤池4（BAF），在曝气生物滤池4内完成有机物降解、硝化和同步反硝化，停留时间2.0~2.5小时；
BAF是一种高效的生化反应器，尤其对于氨氮和总氮的去除具有显著的优势。本发明采用曝气生物滤池4，处理效率接近biostyr等技术，但是技术复杂度大幅度降低：水头损失小于0.2m，反冲洗周期20-30天，反冲洗过程仅需气洗5分钟、排水10分钟，反冲洗空气来自备用鼓风机，无需多个BAF并联，无反冲洗水泵，不需要自动控制系统；
（4）曝气生物滤池4出水进入反应池5。反应池5在顶部，反应池5内投加除磷药剂，采用机械或空气搅拌，反应池5出水进入下部的二沉池6，二沉池6与初沉池3的结构相同，均采用改进后的竖流式沉淀池，沉淀时间1小时，沉淀底部设置储泥空间，容纳4小时的污泥量；
（5）二沉池6出水直接或经紫外消毒装置后排放；
（6）初沉池3和二沉池6底部污泥通过压滤脱水装置进行压滤脱水后，与栅渣等一起外运。
本发明提供的一种具有隔油单位的小型污水处理设备的工艺原理为：
（1）有机物和氨氮的去除
有机物和氨氮主要通过初沉池3、反应池5和曝气生物滤池4去除，核心单元是曝气生物滤池4。
①初沉池3：在絮凝和沉淀作用下，水中的固体性有机物、胶体有机物被去除。
②曝气生物滤池4：曝气生物滤池4是有机物和氨氮去除的核心单元。有机物和氨氮在曝气生物滤池4得到较彻底的去除。曝气生物滤池4是高效生物膜反应器，特别适用于市政污水处理。曝气生物滤池4滤料比表面积大，滤料表面富集了异养菌和硝化菌，通过曝气提供溶解氧，从而实现有机物和氨氮的高效去除。
（2）总氮的去除
总氮主要通过曝气生物滤池4去除。在曝气生物滤池4内，通过区间分隔，曝气生物滤池4分隔成4个以上串联的区域。污水进入BAF池时，采用多点进水。如图2所示，曝气生物滤池4分成6个区域，41、43、45区为缺氧池，42、44、46区为好氧池。
通过交替实现缺氧、好氧，可以充分利用水中的有机物实现反硝化，同时反硝化也去除了部分有机物，降解了好氧区的有机物负荷。
根据地区污水水质特点合理设计缺氧、好氧区间，可实现总氮的有效去除，去除率>60%。
普通BAF技术必须通过单独设置硝化滤池（N池）和反硝化滤池（DN池），本技术可内部设置缺氧池41、43、45和好氧池42、44、46区间，从而实现单池内的硝化与反硝化。
（3）总磷的去除
磷的去除主要通过沉淀池3和反应池5。
①初沉池3：通过初沉池3可去除固体性的磷。
②曝气生物滤池4：曝气生物滤池4内填料及填料表面的微生物可截留初沉池出水中残留的固体性的磷。
③反应池5和二沉池6：通过化学沉淀，去除水中磷，使出水达到排放标准。
（4）SS的去除
SS主要通过两级沉淀池去除，曝气生物滤池4起到了对SS一定的截留作用。
5 结论
（1）本文介绍了一种具有隔油单位的小型污水处理设备针对小城镇的污水处理，提出一体化设备安装的建设方式，全部处理单元均采用设备，除地面和设备基础外，无土建工程。
（2）本文介绍的具有隔油单位的小型污水处理设备，与上一期介绍的具有反冲洗机构的小型污水处理设备结构相近。
（3）本文介绍的一种具有隔油单位的小型污水处理设备，工艺流程简洁，设备安装快，建设周期短；与常规工艺相比，占地面积节约60%以上；运行成本低，吨水处理成本约0.4元；污泥量低，降低了污泥处理处置难题；操作简单，需要员工少；能耗和药耗低；厂区卫生条件好，非常适合在锂电工厂推广及应用。
参考文献
[1]刘夕清.污水处理技术的改革和创新探讨[J].黑龙江科学, 2016, (1): 122-123.
[2]谢家流等.锂电工厂引入小型污水处理设备浅探[J]. 锂电世界, 2016, (2).
[基金项目]本文获广西科学研究与技术开发计划课题（合同编号：桂科能15122O01-2-8）、
2015年教育部人文社会科学研究青年基金项目（15YJC880058）、2015广西职业教育教学改革（桂教职成[2015]22号，“高职院校举办高端应用型本科人才培养的研究与实践——以机械工程专业（职师班）为例”）、2015年柳州市科学研究与技术开发计划课题（2015c010303）、广西教改项目“基于区域性汽车技术加强专业建设的研究与实践”编号[2014JGZ183]的阶段性研究成果。
[作者简介] 陈四新（1981-），男，汉族，广西来宾人，运输修理专业，助理工程师，主要从事压料机和提升机设计。
[通讯作者] 陈璟（1984-），女，广西柳州人，硕士，讲师，主要从事流体分析CFD、模具优化设计等研究，1936307477@qq.com。
（陈四新1，谢帮灵2，陈璟3，邓昌建4,5）
（1柳州市豪杰特化工机械有限责任公司技术中心，广西 柳州 545005； 2 柳州城市职业学院 机电与汽车工程系，广西 柳州 545036； 3 柳州职业技术学院机电工程系，广西 柳州 545005；4 柳州蓓蒂芬科技有限公司技术中心，广西 柳州 545000； 5广西新维力科技有限公司技术中心，广西 桂林 541004 ）
3 设备实施方式
现结合图1介绍具体实施方式，图中标号为：格栅1；提升泵2；初沉池3；曝气生物滤池4；缺氧池41、43、45；好氧池42、44、46；反应池5；二沉池6；污泥浓缩排放管7。
如图1（a）所示，一种具有隔油单位的小型污水处理设备，包括污泥浓缩排放管7、与原水进水管连接的格栅1、与所述格栅1的出水端连接的提升泵2、与所述提升泵2的出水端连接的初沉池3、与所述初沉池3的出水端连接的曝气生物滤池4、与所述曝气生物滤池4的出水端连接的反应池5和与所述反应池5的出水端连接的二沉池6，所述二沉池6连接有出水管，所述初沉池3、二沉池6分别与所述污泥浓缩排放管7连接，所述反应池5、二沉池6为一体化设置。
如图1(a)所示，所述二沉池6设置在反应池5的底部。
如图1(a)所示，所述反应池5连接有混凝剂投加机构，所述反应池5内设有搅拌机构，所述搅拌机构优选为机械搅拌机构或者空气搅拌机构，可通过混凝剂投加机构投加PAC（聚合氯化铝也称碱式氯化铝代号PAC，通常也称作净水剂或混凝剂）和PAM（聚丙烯酰胺）。
如图1(a)所示，所述初沉池3为竖流式沉淀池，所述初沉池3的底部设有储泥空间。
如图1(a)所示，所述二沉池6为竖流式沉淀池，所述二沉池6的底部设有储泥空间。
如图1(a)所示，所述二沉池6、出水管之间连接有红外线消毒装置。
如图1(b)所示，所述曝气生物滤池4包括缺氧池41、43、45和好氧池42、44、46，所述缺氧池41、43、45和好氧池42、44、46间隔串联设置，即缺氧池41、好氧池42、缺氧池43、好氧池44、缺氧池45、好氧池46按进水先后顺序布置。
如图1(a)所示，所述原水进水管、格栅1之间连接有隔油沉砂池。
如图1(a)所示，所述初沉池3的顶部设有隔油单元。
如图1(a)所示，所述格栅1为细格栅，所述曝气生物滤池4连接有隔油单位。
4 设备工作原理
本小型污水处理设备的工作原理为：
（1）市政污水（原水）经过细格栅，去除水中浮渣，然后提升至初沉池3；
（2）预处理出水经提升泵2进入初沉池3。初沉池3采用改进后的竖流式沉淀池，沉淀池沉淀时间仅为1.0小时。初沉池3顶部设置隔油单元；初沉池3底部设置储泥空间，容纳1-2天的污泥量；
（3）初沉池3出水进入曝气生物滤池4（BAF），在曝气生物滤池4内完成有机物降解、硝化和同步反硝化，停留时间2.0~2.5小时；
BAF是一种高效的生化反应器，尤其对于氨氮和总氮的去除具有显著的优势。本发明采用曝气生物滤池4，处理效率接近biostyr等技术，但是技术复杂度大幅度降低：水头损失小于0.2m，反冲洗周期20-30天，反冲洗过程仅需气洗5分钟、排水10分钟，反冲洗空气来自备用鼓风机，无需多个BAF并联，无反冲洗水泵，不需要自动控制系统；
（4）曝气生物滤池4出水进入反应池5。反应池5在顶部，反应池5内投加除磷药剂，采用机械或空气搅拌，反应池5出水进入下部的二沉池6，二沉池6与初沉池3的结构相同，均采用改进后的竖流式沉淀池，沉淀时间1小时，沉淀底部设置储泥空间，容纳4小时的污泥量；
（5）二沉池6出水直接或经紫外消毒装置后排放；
（6）初沉池3和二沉池6底部污泥通过压滤脱水装置进行压滤脱水后，与栅渣等一起外运。
本发明提供的一种具有隔油单位的小型污水处理设备的工艺原理为：
（1）有机物和氨氮的去除
有机物和氨氮主要通过初沉池3、反应池5和曝气生物滤池4去除，核心单元是曝气生物滤池4。
①初沉池3：在絮凝和沉淀作用下，水中的固体性有机物、胶体有机物被去除。
②曝气生物滤池4：曝气生物滤池4是有机物和氨氮去除的核心单元。有机物和氨氮在曝气生物滤池4得到较彻底的去除。曝气生物滤池4是高效生物膜反应器，特别适用于市政污水处理。曝气生物滤池4滤料比表面积大，滤料表面富集了异养菌和硝化菌，通过曝气提供溶解氧，从而实现有机物和氨氮的高效去除。
（2）总氮的去除
总氮主要通过曝气生物滤池4去除。在曝气生物滤池4内，通过区间分隔，曝气生物滤池4分隔成4个以上串联的区域。污水进入BAF池时，采用多点进水。如图2所示，曝气生物滤池4分成6个区域，41、43、45区为缺氧池，42、44、46区为好氧池。
通过交替实现缺氧、好氧，可以充分利用水中的有机物实现反硝化，同时反硝化也去除了部分有机物，降解了好氧区的有机物负荷。
根据地区污水水质特点合理设计缺氧、好氧区间，可实现总氮的有效去除，去除率>60%。
普通BAF技术必须通过单独设置硝化滤池（N池）和反硝化滤池（DN池），本技术可内部设置缺氧池41、43、45和好氧池42、44、46区间，从而实现单池内的硝化与反硝化。
（3）总磷的去除
磷的去除主要通过沉淀池3和反应池5。
①初沉池3：通过初沉池3可去除固体性的磷。
②曝气生物滤池4：曝气生物滤池4内填料及填料表面的微生物可截留初沉池出水中残留的固体性的磷。
③反应池5和二沉池6：通过化学沉淀，去除水中磷，使出水达到排放标准。
（4）SS的去除
SS主要通过两级沉淀池去除，曝气生物滤池4起到了对SS一定的截留作用。
5 结论
（1）本文介绍了一种具有隔油单位的小型污水处理设备针对小城镇的污水处理，提出一体化设备安装的建设方式，全部处理单元均采用设备，除地面和设备基础外，无土建工程。
（2）本文介绍的具有隔油单位的小型污水处理设备，与上一期介绍的具有反冲洗机构的小型污水处理设备结构相近。
（3）本文介绍的一种具有隔油单位的小型污水处理设备，工艺流程简洁，设备安装快，建设周期短；与常规工艺相比，占地面积节约60%以上；运行成本低，吨水处理成本约0.4元；污泥量低，降低了污泥处理处置难题；操作简单，需要员工少；能耗和药耗低；厂区卫生条件好，非常适合在锂电工厂推广及应用。
参考文献
[1]刘夕清.污水处理技术的改革和创新探讨[J].黑龙江科学, 2016, (1): 122-123.
[2]谢家流等.锂电工厂引入小型污水处理设备浅探[J]. 锂电世界, 2016, (2).
[基金项目]本文获广西科学研究与技术开发计划课题（合同编号：桂科能15122O01-2-8）、
2015年教育部人文社会科学研究青年基金项目（15YJC880058）、2015广西职业教育教学改革（桂教职成[2015]22号，“高职院校举办高端应用型本科人才培养的研究与实践——以机械工程专业（职师班）为例”）、2015年柳州市科学研究与技术开发计划课题（2015c010303）、广西教改项目“基于区域性汽车技术加强专业建设的研究与实践”编号[2014JGZ183]的阶段性研究成果。
[作者简介] 陈四新（1981-），男，汉族，广西来宾人，运输修理专业，助理工程师，主要从事压料机和提升机设计。
[通讯作者] 陈璟（1984-），女，广西柳州人，硕士，讲师，主要从事流体分析CFD、模具优化设计等研究，1936307477@qq.com。
（陈四新1，谢帮灵2，陈璟3，邓昌建4,5）
（1柳州市豪杰特化工机械有限责任公司技术中心，广西 柳州 545005； 2 柳州城市职业学院 机电与汽车工程系，广西 柳州 545036； 3 柳州职业技术学院机电工程系，广西 柳州 545005；4 柳州蓓蒂芬科技有限公司技术中心，广西 柳州 545000； 5广西新维力科技有限公司技术中心，广西 桂林 541004 ）
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