一种污水脱氮系统的制作方法

本实用新型涉及污水处理，具体涉及一种污水脱氮系统。

背景技术：
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氨氮是指水中以游离氨(NH3)和铵离子(NH4^-)形式存在的氮。一定浓度氨氮的存在，将导致水体富营养化而被污染，故须最大化去除各类排水中的氨氮，确保人们赖以生成的自然水体安全。医疗污水有其特殊性，但也存在氨氮，在排放前必须进行处理达标。

如果沿用传统的医疗污水脱氮处理方式，尚存在以下几个主要缺点：经济成本投入高、工艺复杂和脱氮能效不足。目前医疗污水处理工艺比较多，但大多数的处理效果并不理想，氨氮指标非常接近预处理排放标准控制线。如果工艺运行过程中出现工艺波动，超标的可能性比较大。氨氮是指水中以游离氨(NH3)和铵离子(NH4^-)形式存在的氮。一定浓度氨氮的存在，将导致水体富营养化而被污染，故须最大化去除各类排水中的氨氮，确保人们赖以生成的自然水体安全。医疗污水有其特殊性，但也存在氨氮，在排放前必须进行处理达标。如果沿用传统的医疗污水脱氮处理方式，尚存在以下几个主要缺点：经济成本投入高、工艺复杂和脱氮能效不足。目前医疗污水处理工艺比较多，但大多数的处理效果并不理想，氨氮指标非常接近预处理排放标准控制线。如果工艺运行过程中出现工艺波动，超标的可能性比较大。

技术实现要素：
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本实用新型设计了一种污水脱氮系统来提高污水处理的脱氮能效，降低成本。

该技术方案为：一种污水脱氮系统，包括脱氮池、镁盐储存槽、磷酸盐储存槽、NaOH 溶液储存槽、搅拌装置；所述镁盐储存槽、所述磷酸盐储存槽、所述NaOH溶液储存槽设置于所述脱氮池外部且均连接至所述脱氮池；还包括PLC控制系统，所述镁盐储存槽、所述磷酸盐储存槽、所述NaOH溶液储存槽、所述搅拌装置均控制连接于所述PLC控制系统，所述 PLC控制系统控制所述镁盐储存槽、所述磷酸盐储存槽、所述NaOH溶液储存槽分别向所述脱氮池加入镁盐、磷酸盐、NaOH溶液；所述PLC控制系统控制所述搅拌装置对待处理污水进行搅拌。

其技术原理是：脱氮池的脱氮处理是通过向含有氨氮的医疗废水中投加镁盐和磷酸盐，使之与NH4+生成难溶于水的磷酸铵镁沉淀，达到去除氨氮的目的。而磷酸铵镁沉淀在水中的溶解度与水的pH值有关，在实际应用过程不同的水质，需要不同的投加比例和准确的pH 才能达到优良的沉淀效果。为此，本方案的脱氮池设置有镁盐储存槽、磷酸盐储存槽、NaOH 溶液储存槽，所述镁盐储存槽、磷酸盐储存槽、NaOH溶液储存槽连接到脱氮池。并且还包括一个PLC控制系统，PLC控制系统控制着镁盐储存槽、磷酸盐储存槽、NaOH溶液储存槽向脱氮池中的投放开闭以及投放量。脱氮池还具有一个搅拌装置，用来搅拌污水、镁盐、磷酸盐和NaOH溶液，搅拌装置同样控制连接至PLC控制系统。搅拌装置转动使得镁盐、磷酸盐、NaOH溶液和污水混合的更为均匀，使得脱氮更为高效。

进一步的，还包括氨氮浓度检测仪、pH检测仪，所述氨氮浓度检测仪、pH检测仪连接至所述PLC控制系统。

进一步的，其特征在于，还包括位于所述脱氮池前方的生化池，所述生化池为初级脱氮处理池。

进一步的，所述生化池的脱氮方式为SES脱氮。

进一步的，还包括位于所述脱氮池后方的沉积池。

该实用新型的有益效果是：

1、本方案的脱氮系统在脱氮池设置有镁盐储存槽、磷酸盐储存槽、NaOH溶液储存槽，通过一个PLC控制系统控制镁盐储存槽、磷酸盐储存槽、NaOH溶液储存槽向脱氮池中的投放开闭以及投放量。PLC控制系统还可以控制搅拌装置，用来搅拌污水、镁盐、磷酸盐和NaOH溶液；使得脱氮系统更为高效、智能。

2、本方案进一步设置了氨氮浓度检测仪、pH检测仪，通过所述氨氮浓度检测仪、pH检测仪可以反馈污水的浓度和pH信息，能实时自动地调节镁盐、磷酸盐、NaOH溶液的投放量，因此提高了脱氮率。

附图说明：

图1为污水脱氮系统的示意图。

图中标记：1-脱氮池、2-沉淀池、21-排出口、3-PLC控制系统、4-镁盐储存槽、5-磷酸盐储存槽、6-NaOH溶液储存槽、7-搅拌装置、71-电机、8-氨氮浓度检测仪、9-pH检测仪、10- 生化池。

具体实施方式：

实施例：

如图1所示，脱氮系统包括一个生化池10，可以通过某些特定的脱氮方式进行脱氮，例如SES脱氮，脱氮后已经达到一定的脱氮效果。然后生化池10脱氮达标的污水可以进行排放，如果未达标则进入到位于生化池10之后的脱氮池1进行进一步脱氮，脱氮池1的脱氮方式为MPA脱氮法。通过向含有氨氮的医疗废水中投加镁盐和磷酸盐，使之与NH4⁺生成难溶于水的磷酸铵镁沉淀，达到去除氨氮的目的。磷酸铵镁沉淀是一种白色结晶颗粒或者粉末，俗称鸟粪石化学成分为MgNH4PO4·6H2O，密度1.71g/mL，微溶于冷水，易溶于热水和稀酸，遇碱溶液会发生分解。主要化学反应如下：

Mg²⁺+PO4^3-+NH4⁺+6H2O→MgNH4PO4·6H2O；

Mg²⁺+HPO4^2-+NH4⁺+6H2O→MgNH4PO4·6H2O+H⁺；

Mg²⁺+H2PO4^-+NH4⁺+6H2O→MgNH4PO4·6H2O+2H⁺；

在使用MAP沉淀法时，废水溶液中镁、磷离子浓度以及溶液的pH是影响反应沉淀最至关重要的两个因素，生成鸟粪石理论上的摩尔比r(Mg²⁺)∶r(NH4⁺)∶r(PO4^3-)应为1∶1∶ 1。待处理废水中几乎没有镁离子，总磷含量<5mg/L，这就需要向氨氮废水中投加镁盐(MgCl2) 和磷酸盐(NaH2PO4)。处理废水量为较低的pH会增大鸟粪石的溶解度，因此，在鸟粪石沉淀法中，需加碱维持一定的pH，其他机构研究的最优pH范围为9.0～10.7。但是在实际应用过程不同的水质，需要不同的投加比例和准确的pH才能达到优良的沉淀效果。针对医疗废水的特质氨氮的浓度以及pH等特点，发明人经过长期的研究，得出了准确的pH值及合理的镁盐(MgCl2)和磷酸盐(NaH2PO4)投加比例，在实验、实践过程中取得了良好的处理效果。

本方案的生化池10过来的污水进入到脱氮池1后，在脱氮池1进行进一步处理。脱氮池 1的上方设置有镁盐储存槽4、磷酸盐储存槽5、NaOH溶液储存槽6，所述镁盐储存槽4、磷酸盐储存槽5、NaOH溶液储存槽6的出口连接到脱氮池1，并且还包括一个PLC控制系统3， PLC控制系统3控制着镁盐储存槽4、磷酸盐储存槽5、NaOH溶液储存槽6向脱氮池1中的投放开闭以及投放量。脱氮池1还具有一个搅拌装置7，用来搅拌污水、镁盐、磷酸盐和NaOH 溶液，搅拌装置7同样控制连接至PLC控制系统3。本实施例中，搅拌装置7连接一个电机 71，在电机71的带动下，搅拌装置7转动使得镁盐、磷酸盐、NaOH溶液和污水混合的更为均匀。为使得脱氮系统脱氮更为智能，实现污水自动化处理，在脱氮池1中还设置有氨氮浓度检测仪8、pH检测仪9，氨氮浓度检测仪8检测生化池10处理后的污水的氨氮浓度，并将信号传给PLC控制系统3；pH检测仪9检测污水的pH值，将信号传给PLC控制系统3。还包括脱氮池1之后连接沉积池2，沉积室2起到对脱氮之后的沉积物MgNH4PO4·6H2O进行沉积的作用。本实施例中，沉积池2的下方还设置有排出口21，用于排出沉积物。

本方案实现脱氮的过程是这样的：经过生化池10脱氮处理后的废水流经脱氮池1，当氨氮浓度检测仪8检测反馈氨氮浓度升高的信息反馈到PLC控制系统3，并且已经出现将要超标的趋势时。PLC发出指令控制镁盐储存槽4、磷酸盐储存槽5投加一定量比例的镁盐和磷酸盐。pH检测仪9检测污水的pH值，根据pH反馈信号计算出需要投加的NaOH量，计量泵开始向池内添加NaOH，调节池内pH至9.0～10.7。在搅拌装置7的搅拌下，Mg²⁺、H2PO4^-、NH4⁺充分混合接触反应生成磷酸铵镁沉淀。在此过程中，PLC会根据反馈的信号不断调节各种药剂的投加量，达到将污水中氨氮最大化去除的目的。由于该池处于搅拌状态磷酸铵镁不会立即下沉，直至流到沉淀池2，磷酸铵镁会与污泥一块沉淀至沉淀池底部，最终和污泥一起处理，由于磷酸铵镁是一种缓释复合肥，还可以将浓缩后的污泥用于施肥。达到回收利用的目的。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。