本发明属于
污水处理技术领域，具体涉及一种去除污水中钙的水处理系统及处理方法。
背景技术：
较高浓度的含钙废水，如厕所废水、蔬菜脱水加工废水等，在进行处理时，管道、泵叶轮等常会出现钙沉淀现象，一定程度上增大系统的维护成本。
一般来说，对于进水钙离子浓度较低但要求出水钙离子更低的脱除方法常用软化工艺，如纳滤、反渗透等膜分离法、离子交换法、电渗析法等，而对高浓度钙离子大多采用的是化学沉淀法。这些方法都可以取得理想的除钙目的，但软化工艺的投资和运行费用通常较高，而化学沉淀法一般需要额外投加化学药剂，且会产生比较多的化学污泥。对于进水钙离子浓度较高，且对出水钙离子没有明确规定要求的污水，在进行生物处理过程中，应采用一种易于实现且成本较低的除钙方法，基于此目的，本发明结合生物处理单元特性和碳酸钙化学特性，提出一种利用缺氧碱度和好氧曝气尾气中co2去除污水中ca2+的方法。
技术实现要素：
本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种可以利用常规生物处理过程中缺氧产生的碱度、好氧曝气尾气中含有co2来去除水中部分钙离子的系统及方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
一种去除污水中钙的水处理系统，包括依次连接的缺氧池和好氧池，所述缺氧池内通入待处理的含钙废水，所述好氧池的处理水部分回流至所述缺氧池，所述好氧池产生的好氧曝气尾气被引入所述缺氧池内作为所述缺氧池搅拌的气源。
本发明通过利用生物处理过程中缺氧产生的碱度、好氧曝气尾气中含有的co2来去除水中部分钙离子，可以减小进水中钙离子的对生物系统的影响，并降低管道、泵等结垢的风险。
进一步地，所述好氧池的顶部设置集气罩，所述集气罩通过通风管路与所述缺氧池连接，利用集气罩能充分收集曝气尾气。
进一步地，所述通风管中设有将曝气尾气由所述好氧池送至所述缺氧池的引风机。
进一步地，所述集气罩采用土建或玻璃钢材料制作。
进一步地，所述缺氧池内设置有使caco3沉淀附着的载体填料。
进一步地，所述载体填料为软性或组合填料，具有较大比表面积且易于收取。
进一步地，所述缺氧池内设有大孔穿孔管，所述好氧池产生的好氧曝气尾气通入所述大孔穿孔管，采用大孔穿孔管可以省略常规用的水下搅拌机。
进一步地，所述大孔穿孔管的穿孔直径为3-10mm，不宜过小，避免充入过多氧气影响缺氧池运行。
进一步地，所述缺氧池设有缺氧池进口管路及缺氧池出水管路，所述好氧池设有好氧池回水管路及好氧池出水管路，所述好氧池回水管路中设有内回流泵，所述好氧池连接曝气风机；所述含钙废水自所述缺氧池进口管路进入所述缺氧池，所述缺氧池出水自所述缺氧池出水管路进入所述好氧池，所述好氧池一部分处理水通过所述好氧池回水管路回流至所述缺氧池，另一部分水通过好氧池出水管路送至下游。
一种去除污水中ca2+的水处理方法，采用上述的去除污水中ca2+的水处理系统进行处理，具体方法为：将待处理的含钙废水通入缺氧池进行厌氧处理，经缺氧池处理后的废水进入好氧池进行好氧处理，且所述好氧池的处理水一部分回流至所述缺氧池，所述好氧池产生的好氧曝气尾气被引入所述缺氧池作为缺氧池搅拌的气源，通过利用缺氧产生的碱度、好氧曝气尾气中含有的co2去除水中钙离子。
本发明依据现有ao工艺或者是aao工艺中好氧生物曝气系统，利用集气罩收集曝气尾气，经测定，生物曝气尾气中含有co2比空气中高达10倍以上(百分含量从0.043左右提高到0.5以上)，而氧气含量则降低10％以上(从空气中百分含量20.3左右降低到18％左右)，因此，将好氧曝气尾气作为缺氧池搅拌气源，减少空气中氧气对缺氧系统的影响，同时该尾气中co2与水结合后可以作为沉淀进水中钙的碳酸根离子，如下式所示：
由于co2与水反应后，会产生h+从而导致水中ph降低，不利于ca2+的沉淀，因此，利用系统中内回流硝态氮和进水中有机物提供电子进行反硝化作用消耗h+，提高缺氧池的ph，从而有利于caco3沉淀的生成，如下式所示：
2no3-+10e+12h+＝n2↑+6h2o
本发明通过利用生物处理过程中缺氧产生的碱度、好氧曝气尾气中含有的co2来去除水中部分钙离子的方法，可以减小进水中钙离子的对生物系统的影响，大大降低管道、泵等结垢的风险。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、不需要投加任何化学药剂，充分利用系统自身产物就能进行沉淀去除，可以有效降低系统的产泥量。
2、该发明方法易于实施，可以借用现有污水处理厂除臭措施进行改造，节省集气罩等投资，此外采用穿孔搅拌替代水下搅拌机，可以减少维修维护工作强度。
3、好氧回流比例可以为200-300％，以满足碱度补充需要，同时不影响系统的脱氮效果。
4、由于尾气中氧气含量降低且采用3-10mm出气孔，因此缺氧池内搅拌强度可高于一般空气搅拌强度，采用3-5m3/h·m2强度来保证缺氧池混合更加均匀，提高处理效果。
5、可以适用于不同水量的处理规模，基本不需要额外占地，可操作性强。
附图说明
图1为本发明系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
如图1，一种去除污水中钙的水处理系统，包括缺氧池和好氧池，其中，缺氧池设有缺氧池进口管路及缺氧池出水管路，好氧池设有好氧池回水管路及好氧池出水管路，好氧池回水管路中设有内回流泵，好氧池连接曝气风机；
好氧池的顶部设置集气罩，集气罩通过通风管路与缺氧池连接，利用集气罩能充分收集曝气尾气，通风管中设有将曝气尾气由好氧池送至缺氧池的引风机，集气罩采用土建或玻璃钢材料制作。
缺氧池内设置有使caco3沉淀附着的载体填料，载体填料为软性或组合填料，具有较大比表面积且易于收取。缺氧池内设有大孔穿孔管，好氧池产生的好氧曝气尾气通入大孔穿孔管，采用大孔穿孔管可以省略常规用的水下搅拌机。大孔穿孔管的穿孔直径为3-10mm，不宜过小，避免充入过多氧气影响缺氧池运行。
含钙废水自缺氧池进口管路进入缺氧池，缺氧池出水自缺氧池出水管路进入好氧池，好氧池一部分处理水通过好氧池回水管路回流至缺氧池，另一部分水通过好氧池出水管路送至下游。
去除污水中ca2+的水处理方法，具体为，将待处理的含钙废水通入缺氧池进行厌氧处理，经缺氧池处理后的废水进入好氧池进行好氧处理，且所述好氧池的处理水一部分回流至所述缺氧池，所述好氧池产生的好氧曝气尾气被引入所述缺氧池作为缺氧池搅拌的气源，通过利用缺氧产生的碱度、好氧曝气尾气中含有的co2去除水中钙离子。
具体应用在某蔬菜加工废水进行小试，其中，缺氧池容积20l，好氧池容积80l，缺氧池内添加软性填料，穿孔管孔径4mm，好氧池集气罩采用有机玻璃制作。运行1个月后，软性填料上附着平均1mm厚度的碳酸钙沉淀物。
而没有利用尾气搅拌，采用常规的ao工艺或aao工艺同样运行，1月后发现好氧池内曝气管上附着较多碳酸钙沉淀，同时好氧池内污泥mlvss/mlss从65％降低到50％左右，其絮凝性变差，影响好氧污泥活性。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种去除污水中钙的水处理系统，包括依次连接的缺氧池和好氧池，其特征在于，所述缺氧池内通入待处理的含钙废水，所述好氧池的处理水部分回流至所述缺氧池，所述好氧池产生的好氧曝气尾气被引入所述缺氧池内作为所述缺氧池搅拌的气源。
2.根据权利要求1所述的一种去除污水中钙的水处理系统，其特征在于，所述好氧池的顶部设置集气罩，所述集气罩通过通风管路与所述缺氧池连接。
3.根据权利要求2所述的一种去除污水中钙的水处理系统，其特征在于，所述通风管中设有将曝气尾气由所述好氧池送至所述缺氧池的引风机。
4.根据权利要求2所述的一种去除污水中钙的水处理系统，其特征在于，所述集气罩采用土建或玻璃钢材料制作。
5.根据权利要求1所述的一种去除污水中钙的水处理系统，其特征在于，所述缺氧池内设置有使caco3沉淀附着的载体填料。
6.根据权利要求5所述的一种去除污水中钙的水处理系统，其特征在于，所述载体填料为软性或组合填料。
7.根据权利要求1所述的一种去除污水中钙的水处理系统，其特征在于，所述缺氧池内设有大孔穿孔管，所述好氧池产生的好氧曝气尾气通入所述大孔穿孔管。
8.根据权利要求7所述的一种去除污水中钙的水处理系统，其特征在于，所述大孔穿孔管的穿孔直径为3-10mm。
9.根据权利要求1-8任意一项所述的一种去除污水中钙的水处理系统，其特征在于，所述缺氧池设有缺氧池进口管路及缺氧池出水管路，所述好氧池设有好氧池回水管路及好氧池出水管路，所述好氧池回水管路中设有内回流泵，所述好氧池连接曝气风机；
所述含钙废水自所述缺氧池进口管路进入所述缺氧池，所述缺氧池出水自所述缺氧池出水管路进入所述好氧池；
所述好氧池一部分处理水通过所述好氧池回水管路回流至所述缺氧池，另一部分水通过好氧池出水管路送至下游。
10.一种去除污水中钙的水处理方法，其特征在于，采用如权利要求9所述的去除污水中ca2+的水处理系统进行处理，具体方法为：
将待处理的含钙废水通入缺氧池进行厌氧处理，经缺氧池处理后的废水进入好氧池进行好氧处理，且所述好氧池的处理水一部分回流至所述缺氧池，所述好氧池产生的好氧曝气尾气被引入所述缺氧池作为缺氧池搅拌的气源，通过利用缺氧产生的碱度、好氧曝气尾气中含有的co2去除水中钙离子。
技术总结
本发明涉及一种去除污水中钙的水处理系统及处理方法，系统包括依次连接的缺氧池和好氧池，所述缺氧池内通入待处理的含钙废水，所述好氧池的处理水部分回流至所述缺氧池，所述好氧池产生的好氧曝气尾气被引入所述缺氧池内作为所述缺氧池搅拌的气源。本发明通过利用生物处理过程中缺氧产生的碱度、好氧曝气尾气中含有的CO2来去除水中部分钙离子，可以减小进水中钙离子的对生物系统的影响，并降低管道、泵等结垢的风险。
技术研发人员：刘志刚;吴德礼;毛云峰;蒯兴宇;戴晓虎
受保护的技术使用者：同济大学
技术研发日：2021.03.17
技术公布日：2021.06.22
声明：
“去除污水中钙的水处理系统及处理方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：同济大学
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2024年07月19日 ~ 21日 
