CN108046430B - 一种一体化全程自养脱氮装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种一体化全程自养脱氮装置，属于废水生物脱氮技术领域，包括反应装置本体，本体内部设置有颗粒污泥室和厌氧污泥‑生物膜室，颗粒污泥室由下至上依次设有进水布水器、曝气管和分隔板，厌氧污泥‑生物膜室由上至下分别设有悬挂填料层、堆积填料层和出水室，厌氧污泥‑生物膜室环绕设置在颗粒污泥室外侧，颗粒污泥室中部设有分隔板，上部设有集气罩，集气罩上设第一出气口，颗粒污泥室内壁上部设有与厌氧污泥‑生物膜室相通的环形溢流口，厌氧污泥‑生物膜室内壁上部连接有缓冲器和布水器，顶部开设有第二出气口，本发明的装置启动时间短，能有效截留污泥，营造好氧和厌氧环境，提高系统生物量和多样性，占地面积少，水体处理效果好。

Description

一种一体化全程自养脱氮装置

技术领域

本发明属于废水生物脱氮技术领域，具体涉及一种一体化全程自养脱氮装置。

背景技术

氮素污染易导致水体富营养化现象，对自然环境及人体健康造成了严重威胁。为提高水环境质量，保障人们的健康和生态系统的健康发展，生物脱氮日益受到国内外社会的广泛关注。传统的生物脱氮技术主要基于硝化反硝化工艺，在硝化阶段经由氨氧化菌（AOB）将氨氮转化为亚硝酸盐，再由亚硝酸盐氧化菌（NOB）转化为硝酸盐；并在后续反硝化过程中由反硝化菌以有机物为碳源将硝化阶段产生的硝酸盐和亚硝酸盐还原为氮气从而实现脱氮的目的。传统生物脱氮工艺运行性能稳定，但在处理高氨氮低C/N废水时常因缺乏碳源而限制了脱氮性能，需额外添加有机物，从而提高了运行成本且易造成二次污染风险，不利于系统安全经济的运行。近年来随着脱氮理论和实践得到突破进展，一些新型生物脱氮工艺正在逐渐成型并开始大量研究并投入应用，结合了短程硝化和厌氧氨氧化工艺优势的新型脱氮工艺技术全程自养脱氮工艺便是其中非常重要的一种，但是由于污泥沉淀性能的影响，采用活性污泥法运行的全程自养脱氮工艺需要较长的启动时间且脱氮性能和运行稳定性受到限制。

发明内容

本发明的目的在于提供一种启动时间短，能有效截留污泥，营造好氧和厌氧环境，提高系统生物量和多样性，占地面积少，水体处理效果好的一种一体化全程自养脱氮装置。

本发明为实现上述目的所采取的技术方案为：一种一体化全程自养脱氮装置，包括反应装置本体，本体内部设置有颗粒污泥室和厌氧污泥-生物膜室，颗粒污泥室由下至上依次设有进水布水器、曝气管和分隔板，厌氧污泥-生物膜室由上至下分别设有悬挂填料层、堆积填料层和出水室，厌氧污泥-生物膜室环绕设置在颗粒污泥室外侧，颗粒污泥室由分隔板分成上下两部分，上部设有集气罩，集气罩端面设有第一出气口，颗粒污泥室内壁上部设有与厌氧污泥-生物膜室相通的环形溢流口，厌氧污泥-生物膜室内壁上部连接有缓冲器和布水器，顶部开设有第二出气口，本体可用有机玻璃、钢材或钢筋混凝土构建，高氨氮废水由进水布水器进入，该装置运行过程中无需外加碳源物质，有效克服传统硝化-反硝化工艺需要有机电子供体支持反硝化的问题，利用集气罩来降低颗粒污泥室内的氧气泄漏量，提高颗粒污泥室内水体中的溶氧量，利用溢流口将水体转送至厌氧污泥-生物膜室并降低水体中的氧容量，之后通过氧氨氧化细菌作用，以水中的NH₄ ⁺-N为电子供体，亚硝酸盐为电子受体直接生成N₂，实现绿色脱氮的目的。装置全程使用过程中由于集气罩和分隔板的设置能有效节约曝气能耗，同时缩短了生物脱氮的工艺流程，剩余污泥和二氧化碳的排放量极少，使装置的运行成本明显降低，采用颗粒污泥室和厌氧污泥-生物膜室来营造好氧和厌氧微环境多样性实现在本体中富集功能菌群好氧氨氧化细菌和厌氧氨氧化细菌进而提高系统生物量和多样性，最终实现加速启动全程自养脱氮装置。

优选的，集气罩为圆锥台状，最小直径面与本体顶面平齐，最大直径面面积小于颗粒污泥室横向截面积，两者之间形成的间隙为过流口，集气罩的最大直径面位置低于溢流口，集气罩设置在颗粒污泥室内部上方，圆锥台状的集气罩有益于将曝气管输入颗粒污泥室内的氧气集中于集气罩下方避免氧气过多的泄漏，减小曝气消耗同时保持颗粒污泥室内水体中的溶氧量，利于好氧氨氧化细菌在颗粒污泥表面及水体中的生长，使其富集于颗粒污泥室内提高对水体中氨氮转化亚硝酸盐氮的效率，并可在颗粒污泥内部形成厌氧区有利于厌氧氨氧化，同时设置溢流口的位置来避免水体填充满集气罩内部空间。

优选的，厌氧污泥-生物膜室内壁倾斜环绕连接有导流板，导流板与溢流口底面平齐，导流板位于缓冲器上方，缓冲器位于布水器上方，利用导流板使废水在进入厌氧污泥-生物膜室充分与室内气相接触来降低废水中的氧浓度，防止废水集中从厌氧污泥-生物膜室内壁下流导致厌氧污泥-生物膜室内的废水分布不均匀，影响脱氮的效果和对内壁的腐蚀性影响，再利用布水器将废水均匀的分布下流至悬挂填料层、堆积填料层。

优选的，分隔板表面均布直径0.5~4cm的气液过流孔，圆孔总面积与分隔板总面积之比为0.2~0.8:1，通过分隔板表面的气液过流孔将底部的曝气管输入的气体进一步的分散均匀避免气泡过于集中不易于好氧氨氧化细菌繁殖生长，同时形成一定的截留能力，提高系统生物量。

优选的，分隔板表面均布气液过流孔，气液过流孔内下方设有一横杆，横杆下方通过连接杆连有分流球，分流球表面环绕设有凹槽，分流球与气液过流孔下表面距离为3-5cm，分流球直径为气液过流孔的0.6-0.72倍，连接杆的材质为韧性材料，增加分流球的分隔板的透气透水效果更优，通过的气泡直径更小，曝气产生的气泡沿着分流球表面的弧形面及凹面的轨迹流动，气泡在不稳定的轨迹下流动并与凹槽发生撞击，气泡的直径降低，增大了气泡与废水的接触面积，提高好氧氨氧化细菌与气泡的接触量，更小直径的气泡中的氧气更容易融入水中，废水中的氧容量增大，降低曝气成本，分流球位于气液过流孔底面降低气泡经过气液过流孔的流通量使气泡在分隔板底面分散开来实现气泡均布于颗粒污泥室内，气泡的冲击使分流球产生左右晃动分流球对气泡形成“击打”使气泡直径降低击同时对废水中的有机物和悬浮物击打降低其直径提高其后续被滤除或菌群利用的效果，“击打”的时候会改变水流向上的流速延缓气泡在废水内的上述速度，分流球晃动改变水流向上的同时改变颗粒污泥室内的好氧氨氧化细菌群的分布情况，营造外部好氧环境，促进好氧氨氧化细菌在颗粒污泥表面的富集将氨氮转化亚硝酸盐氮的效率，并能够为颗粒污泥内部厌氧区提供亚硝酸盐氮基质。

优选的，颗粒污泥室内部接种活性污泥和颗粒污泥形成以短程硝化为主体反应厌氧氨氧化为辅的氧限制颗粒污泥单元，厌氧污泥-生物膜室以厌氧氨氧化菌为主体的厌氧污泥和生物膜的混合单元，通过控制颗粒污泥室与厌氧污泥-生物膜室的体积比为0.5~2:1，来控制装置内部的DO、氨氮和亚硝氮浓度，创造一个好氧氨氧化细菌和厌氧氨氧化细菌为优势菌种的微环境，推动两种菌种完成的脱氮的效率，提高脱氮装置的启动。

优选的，缓冲器内设流通孔，流通孔上下两端连接漏斗状的集水口，流通孔内壁表面均设“U”形分流条，分流条与流通孔内壁倾斜设置，夹角A为145°~153°，分流条“U”形底端下方通过支撑条连接有与流通孔滑动配合的滑动块，利用导流板使废水在进入厌氧污泥-生物膜室充分与外部空气，主要为厌氧污泥-生物膜室产生的氮气，接触来降低废水中的氧浓度后使废水落入缓冲器内，起到降低废水落入布水器的冲击力，对布水器起保护作用，废水经过集水口汇集后通入流通孔，汇集的废水一起通过相对较小的流通孔时水流之间会产生挤压力，经过流通孔内的废水水压增大，当废水通过分流条产生冲击，冲击的作用下分流条会发摆动，通过滑动块来调节分流条对水流的冲击作用，废水在水压与冲击力的作用下，废水在出流通孔下方的瞬间废水的液膜面被扩大，废水中的氧分子扩散路程被缩短，传质阻力减少，实现废水中的溶解氧从水中向空气扩散，加之厌氧污泥-生物膜室厌氧氨氧化产生的氮气吹脱，能够极大降低废水中的氧浓度，实现厌氧污泥-生物膜室液相从上到下氧气浓度逐渐降低甚至实现绝对厌氧条件，强化系统运行性能同时废水落出流通孔时部会产生微量水雾有利于室内气相，主要为系统产生的氮气，将废水中多余溶解氧带出由第二出气口，减小溶解氧对厌氧氨氧化细菌活性的影响，进一步的提高废水的处理效果。通过公式

，其中N为分流条数量，m_i为流通孔的流量，K为流通孔截面积，Y为分流条摆动角度，优选了分流条与流通孔内壁倾斜设置的夹角A为145°~153°，来控制分流条在与废水之间发生冲击时形变量，提高水流对分流条冲击效果，结合水压的变化使废水中的溶解氧从水中向空气扩散，通过滑动块来实现分流条在夹角A的范围内进行变动。

优选的，悬挂填料层的悬挂填料由组合填料、弹性填料和无纺布中的一种或两种以上组成，在采用无纺布填料时还需组合填料、弹性填料中的至少一种；堆积填料层由活性炭、石英砂、火山岩中的一种或多种与空心球填料组合，选用的悬挂填料层遇水不会上浮，对厌氧氨氧化细菌具有良好的附着性能，易于厌氧氨氧化细菌的生长与繁殖提高脱氮效率，加快启动全程自养脱氮装置的速度，再利用堆积填料层对废水中剩余微量的污泥、二氧化碳、有机物或悬浮颗粒进行过滤处理，最后得到净化且脱氮的废水。而采用空心球填料与其它填料如活性炭、石英砂、火山岩中的一种或多种填料的组合能够减少系统堵塞，降低反冲洗频次，节约运行成本。

优选的，堆积填料层与出水室之间设有透水支撑板，出水室侧面开设有出水口，通过透水支撑板支撑厌氧污泥-生物膜室内的填料重量并且将净化后的废水导流至出水室由出水口排出。

优选的，厌氧污泥-生物膜室顶部开设的第二出气口外部可选的连接集气装置或进行液封，用于保障厌氧污泥-生物膜室的厌氧环境。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：1）运行过程中无需外加碳源物质，有效克服传统硝化-反硝化工艺需要有机电子供体支持反硝化的问题；2）全程使用过程中能有效节约曝气能耗；3）增大了气泡与废水的接触面积，提高好氧氨氧化细菌与气泡的接触量，废水中的氧利用率增大，能够有效降低曝气能耗；4）厌氧污泥-生物膜室内的废水中能够实现微氧甚至厌氧环境，提高系统运行性能；5）营造好氧和厌氧微环境实现功能菌群好氧氨氧化细菌和厌氧氨氧化菌的富集，通过提高生境多样性强化系统生物量和多样性，实现全程自养脱氮的快速启动和稳定运行。

本发明采用了上述技术方案提供一种一体化全程自养脱氮装置，弥补了现有技术的不足，设计合理，操作方便。

附图说明

图1为本发明的一种一体化全程自养脱氮装置示意图；

图2为本发明的一种一体化全程自养脱氮装置进一步优化图；

图3为本发明的厌氧污泥-生物膜室上方的导流板、缓冲器和布水器位置示意图；

图4为本发明的缓冲器剖视图；

图5为本发明的分隔板局部放大图。

附图标记说明：1.颗粒污泥室；2.厌氧污泥-生物膜室；3.集气罩；4.第一出气口；5.过流口；6.溢流口；7.布水器；701.导流板；8.第二出气口；9.悬挂填料层；10.本体；11.堆积填料层；12.出水口；13.分隔板；13a.气液过流孔；13b.横杆；13c.分流球；14.透水支撑板；15.出水室；16.进水布水器；17.曝气管；18.缓冲器；18a.集水口；18b.流通孔；18c.分流条；18d.支撑条；18e.滑动块。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步详细描述：

实施例1：

如图1、2所示，一种一体化全程自养脱氮装置，包括本体10，本体10内部设置有颗粒污泥室1和厌氧污泥-生物膜室2，颗粒污泥室1由下至上依次设有进水布水器16、曝气管17和分隔板13，厌氧污泥-生物膜室2由上至下分别设有悬挂填料层9、堆积填料层11和出水室15，厌氧污泥-生物膜室2环绕设置在颗粒污泥室1外侧，颗粒污泥室1由分隔板13分成上下两部分，上部设有集气罩3，集气罩3端面设有第一出气口4，颗粒污泥室1内壁上部设有与厌氧污泥-生物膜室2相通的环形溢流口6，厌氧污泥-生物膜室2内壁上部连接有缓冲器18和布水器7，顶部开设有第二出气口8，本体1可用有机玻璃、钢材或钢筋混凝土构建，高氨氮废水由进水布水器16进入，该装置运行过程中无需外加碳源物质，有效克服传统硝化-反硝化工艺需要有机电子供体支持反硝化的问题，利用集气罩13来降低颗粒污泥室1内的氧气泄漏量，提高颗粒污泥室1内水体中的溶氧量，强化亚硝化性能，提高亚硝酸盐氮生成，并以此为基质与进水为转化氨氮在颗粒污泥内部厌氧区初步实现厌氧氨氧化脱氮，之后利用溢流口6将水体转送至厌氧污泥-生物膜室2并降低水体中的氧容量，进一步通过氧氨氧化细菌作用，以水中的NH₄ ⁺-N为电子供体，亚硝酸盐为电子受体直接生成N₂，实现绿色脱氮的目的。装置全程使用过程中由于集气罩3和分隔板13的设置能有效节约曝气能耗，同时缩短了生物脱氮的工艺流程，剩余污泥和二氧化碳的排放量极少，使装置的运行成本明显降低，采用颗粒污泥室1、厌氧污泥-生物膜室2以及颗粒污泥和生物膜来营造好氧和厌氧微环境，有利于富集功能菌群好氧氨氧化细菌和厌氧氨氧化细菌进而提高系统生物量和多样性，加快全程自养脱氮的启动，强化运行性能及运行稳定性。

集气罩3为圆锥台状，最小直径面与本体1顶面平齐，最大直径面面积小于颗粒污泥室1横向截面积，两者之间形成的间隙为过流口5，集气罩3的最大直径面位置低于溢流口6，集气罩3设置在颗粒污泥室1内部上方，集气罩3与本体1的连接方式为本领域技术人员所熟知的技术，故在此不详细赘述，圆锥台状的集气罩3有益于将曝气管17输入颗粒污泥室1内的氧气集中于集气罩3下方避免氧气过多的泄漏，减小曝气消耗同时保持颗粒污泥室1内水体中的溶氧量，利于颗粒污泥表面好氧氨氧化细菌的生长，提高对水体中氨氮转化亚硝酸盐氮的效率，同时设置溢流口6的位置来避免水体填充满集气罩3内部空间。

颗粒污泥室1内部接种活性污泥和颗粒污泥形成以短程硝化为主体反应的氧限制颗粒污泥单元，并在颗粒污泥内部厌氧区实现厌氧氨氧化作用，厌氧污泥-生物膜室2以厌氧氨氧化菌为主体的厌氧污泥和生物膜的混合单元，并在上部充分利用由颗粒污泥室1进入的残留溶解氧和好氧氨氧化菌作用，通过控制颗粒污泥室1与厌氧污泥-生物膜室2的体积比优选为1.5:1，来控制装置内部的DO、氨氮和亚硝氮浓度，创造一个好氧氨氧化细菌和厌氧氨氧化细菌为优势菌种的微环境，推动两种菌种完成的脱氮的效率，提高脱氮装置的启动。

悬挂填料层9的悬挂填料由组合填料、弹性填料和无纺布中的一种或两种以上组成，最优选悬挂填料为弹性填料，在采用无纺布填料时优选再组合组弹性填料一起使用；堆积填料层11由活性炭、石英砂、火山岩中的一种与空心球填料组合，优选活性炭与空心球填料，选用的悬挂填料层9遇水不会上浮，对厌氧氨氧化细菌具有良好的附着性能，易于厌氧氨氧化细菌的生长与繁殖提高脱氮效率，加快启动全程自养脱氮装置的速度，再利用堆积填料层11对废水中剩余微量的污泥、二氧化碳、有机物或悬浮颗粒进行过滤处理，最后得到净化且脱氮的废水。

堆积填料层11与出水室15之间设有透水支撑板14，出水室15侧面开设有出水口12，通过透水支撑板14支撑厌氧污泥-生物膜室2内的填料重量并且将净化后的废水导流至出水室15由出水口12排出。

厌氧污泥-生物膜室2顶部开设的第二出气口8外部可选的连接集气装置或进行液封，用于保障厌氧污泥-生物膜室2的厌氧环境。

实施例2：

如图3、4所示，本实施例在实施例1的基础上进一步优化方案为：厌氧污泥-生物膜室2内壁倾斜环绕连接有导流板701，导流板701与溢流口6底面平齐，导流板701位于缓冲器18上方，缓冲器18位于布水器7上方，利用导流板701使废水在进入厌氧污泥-生物膜室2充分与外部空气接触来降低废水中的氧浓度，防止废水集中从厌氧污泥-生物膜室2内壁下流导致厌氧污泥-生物膜室2内的废水分布不均匀，影响脱氮的效果和对内壁的腐蚀性影响，再利用布水器7将废水均匀的分布下流至悬挂填料层9、堆积填料层11。

缓冲器18内设流通孔18b，流通孔18b上下两端连接漏斗状的集水口18a，流通孔18b内壁表面均设“U”形分流条18c，分流条18c与流通孔18b内壁倾斜设置，夹角A为145°~153°，分流条18c“U”形底端下方通过支撑条18d连接有与流通孔18b滑动配合的滑动块18e，利用导流板701使废水在进入厌氧污泥-生物膜室2充分与外部空气接触来降低废水中的氧浓度后使废水落入缓冲器18内，起到降低废水落入布水器7的冲击力，对布水器7起保护作用，废水经过集水口18a汇集后通入流通孔18b，汇集的废水一起通过相对较小的流通孔18b时水流之间会产生挤压力，经过流通孔18b内的废水水压增大，当废水通过分流条18c产生冲击，冲击的作用下分流条18c会发摆动，通过滑动块18e来调节分流条对水流的冲击作用，废水在水压与冲击力的作用下，废水在出流通孔18b下方的瞬间废水的液膜面被扩大，废水中的氧分子扩散路程被缩短，传质阻力减少，实现废水中的溶解氧从水中向空气扩散，加之厌氧污泥-生物膜室厌氧氨氧化产生的氮气吹脱，能够极大降低废水中的氧浓度，实现厌氧污泥-生物膜室液相从上到下氧气浓度逐渐降低甚至实现绝对厌氧条件，强化系统运行性能同时废水落出流通孔时部会产生微量水雾有利于室内气相，主要为系统产生的氮气，将废水中多余溶解氧带出由第二出气口，减小溶解氧对厌氧氨氧化细菌活性的影响，进一步的提高废水的处理效果。分流条18c采用碳纤维复合材料制备，该复合材料由以下成分及重量份组成：共聚聚丙烯28份、聚乳酸8.6份、碳纤维17份、马来酸酐接枝聚丙烯7份、马来酸酐接枝三元乙丙橡胶2.2份、烟片胶11份、炭黑0.32份、稀土0.53份，聚乳酸中含有左旋聚乳酸和右旋聚乳酸的重量比为100:0.14，聚乳酸中左旋聚乳酸和右旋聚乳酸的合理比例能增加马来酸酐接枝聚丙烯和马来酸酐接枝三元乙丙橡胶的共容性能，使得共聚聚丙烯、碳纤维、烟片胶三元体系具有很好的协同作用，对复合材料的补强效果较明显，同时能使碳纤维有序垂直于复合材料表面，充分发挥碳纤维针状结构的优越性能，提高复合材料的耐冲击性能，且能降低分流条18c的成型难度，提高分流条18c的成型率，该复合材料中各成分的合理配比使得分流条18c兼具优良的强度、韧性以、冲击性、抗热老化性能和光老化性能，满足了力学性能要求、老化寿命要求和材料疲劳性能要求，通过公式

，其中N为分流条数量，m_i为流通孔的流量，K为流通孔截面积，Y为分流条摆动角度，优选了分流条18c与流通孔18b内壁倾斜设置的夹角A为145°~153°，夹角A为148°时分流条18c所产生的效果最好，设置夹角A来控制分流条18c在与废水之间发生冲击时形变量，提高水流对分流条18c冲击效果，结合水压的变化使废水中的溶解氧从水中向空气扩散，通过滑动块18e来实现分流条18c在夹角A的范围内进行变动。

实施例3：

如图5所示，本实施例在实施例1的基础上进一步优化方案为：

分隔板13表面均布优选直径3cm的气液过流孔13a，圆孔总面积与分隔板13总面积之比优选为0.75:1，通过分隔板1表面的气液过流孔13a将底部的曝气管17输入的气体进一步的分散均匀避免气泡过于集中不易于颗粒污泥表面好氧氨氧化细菌繁殖生长。分隔板13表面均布气液过流孔13a，气液过流孔13a内下方设有一横杆13b，横杆13b下方通过连接杆连有分流球13c，分流球13c表面环绕设有凹槽，分流球13c与气液过流孔13a下表面距离优选为4cm，分流球13c直径优选为气液过流孔13a的0.66倍，连接杆的材质为韧性材料，增加分流球13c的分隔板13的透气效果更优，通过的气泡直径更小，曝气产生的气泡沿着分流球13c表面的弧形面及凹面的轨迹流动，气泡在不稳定的轨迹下流动并与凹槽发生撞击，气泡的直径降低，增大了气泡与废水的接触面积，提高好氧氨氧化细菌与气泡的接触量，更小直径的气泡中的氧气更容易融入水中，废水中的氧容量增大，分流球13c位于气液过流孔13a底面降低气泡经过气液过流孔13a的流通量使气泡在分隔板13底面分散开来实现气泡均布于颗粒污泥室1内，气泡的冲击使分流球13c产生左右晃动分流球13c对气泡形成“击打”使气泡直径降低击同时对废水中的有机物和悬浮物击打降低其直径提高其后续被滤除或菌群利用的效果，“击打”的时候会改变水流向上的流速延缓气泡在废水内的上述速度，分流球13c晃动改变水流向上的同时改变颗粒污泥室1内的好氧氨氧化细菌群的分布情况，营造好氧环境，促进好氧氨氧化细菌将氨氮转化亚硝酸盐氮的效率。

实施例4：

本发明的一种一体化全程自养脱氮装置使用时，高氨氮废水由进水布水器16进入颗粒污泥室1底部，水流经分隔板13进入颗粒污泥室1上部，再经过过流口5，由溢流口6进入厌氧污泥-生物膜室2的导流板701，水流下落至缓冲器18，再下落至布水器7，布水器7将废水均匀洒下，废水流经上部的悬挂填料层9和下部堆积填料层11处理后，流经透水支撑板14进入出水室15，最后由出水口12排出反应器。在此过程中，颗粒污泥室1产生的气体和曝气残留气体经由集气罩3上的第一出气口4排出，厌氧污泥-生物膜室2产生的氮气等气体由第二出气口8排出。

上述实施例中的常规技术为本领域技术人员所知晓的现有技术，故在此不再详细描述。

应理解，上述实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明叙述的内容之后，本领域技术人员可对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种一体化全程自养脱氮装置，包括本体（10），本体（10）内部设置有颗粒污泥室（1）和厌氧污泥-生物膜室（2），颗粒污泥室（1）由下至上依次设有进水布水器（16）、曝气管（17）和分隔板（13），厌氧污泥-生物膜室（2）由上至下分别设有悬挂填料层（9）、堆积填料层（11）和出水室（15），其特征在于：所述厌氧污泥-生物膜室（2）环绕设置在颗粒污泥室（1）外侧，颗粒污泥室（1）由分隔板（13）分成上下两部分，上部设有集气罩（3），集气罩（3）端面设有第一出气口（4），颗粒污泥室（1）内壁上部设有与厌氧污泥-生物膜室（2）相通的环形溢流口（6），所述厌氧污泥-生物膜室（2）内壁上部连接有缓冲器（18）和布水器（7），顶部开设有第二出气口（8）；

所述厌氧污泥-生物膜室（2）内壁倾斜环绕连接有导流板（701），导流板（701）与溢流口（6）底面平齐，导流板（701）位于缓冲器（18）上方，缓冲器（18）位于布水器（7）上方；

所述分隔板（13）表面均布直径0.5~4cm的气液过流孔（13a），圆孔总面积与分隔板（13）总面积之比为0.2~0.8:1；

所述分隔板（13）表面均布气液过流孔（13a），气液过流孔（13a）内下方设有一横杆（13b），横杆（13b）下方通过连接杆连有分流球（13c），分流球（13c）表面环绕设有凹槽，分流球（13c）与气液过流孔（13a）下表面距离为3-5cm，分流球（13c）直径为气液过流孔（13a）孔径的0.6-0.72倍。

2.根据权利要求1所述的一种一体化全程自养脱氮装置，其特征在于：所述集气罩（3）

为圆锥台状，最小直径面与本体（10 ）顶面平齐，最大直径面面积小于颗粒污泥室（1）横向截面积，两者之间形成的间隙为过流口（5），集气罩（3）的最大直径面位置低于溢流口（6）。

3.根据权利要求1所述的一种一体化全程自养脱氮装置，其特征在于：所述颗粒污泥室（1）内部接种活性污泥和颗粒污泥，颗粒污泥室（1）与厌氧污泥-生物膜室（2）的体积比为0.5~2:1。

4.根据权利要求1所述的一种一体化全程自养脱氮装置，其特征在于：所述缓冲器（18）内设流通孔（18b），流通孔（18b）上下两端连接漏斗状的集水口（18a），流通孔（18b）内壁表面均设“U”形分流条（18c），分流条（18c）与流通孔（18b）内壁倾斜设置，夹角A为145°~153°，分流条（18c）“U”形底端下方通过支撑条（18d）连接有与流通孔（18b）滑动配合的滑动块（18e）。

5.根据权利要求1所述的一种一体化全程自养脱氮装置，其特征在于：所述悬挂填料层（9）的悬挂填料由组合填料、弹性填料和无纺布中的一种或两种以上组成，在采用无纺布填料时还需组合填料、弹性填料中的至少一种；堆积填料层（11）由活性炭、石英砂、火山岩中的一种或多种与空心球填料组合。

6.根据权利要求1所述的一种一体化全程自养脱氮装置，其特征在于：所述堆积填料层（11）与出水室（15）之间设有透水支撑板（14），所述出水室（15）侧面开设有出水口（12）。

7.根据权利要求1所述的一种一体化全程自养脱氮装置，其特征在于：所述厌氧污泥-生物膜室（2）顶部开设的第二出气口（8）外部连接集气装置或进行液封。

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