CN110697906B - 一种一体式高氨氮废水脱氮装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一体式高氨氮废水脱氮装置，旨在实现一体式水体脱氨装置高效、经济和稳定运行。该发明包括反应器本体，反应器本体转动连接有驱动装置；反应器壳体设置在反应器本体外部，反应器壳体和反应器本体之间形成的腔体为曝气室，腔室中含有活性污泥及处理废水，反应器壳体上部开放，其一端具有第一进水口，反应器壳体上设有用于曝气的导气管；容纳槽，容纳槽包括设置在反应器壳体底部的第一容纳槽和反应器本体内壁一侧的第二容纳槽，第一容纳槽内盛装有经过驯化的含有好氧氨氧化菌和厌氧氨氧化菌污泥，第二容纳槽中盛装含有有厌氧氨氧化颗粒污泥。能够更方便快捷搭建平衡环境，使得好、厌氧菌落数量达到平衡，系统实现高效稳定运行。

Description

一种一体式高氨氮废水脱氮装置

技术领域

本发明涉及含氮废水生物处理技术领域，更具体地说，它涉及一种一体式高氨氮废水脱氮装置。

背景技术

基于亚硝酸盐的全程自养脱氮工艺是一项新型脱氮技术，结合了短程硝化和厌氧氨氧化过程，通过氨氧化菌（AOB）的作用将部分氨氮氧化为亚硝氮，厌氧氨氧化菌以亚硝氮作为电子受体氨氮为电子供体生成氮气，实现绿色脱氮目的。相比于传统生物脱氮工艺，它能够减少氧气消耗，不需要额外添加有机碳源，大大节省了运行成本。

在氨氧化菌（AOB）的作用将氨氮氧化为亚硝氮，厌氧氨氧化菌以亚硝氮作为电子受体氨氮为电子供体生成氮气的过程中，系统存在的亚硝酸盐氧化菌能够将亚硝氮转化为硝氮。因此，在运行过程中，需要严密控制氧气、pH、温度等运行条件，以成功洗脱系统中存在的与氨氧化菌具有相似生态位的亚硝酸盐氧化菌，减少硝酸盐的生成，同时保证好氧氨氧化菌和厌氧氨氧化菌共存并发挥脱氮效能。运行条件的改变很容易导致系统污泥沉淀性能降低，使得污泥洗出反应器，抗逆能力降低，最终导致系统运行失稳。多级高氨氮脱氨装置的搭建和运行会造成前置短程硝化系统受到基质氨氮和亚硝氮的抑制，系统运行运行性能变差且极易失稳，耦合短程硝化和厌氧氨氧化工艺同样面临系统耦合不当，环境条件变化过大等需要密切关注的问题，不利于长期稳定运行，急需一种搭建起步友好、方便操作的一体式高氨氮废水脱氨装置。

中国专利公告号 CN107188307A，名称为一种一体式废水脱氮装置及一种废水脱氮的方法，该申请案公开了一种一体式废水脱氮装置及一种废水脱氮的方法。本发明提供的装置构造简单，稳定性和恢复性良好。本发明使反应器主体采用氨氧化菌和低活性的絮状厌氧氨氧化污泥，通过长期间歇地投加一定浓度羟胺和/或联氨的方式，选择性地抑制硝化细菌的生长与活性，同时促进氨氧化菌与厌氧氨氧化菌的活性；反应器采用序批式反应器的运行方式，通过调节排水比的方式实现对含高浓度氨氮进水的稀释，以使得反应器内基质浓度在合适的范围内，不造成对短程硝化与厌氧氨氧化的抑制，改善硝酸盐积累的现象，使反应器脱氮效果迅速恢复。 但是这种方式需要定期投入新的物质，提高了运行成本，在没有投入调节剂的前提下达到平衡相当不易，起步困难，依赖反复检测其中的水体环境数值，难以实现功能微生物菌群平衡。

发明内容

本发明提供了一种一体式高氨氮废水脱氮装置，它能够更经济的实现系统高效稳定运行。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种一体式高氨氮废水脱氮装置，包括：

反应器本体，反应器本体呈筒状，反应器本体转动连接有驱动装置；

反应器壳体，反应器壳体设置在反应器本体外部，反应器壳体和反应器本体之间形成的腔体为曝气室，曝气室充满活性污泥和水的混合物，反应器壳体上部开放，反应器壳体一端具有第一进水口，反应器壳体上设有用于曝气的导气管；

容纳槽，容纳槽包括设置在反应器壳体底部的第一容纳槽和反应器本体内壁一侧的第二容纳槽，第一容纳槽内盛装有经过驯化的含有好氧氨氧化菌和厌氧氨氧化菌污泥，第二容纳槽中盛装含有有厌氧氨氧化颗粒污泥；

反应器本体在轴向方向的一端、远离第二容纳槽一侧设有第二进水口，另一端靠近第二容纳槽一侧设有出水口。

在启动阶段，需要处理的废水首先自第一进水口进入反应器壳体中，直到水位线超过第二进水口，此时两种腔体中的含有活性污泥的泥水混合物连通，使得反应器本体中的液面高度同样达到第二进水口高度。第一容纳槽浸入水中。经过驯化的含有好氧氨氧化菌和厌氧氨氧化菌污可从第一进水口进入到第二进水口中。反应器壳体中导气管导入空气，进行微曝气处理。在有氧环境下，好氧氨氧化菌大量繁殖，将部分氨氮转化为亚硝氮，同时形成局部厌氧/缺氧环境发生厌氧氨氧化反应，部分小粒径污泥可以通过容纳槽的开口端安装的滤网，进入活性污泥之中，提供功能菌群并实现大量繁殖。反应器本体在驱动装置的作用下做循环周而复始的转动。第一进水口继续进水，曝气室中的水位高度不断上升。而反应器转动，第二进水口已经抬升，不再进水。

反应器本体两端分别具有第二进水管和出水管。第二进水管设置在远离第二容纳槽的位置；出水管设置在靠近第二容纳槽的位置。第二进水管相较转动轴心的距离比出水管更远。经曝气室将部分氨氮转化为亚硝氮以及未转化的剩余氨氮进入到反应器本体中，同时带入许多的好氧菌。此时的反应器本体中的液体DO浓度已经比曝气室中更低，好氧菌进行低效活动，继续消耗氧气，使环境更符合厌氧/兼氧菌的喜好。由于出水管设置在靠近第二容纳槽的位置。第二进水管相较转动轴心的距离比出水管更远，需要经数次转动，液面高度才会在第二进水口转到下方时到达超出第二进水口高度。超出第二进水口高度的液体流出。同时，无害的反应产物在第二进水口超出水平面时充作出气通道。在这个过程中，亚硝氮和氨氮经生物作用转化为无害的氮气。

当水位达到平衡后，第一进水口中进水速度和出水口中的水进出速度达到平衡，使得水位不会继续上升。经长期运行反应器本体和曝气室中的菌种数量均达到要求。

作为优选，容纳槽的开口端安装有避免污泥漏出的滤网，滤网上设有若干导水孔。

滤网用于盛装污泥，避免大颗粒污泥落入反应器本体中，在转动中散落成块沿出水口流失。

作为优选，反应器壳体上设有若干被动支撑滚轮，被动支撑滚轮与反应器本体转动连接。被动支撑滚轮包括下部的支撑杆和连接在支撑杆的可转动的滚轮。上述结构支撑反应器壳体。

作为优选，反应器本体靠近出水口一侧伸出反应器壳体，所述伸出反应器壳体的部分为伸出端，伸出端固定连接在驱动电机上。上述结构实现了反应器本体的转动连接。驱动电机上驱动连接有减速器。

作为优选，反应器壳体和反应器本体中设有用于监测水质的传感器。上述结构实现了对各反应室的在线监测，方便在起步过程中及时干预，成功搭建健康菌落环境。

作为优选，第二进水口上设有单向阀。上述结构避免反应器本体中的液体回流到反应器壳体损失厌氧氨氧化菌。

作为优选，反应器壳体靠近上方位置设有溢水口。上述结构实现了当第一进水口进入过量的水使得水位过高时，可从溢水口流出而不至于溢出。

作为优选，导气管设置在反应器壳体底部。上述结构实现了导气管产生的气体可以尽可能溶解在液体中，提高氧含量，提高好氧菌的活性。

作为优选，第一进水口端部安装有控制水进出的第一阀体；出水口端部安装有控制水进出的第二阀体。上述结构实现了对水流量的控制，更好的在运行阶段、起始阶段进行调节。

作为优选，第一阀体、第二阀体以及驱动电机电连接控制器。上述结构实现了可以通过记录在控制器中的配置文件调节各水流量和转动速度，满足开箱既用、简单配置的目的，一次配置，到处可使用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）搭建平衡环境方便快捷；（2）通过控制流量和转动速率可以将装置进行大批量的投入使用而不需要反复调试。

附图说明

图1是本发明的装配示意图；

图2是图A-A处的剖视图；

图中：

反应器本体1，反应器壳体2，曝气室3，第一进水口4，导气管5，第一容纳槽6，第二容纳槽7，污泥8 ，第二进水口9，出水管10，滤网11，被动支撑滚轮12，单向阀13，溢水口14，第一阀体15，第二阀体16。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：

实施例：

一种一体式高氨氮废水脱氮装置，如图1所示，包括：反应器本体1，反应器本体1呈筒状，反应器本体1转动连接有驱动装置；反应器壳体2，反应器壳体2设置在反应器本体1外部，反应器壳体2和反应器本体1之间形成的腔体为曝气室3，反应器壳体2上部开放，反应器壳体2一端具有第一进水口4，反应器壳体2上设有用于曝气的导气管5；容纳槽，容纳槽包括设置在反应器壳体2底部的第一容纳槽6和反应器本体1内壁一侧的第二容纳槽7，第一容纳槽6内盛装有好氧反应菌的污泥8，第二容纳槽7中盛装有厌氧反应菌的污泥8；反应器本体1在轴向方向的一端、远离第二容纳槽7一侧设有第二进水口9，另一端靠近第二容纳槽7一侧设有出水口。

在启动阶段，需要处理的废水首先自第一进水口进入反应器壳体2中，直到水位线超过第二进水口9，此时两种腔体中的处理废水及活性污泥连通，使得反应器本体1中的液面高度同样达到第二进水口9高度。第一容纳槽6浸入水中。好氧反应菌可从第一进水口进入到第二进水口9中。反应器壳体2中导气管5导入空气，进行曝气处理。在氧气和丰富氨氮环境下，好氧菌大量繁殖，将部分氨氮转化为亚硝氮，同时形成局部厌氧/缺氧环境发生厌氧氨氧化反应，部分小粒径污泥可以通过容纳槽的开口端安装的滤网，进入活性污泥之中，提供功能菌群并实现大量繁殖。反应器本体1在驱动装置的作用下做循环周而复始的转动。第一进水口继续进水，曝气室3中的水位高度不断上升。而反应器转动，第二进水口9已经抬升，不再进水。

反应器本体1两端分别具有第二进水管和出水管10。第二进水管设置在远离第二容纳槽7的位置；出水管10设置在靠近第二容纳槽7的位置。第二进水管相较转动反应器本体轴心的距离比出水管10更远。经曝气室3转化为亚硝氮的液体进入到反应器本体1中，同时带入许多的好氧菌。此时的反应器本体1中的液体已经比曝气室3中更低，好氧菌进行低效活动，继续消耗氧气，使环境更符合厌氧菌的喜好。由于出水管10设置在靠近第二容纳槽7的位置。第二进水管相较转动轴心的距离比出水管10更远，需要经数次转动，液面高度才会在第二进水口9转到下方时到达超出第二进水口9高度，在这个过程中，厌氧菌大量繁殖并最终将在水体占据绝对优势。超出第二进水口9高度的液体流出。同时，无害的反应产物在第二进水口9超出水平面时充作出气管。在这个过程中，亚硝氮经生物作用转化为无害的氮气和其它产物。

当水位达到平衡后，第一进水口中进水速度和出水口中的水进出速度达到平衡，使得水位不会继续上升。经过长期运行达到平衡，反应器本体1和曝气室3中的菌种数量均达到要求。

容纳槽的开口端安装有避免污泥8漏出的滤网11，滤网11上设有若干导水孔。

滤网11用于盛装污泥8，避免污泥8落入反应器本体1中，在转动中散落成块沿出水口流失。反应器壳体2上设有若干被动支撑滚轮12，被动支撑滚轮12与反应器本体1转动连接。被动支撑滚轮12包括下部的支撑杆和连接在支撑杆的可转动的滚轮。反应器本体1靠近出水口一侧伸出反应器壳体2，所述伸出反应器壳体2的部分为伸出端，伸出端固定连接在驱动电机上。上述结构实现了反应器本体1的转动连接。驱动电机上驱动连接有减速器。

反应器壳体2和反应器本体1中中设有用于水质环境的传感器。上述结构实现了对各反应室的检测，方便在起步过程中及时干预，成功搭建健康菌落环境。

第二进水口9上设有单向阀13。上述结构避免反应器本体1中的液体回流到反应器壳体2，损失厌氧菌。如图2所示，反应器壳体2靠近上方位置设有溢水口14。上述结构实现了当第一进水口进入过量的水使得水位过高时，可从溢水口14流出而不至于溢出。导气管5设置在反应器壳体2底部。上述结构实现了导气管5产生的气体可以尽可以溶解在液体中，提高氧含量，提高好氧菌的活性。第一进水口端部安装有控制水进出的第一阀体15；出水口端部安装有控制水进出的第二阀体16。上述结构实现了对水流量的控制，更好的在运行阶段、起始阶段进行调节。

第一阀体15、第二阀体16以及驱动电机电连接控制器。上述结构实现了可以通过记录在控制器中的配置文件调节各水流量和转动速度，满足开箱既用、简单配置的目的，一次配置，到处可使用。

以上所述的实施例只是本发明的较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (9)

1.一种一体式高氨氮废水脱氮装置，其特征是，包括：

反应器本体，反应器本体呈筒状，反应器本体转动连接有驱动装置；

反应器壳体，反应器壳体设置在反应器本体外部，反应器壳体和反应器本体之间形成的腔体为曝气室，曝气室充满活性污泥和水的混合物，反应器壳体上部开放，反应器壳体一端具有第一进水口，反应器壳体上设有用于曝气的导气管；

容纳槽，容纳槽的开口端安装有避免污泥漏出的滤网，滤网上设有若干导水孔，容纳槽包括设置在反应器壳体底部的第一容纳槽和反应器本体内壁一侧的第二容纳槽，第一容纳槽内盛装有经过驯化的含有好氧氨氧化菌和厌氧氨氧化菌污泥，第二容纳槽中盛装含有有厌氧氨氧化颗粒污泥；

反应器本体在轴向方向的一端、远离第二容纳槽一侧设有第二进水口，另一端靠近第二容纳槽一侧设有出水口，

第二进水管相较转动轴心的距离比出水管更远。

2.根据权利要求1所述的一种一体式高氨氮废水脱氮装置，其特征是，反应器壳体上设有若干被动支撑滚轮，被动支撑滚轮与反应器本体转动连接。

3.根据权利要求1、2任意一项所述的一种一体式高氨氮废水脱氮装置，其特征是，反应器本体靠近出水口一侧伸出反应器壳体，伸出所述反应器壳体的部分为伸出端，伸出端固定连接在驱动电机上。

4.根据权利要求3所述的一种一体式高氨氮废水脱氮装置，其特征是，反应器壳体和反应器本体中设有用于水质环境的传感器。

5.根据权利要求1所述的一种一体式高氨氮废水脱氮装置，其特征是，第二进水口上设有单向阀。

6.根据权利要求1所述的一种一体式高氨氮废水脱氮装置，其特征是，反应器壳体靠近上方位置设有溢水口。

7.根据权利要求1所述的一种一体式高氨氮废水脱氮装置，其特征是，导气管设置在反应器壳体底部。

8.根据权利要求3所述的一种一体式高氨氮废水脱氮装置，其特征是，第一进水口端部安装有控制水进出的第一阀体；出水口端部安装有控制水进出的第二阀体。

9.根据权利要求8所述的一种一体式高氨氮废水脱氮装置，其特征是，第一阀体、第二阀体以及驱动电机电连接控制器。

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