CN111847790A - 一体化生物脱氮装置及应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一体化生物脱氮装置及应用方法，装置从内到外依次包括自氧沉淀池、好氧硝化池和厌氧反硝化池；厌氧反硝化池和自氧沉淀池内均设置有搅拌器；好氧硝化池底部设置有曝气组件，好氧硝化池内设置有硝化盒；自氧沉淀池底部设置有凹槽，凹槽底部连接有回流管，回流管设置有两个出口，回流管的一个出口与好氧硝化池连通且设置有第二水泵。本发明在同一个脱氮装置内完成硝化和反硝化反应，硝化反应和反硝化脱氮反应交替进行，确保硝化所产生的硝酸盐及时脱除生成氮气达到脱氮的目的，同时还可以通过控制系统内的溶解氧浓度，实现同步硝化和反硝化的目的；大大提高了对污水的脱氮效率，确保排出水体中的总氮含量符合排放标准。

Description

一体化生物脱氮装置及应用方法

技术领域

本发明涉及生物脱氮技术领域，特别是涉及一体化生物脱氮装置及应用方法。

背景技术

由于人民生活水平的提高，对肉蛋奶等产品的需求持续增高，畜禽、水产养殖污水属于富含大量病原体的高浓度有机污水，直接排放进入水体或存放地点不合适，受雨水冲洗进入水体，将可能造成地表水或地下水水质的严重恶化。由于畜禽、水产废水的淋溶性很强，粪尿中的氮、磷及水溶性有机物等淋溶量很大，如不妥善处理，就会通过地表径流和渗滤进入地下水层污染地下水。使地表水水体发臭，氮、磷可使水体富营养化，富营养化的结果会使水体中硝酸盐和亚硝酸盐浓度过高，人畜若长期饮用会引起中毒，而一些有毒藻类的生长与大量繁殖会排放大量毒素于水体中，导致水生动物的大量死亡，从而严重地破坏了水体生态平衡。

废水脱氮方法包括物化法和生化法，其中生化法被普遍认为是更为经济有效的脱氮技术，生物脱氮过程主要由硝化过程和反硝化过程组成。一般认为，硝化过程是在自养菌的作用下将氨氮转化为硝态氮；反硝化过程是在异养菌的作用下利用COD将硝态氮反硝化为氮气，从而可以将氮元素彻底从水体中去除，降低生物脱氮工艺出水的总氮浓度。但是现有的装置占地面积大，处理效率低，污水处理效果不佳。

发明内容

本发明的目的是提供一体化生物脱氮装置及应用方法，以解决上述现有技术存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一体化生物脱氮装置及应用方法，从内到外依次包括自氧沉淀池、好氧硝化池和厌氧反硝化池；所述厌氧反硝化池和自氧沉淀池内均设置有搅拌器；所述好氧硝化池底部设置有曝气组件，所述好氧硝化池内设置有硝化盒；所述自氧沉淀池底部设置有凹槽，所述凹槽底部连接有回流管，所述回流管设置有两个出口，所述回流管的一个出口与好氧硝化池连通且设置有第二水泵。

所述自氧沉淀池、好氧硝化池和厌氧反硝化池的顶部均设置有出气口，所有所述出气口连接在同一个出气管上，所述好氧硝化池和厌氧反硝化池之间联通有第一传送管，所述第一传送管上设置有第一抽水泵，所述自氧沉淀池和好氧硝化池之间设置有第二传送管，所述第二传送管上设置有单向阀。

优选的，所述出气管与除臭塔连接。

优选的，所述搅拌器的叶片为中空结构，所述搅拌器的叶片内设置有颗粒物，所述搅拌器的叶片上开设有若干个小于颗粒物直径的孔。

优选的，所述出气口上安装有气液分离器，使所述出气口仅可以通过气体。

优选的，所述自氧沉淀池底部的凹槽内设置有泥水分离器。

一体化生物脱氮的方法，基于上述任意一项所述的一体化生物脱氮装置，包括以下步骤：

S1：在所述厌氧反硝化池中注入含氮废水，所述厌氧反硝化池与空气隔绝，通过搅拌器对厌氧反硝化池进行搅拌，处理后的污水为一级污水；

S2：在所述第一硝化盒内加入附着有硝化细菌的颗粒，将一级废水引进好氧硝化池，通过曝气组件对好氧硝化池中的污水进行曝气处理，处理后的污水为二级废水；

S3：将二级废水引进自氧沉淀池，控制含氧量，通过搅拌器对自氧沉淀池进行搅拌，处理后的污水为三级废水；

S4：测量三级废水的含氮量：

若含氮量符合要求，则进行下一步；

若含氮量不符合要求，将三级废水再次按顺序引入好氧硝化池、和自氧沉淀池，得到四级废水，对四级废水的含氮量进行测量：若含氮量符合要求，则进行下一步；若若含氮量不符合要求，则继续执行S4；

S5：在自氧沉淀池进行静置沉淀，将分层后的污泥和清水分别排出自氧沉淀池。

优选的，在S1中，所述搅拌器的叶片中加入附着有反硝化细菌的颗粒。

优选的，在S5中，所述泥水分离器对处理后的污泥和水进行分离，分别排出装置。

本发明公开了以下技术效果：

在厌氧反硝化池中，在厌氧反硝化菌的作用下将废水中有机物和硝态氮转化为氮气，既可消耗掉一部分对厌氧反硝化菌有不利影响的有机物，同时去除原有污水中的硝态氮，提高系统的整体脱氮效果。

好氧硝化池去除一级废水中残余的有机物，减小有机物对厌氧反硝化菌活性的影响，将一级废水中的氨氮转化为亚硝酸盐，并将亚硝酸盐转化为硝酸盐；

自氧沉淀池利用二级废水中的既有溶氧，前期以有氧硝化作用为主，后期以厌氧反硝化为主，利用好氧硝化细菌和厌氧反硝化细菌协同作用将氨氮转化为氮气和硝酸盐氮，并根据三级废水的含氮量，进行判断，污水中的含氮量是否达到要求，如果已达要求则进行沉淀，不符合要求则继续循环好氧硝化池和自氧沉淀池两个反应池，知道达到排放要求。自氧沉淀池结合了好氧硝化作用、厌氧反硝化作用以及沉淀作用为一体，省去了常规装置中的沉淀池，提高了反应池利用率。

本发明在同一个脱氮装置内完成硝化和反硝化反应，硝化反应和反硝化脱氮反应交替进行，确保硝化所产生的硝酸盐及时脱除生成氮气达到脱氮的目的，同时还可以通过控制系统内的溶解氧浓度，实现同步硝化和反硝化的目的；大大提高了对污水的脱氮效率，确保排出水体中的总氮含量符合排放标准。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明生物脱氮装置结构示意图。

其中，1为自氧沉淀池，2为好氧硝化池，3为厌氧反硝化池，4为搅拌器，5为曝气组件，6为硝化盒，7为凹槽，8为回流管，9为第二水泵，10为出气口，11为出气管，12为第一传送管，13为第一抽水泵，14为第二传送管，15为气液分离器，16为泥水分离器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参照图1，本发明提供一体化生物脱氮装置，从内到外依次包括自氧沉淀池1、好氧硝化池2和厌氧反硝化池3；厌氧反硝化池3和自氧沉淀池1内均设置有搅拌器4；搅拌器4的叶片为中空结构，搅拌器4的叶片内设置有颗粒物，搅拌器4的叶片上开设有若干个小于颗粒物直径的孔，所述颗粒物上附着有所处反应池所需的细菌。好氧硝化池2底部设置有曝气组件5，好氧硝化池2内设置有硝化盒6，硝化盒6内设置有附着好氧硝化细菌的颗粒，硝化盒6上开设有比好氧硝化细菌的颗粒直径小的孔；好氧硝化池2内设置有潜水搅拌器，促进好氧硝化池2内处理水的流动。自氧沉淀池1底部设置有凹槽7，凹槽7底部连接有回流管8，回流管8设置有两个出口，回流管8的一个出口与好氧硝化池2连通且设置有第二水泵9；自氧沉淀池1底部的凹槽7内设置有泥水分离器16，对处理后的污水进行泥水分离。

自氧沉淀池1、好氧硝化池2和厌氧反硝化池3的顶部均设置有出气口10，所有出气口10连接在同一个出气管11上，出气口10上安装有气液分离器15，使出气口10仅可以通过气体，防止污水流入出气管11；出气管11与除臭塔连接，对脱氮装置过程中产生的气体以及曝气组件产生的气体进行除臭处理。好氧硝化池2和厌氧反硝化池3之间联通有第一传送管12，第一传送管12上设置有第一抽水泵13，自氧沉淀池1和好氧硝化池2之间设置有第二传送管14，第二传送管14上设置有单向阀。自氧沉淀池1、好氧硝化池2和厌氧反硝化池3内均设置有溶氧量检测仪，实时监测反应池内的溶氧量。

一体化生物脱氮的方法，上述的一体化生物脱氮装置，包括以下步骤：

S1：在厌氧反硝化池3中注入含氮废水，厌氧反硝化池3与空气隔绝，通过搅拌器4对厌氧反硝化池3进行搅拌，处理后的污水为一级污水；搅拌器4的叶片中加入附着有反硝化细菌的颗粒。

S2：在第一硝化盒6内加入附着有硝化细菌的颗粒，将一级废水引进好氧硝化池2，通过曝气组件5对好氧硝化池2中的污水进行曝气处理，处理后的污水为二级废水；硝化盒6内设置有附着好氧硝化细菌的颗粒。

S3：将二级废水引进自氧沉淀池1，控制含氧量，通过搅拌器4对自氧沉淀池1进行搅拌，处理后的污水为三级废水。

S4：测量三级废水的含氮量：

若含氮量符合要求，则进行下一步；

若含氮量不符合要求，将三级废水再次按顺序引入好氧硝化池2、和自氧沉淀池1，得到四级废水，对四级废水的含氮量进行测量：若含氮量符合要求，则进行下一步；若若含氮量不符合要求，则继续执行S4；

S5：在自氧沉淀池1进行静置沉淀，将分层后的污泥和清水分别排出自氧沉淀池1。泥水分离器16对处理后沉积在自氧沉淀池1底部的污泥和水进行分离，分别排出装置。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (8)

1.一体化生物脱氮装置，其特征在于：从内到外依次包括自氧沉淀池(1)、好氧硝化池(2)和厌氧反硝化池(3)；所述厌氧反硝化池(3)和自氧沉淀池(1)内均设置有搅拌器(4)；所述好氧硝化池(2)底部设置有曝气组件(5)，所述好氧硝化池(2)内设置有硝化盒(6)；所述自氧沉淀池(1)底部设置有凹槽(7)，所述凹槽(7)底部连接有回流管(8)，所述回流管(8)设置有两个出口，所述回流管(8)的一个出口与好氧硝化池(2)连通且设置有第二水泵(9)；

所述自氧沉淀池(1)、好氧硝化池(2)和厌氧反硝化池(3)的顶部均设置有出气口(10)，所有所述出气口(10)连接在同一个出气管(11)上，所述好氧硝化池(2)和厌氧反硝化池(3)之间联通有第一传送管(12)，所述第一传送管(12)上设置有第一抽水泵(13)，所述自氧沉淀池(1)和好氧硝化池(2)之间设置有第二传送管(14)，所述第二传送管(14)上设置有单向阀。

2.根据权利要求1所述的一体化生物脱氮装置，其特征在于：所述出气管(11)与除臭塔连接。

3.根据权利要求1所述的一体化生物脱氮装置，其特征在于：所述搅拌器(4)的叶片为中空结构，所述搅拌器(4)的叶片内设置有颗粒物，所述搅拌器(4)的叶片上开设有若干个小于颗粒物直径的孔。

4.根据权利要求1所述的一体化生物脱氮装置，其特征在于：所述出气口(10)上安装有气液分离器(15)，使所述出气口(10)仅可以通过气体。

5.根据权利要求1所述的一体化生物脱氮装置，其特征在于：所述自氧沉淀池(1)底部的凹槽(7)内设置有泥水分离器(16)。

6.一体化生物脱氮的方法，基于权利要求1-5任意一项所述的一体化生物脱氮装置，其特征在于：包括以下步骤：

S1：在所述厌氧反硝化池(3)中注入含氮废水，所述厌氧反硝化池(3)与空气隔绝，通过搅拌器(4)对厌氧反硝化池(3)进行搅拌，处理后的污水为一级污水；

S2：在所述第一硝化盒(6)内加入附着有硝化细菌的颗粒，将一级废水引进好氧硝化池(2)，通过曝气组件(5)对好氧硝化池(2)中的污水进行曝气处理，处理后的污水为二级废水；

S3：将二级废水引进自氧沉淀池(1)，控制含氧量，通过搅拌器(4)对自氧沉淀池(1)进行搅拌，处理后的污水为三级废水；

S4：测量三级废水的含氮量：

若含氮量符合要求，则进行下一步；

若含氮量不符合要求，将三级废水再次按顺序引入好氧硝化池(2)、和自氧沉淀池(1)，得到四级废水，对四级废水的含氮量进行测量：若含氮量符合要求，则进行下一步；若若含氮量不符合要求，则继续执行S4；

S5：在自氧沉淀池(1)进行静置沉淀，将分层后的污泥和清水分别排出自氧沉淀池(1)。

7.根据权利要求6所述的一体化生物脱氮的方法，其特征在于：在S1中，所述搅拌器(4)的叶片中加入附着有反硝化细菌的颗粒。

8.根据权利要求6所述的一体化生物脱氮的方法，其特征在于：在S5中，所述泥水分离器(16)对处理后的污泥和水进行分离，分别排出装置。

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