CN113562845A - 一种适用于活性污泥法的反硝化强化装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种适用于活性污泥法的反硝化强化装置，装置包括碳源投加模块、生物填料模块；碳源投加模块包括蓄电池、储药池、连接线、电子阀门、穿孔加药管和加药孔；加药池和蓄电池均放置于浮筒内，连接线用于连接蓄电池与电子阀门；生物填料模块包括若干个填料连接杆、弹性填料和固定架，若干个填料连接杆均匀地分布于固定架形成的位于碳源投加模块下方的长方形空间内。本发明提供的装置将碳源投加装置与反硝化微生物填料挂膜组合，采用自动运行方式，通过对电动阀门的编程控制，可实现氧化沟、A‑A‑O或SBR工艺的碳源灵活投加，同时实现碳源精准投加以及装置内的反硝化生物膜的碳源高效利用，从而提高脱氮效果。

Description

一种适用于活性污泥法的反硝化强化装置

技术领域

本发明专利涉及污水处理技术领域，具体涉及一种适用于活性污泥法的反硝化强化装置。

背景技术

目前我国城镇生活污水主要存在C/N较低的问题，由此使得污水处理难以实现高效脱氮除磷。通过投加外加碳源的方式可提高污水C/N值，从而为缺氧段反硝化细菌提供碳源以实现深度脱氮效果。然而目前有关碳源投加的技术往往都是将碳源直接投加在生化反应池缺氧段前端，这种投加方式有以下问题：(1)碳源投加位置固定，且都是连续投加，灵活性差，很多时候导致碳源的需求难以与提供相吻合，往往导致过量投加，浪费碳源；(2)固定位置投加时，碳源的扩散速度慢，从而影响反硝化速率；(3)对于SBR为基础的序批式工艺，难以根据时序控制投加；(4)碳源在释放扩散过程中，浓度被稀释，有效利用率低。(5)对于CASS工艺而言，因为沉淀静置阶段污泥沉于底部，因此无法利用上部空间进行脱氮。

发明内容

本发明针对上述缺陷，提供在于提供一种用于强化污水处理过程中、适用于活性污泥法的反硝化强化装置，以解上述四方面问题。

本发明提供如下技术方案：一种适用于活性污泥法的反硝化强化装置，所述装置包括碳源投加模块、生物填料模块；

所述碳源投加模块包括蓄电池、储药池、连接线、电子阀门、穿孔加药管和加药孔；所述加药池和所述蓄电池均放置于浮筒内，所述连接线用于连接蓄电池与电子阀门；

所述生物填料模块包括若干个填料连接杆、弹性填料和固定架，若干个填料连接杆均匀地分布于所述固定架形成的位于所述碳源投加模块下方的长方形空间内。

进一步地，所述浮筒上设置有固定环，用于将所述装置固定于生化池内以及方便吊装检修。

进一步地，所述固定环的数量为4个，分别位于所述浮筒顶端的4个角。

进一步地，所述穿孔加药管设置于储药池下方并与所述电子阀门通信连接，以接收所述电子阀门的控制信号控制碳源投加，所述加药孔则设置于穿孔加药管上。

进一步地，所述装置在使用时一直悬浮于水面下，可以用于曝气池内增加生物量，也可以用作二沉池内强化脱氮。

进一步地，所述储药池内储存有作为碳源的甲醇、乙醇或乙酸钠中的一种或多种液体碳源。

进一步地，所述加药孔均匀分布于所述穿孔加药管上，用以实现碳源在生化池内不同深度的均匀投加。

进一步地，所述弹性填料均匀分布于所述填料连接杆上，所述填料连接杆将所述弹性填料固定于特定位置，所述弹性填料为微生物提供生长位置，以强化反硝化菌在弹性填料的生长富集，从而形成生物膜，以提高碳源利用速率并强化脱氮效果。

本发明的有益效果为：

(1)本发明提供的装置将碳源投加装置与反硝化微生物填料挂膜组合，并将整体装置放置于生化池内，因此可同时实现碳源精准投加以及装置内的反硝化生物膜的碳源高效利用，从而提高脱氮效果。

(2)本发明提供的装置采用自动运行方式，将装置至于生化池内，通过对电动阀门的编程控制，可实现氧化沟、A-A-O或SBR工艺的碳源灵活投加。

(3)本发明提供的装置向生物反应池的缺氧段投加诸如甲醇、乙醇、乙酸钠或葡萄糖等易于被反硝化细菌利用的液态碳源。

(4)本发明提供的装置在碳源投加装置上装有生物填料，所形成的生物膜用于反硝化。当投加碳源后，碳源靠近填料，从而节省碳源，并且加快脱氮效果。

(5)本发明提供的装置中的碳源投加装置通过浮筒提供的浮力漂浮于生化池表面，并配备有蓄电池可实现自动投加碳源。

(6)本发明提供的装置中采用穿孔加药管作为碳源投加管以实现生化池不同深度碳源的均匀投加，其中储药池表面液位高于生化池液位，碳源混合液可通过压力作用自动加入到生化池不同深度位置，由此保证碳源均匀投加与生化池，以提高碳源利用率实现高效脱氮。

附图说明

在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：

图1为本发明提供的装置的剖切示意图；

图2是本发明提供的装置的俯视图；

图3是本发明提供的装置的视剖面图。

图中：1.固定环、2.蓄电池、3.储药池、4.浮筒、5.连接线、6.电子阀门、7.穿孔加药管、8.加药孔、9.填料连接杆、10.弹性填料、11.固定架。

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。

本发明提供一种适用于活性污泥法的反硝化强化装置，参考图1和图2，本发明提供了一种适用于活性污泥法的反硝化强化装置，装置主要部件包括：固定环1、蓄电池2、储药池3、浮筒4、连接线5、电子阀门6、穿孔加药管7、加药孔8、填料连接杆9、弹性填料10和固定架11。本装置适用于当原污水中碳源浓度较低时，处理工艺缺氧段反硝化异养菌由于缺乏碳源，无法实现高效脱氮的类似情况。

为实现污水处理的高效脱氮，可将本装置放置于生化反应池内，其中固定环1设置有4个，分别位于本装置顶部的4个角，主要起到装置的固定作用；浮筒4为装置提供浮力，使装置漂浮于生化池表面；储药池3位于浮筒4内部，储药池3主要作用是将甲醇、乙醇或是乙酸钠等碳源药剂进行储存，并在适当时间点通过电子阀门6的开启将碳源均匀投加至生化池内；电子阀门6通过连接线5与蓄电池2连接，以实现供电并控制阀门启闭。加药孔8均匀分布于穿孔加药管7上，主要实现碳源在生化池内不同深度的均匀投加。弹性填料10均匀分布于填料连接杆9上，填料连接杆9将弹性填料固定于特定位置，弹性填料10为微生物提供生长位置，以强化反硝化菌在弹性填料的生长富集，从而形成生物膜，以提高碳源利用速率并强化脱氮效果。

本发明提供的装置在使用时一直悬浮于水面下，可以用于曝气池内增加生物量，也可以用作二沉池内强化脱氮。

实施例1：应用于序批式生物反应器(SBR)

如图1和图2所示，将本发明提供的适用于活性污泥的反硝化强化装置应用于序批式生物反应器的方法，包括以下步骤：

1)将乙酸钠碳源加入到储药池3内，将充满电的蓄电池2安装于浮筒4内，将整个反硝化强化装置放置于SBR生化池内，采用绳索连接4个固定环1于池壁以固定反硝化强化装置位置。

2)调整电子阀门6启闭程序，将电子阀门6开启时间点设置为SBR生化池缺氧段开始10min后，当电子阀门开启后开始碳源投加，乙酸钠碳源通过储药池3进入至穿孔加药管7后再通过加药孔8将碳源均匀投加至SBR生化池内，由于储药池3内的液位始终高于SBR生化池液位，因此乙酸钠碳源可通过液位差均匀投加至SBR池内不同深度处。

3)由于乙酸钠碳源始终是在缺氧反应阶段进行投加，因此弹性填料10表面最终筛选出具有较强反硝化效果的菌群，并形成以反硝化菌为主的牢固生物膜。当碳源投加完成后，位于弹性填料10表面的反硝化细菌首先将碳源利用实现硝态氮和亚硝态氮的反硝化，其次生化池活性污泥表面的反硝化细菌利用碳源进一步实现补充脱氮效果。

4)当反硝化强化装置均匀设置于SBR生化池时，可有效提高脱氮效果，由此可缩短生化池脱氮的水力停留时间，从而实现更高效的水处理效果或是在建设初期减少生化反应池的池容以减少建设成本。

本实例以基于序批式生物反应器(SBR)工艺的生化池为例，一般SBR工艺的一个反应周期主要包含进水、曝气、沉淀、滗水和闲置5个反应阶段，当原水中碳源不足时，在曝气阶段好氧微生物将碳源利用，由此使得剩余碳源较少无法为缺氧段的反硝化细菌提供能量和电子供体，故限制了脱氮效果。传统的碳源投加装置仅是在池体表明喷洒碳源，甚至不去考虑反应阶段在好氧阶段进行投加，这使得碳源投加效率极低并且反硝化菌对碳源的利用率也无法达到保证。本发明将碳源投加装置与生物挂膜填料结合在一起，通过将整体装置放置于生化池内的方式，同时实现了碳源精准投加以及生物膜表面反硝化菌对投加碳源的高效利用，从而达到高效快速的反硝化强化作用。

实施例2：应用于连续推流式反应器

如图1和图2所示，将本发明提供的适用于活性污泥的反硝化强化装置应用于连续推流式反应器的方法，包括如下步骤：

1)将乙酸钠碳源加入到储药池3内，将充满电的蓄电池安装于浮筒4内，将整个反硝化强化装置放置于氧化沟缺氧段入口的1/4段、2/4段和3/4段，采用绳索连接4个固定环1于池壁以固定反硝化强化装置位置。

2)调整电子阀门启闭程序，将电子阀门6设置于常开模式，其中位于氧化沟缺氧段入口的1/4段、2/4段和3/4段的电子阀门6开启状态由大到小设置，以实现分级碳源投加且防止出水COD超标。乙酸钠碳源通过储药池3进入至穿孔加药管7后再通过加药孔8将碳源均匀投加至氧化沟缺氧段前1/4段、2/4段和3/4段处，泥水混合液在推流作用下由缺氧段前端到末端的过程中碳源不断混合均匀，由于储药池液位始终高于SBR生化池液位，因此乙酸钠碳源可通过液位差均匀投加至SBR池内不同深度处。

3)由于乙酸钠碳源始终是在缺氧反应阶段进行投加，因此弹性填料10表面最终筛选出具有较强反硝化效果的菌群，并形成以反硝化菌为主的牢固生物膜。当碳源投加完成后，位于弹性填料10表面的反硝化细菌首先快速将碳源利用实现硝态氮和亚硝态氮的反硝化，其次氧化沟内污泥表面的反硝化细菌利用碳源进一步实现补充脱氮效果。

4)当反硝化强化装置均匀设置于SBR生化池时，可有效提高脱氮效果，由此可缩短生化池脱氮的水力停留时间，从而实现更高效的水处理效果或是在建设初期减少生化反应池的池容以减少建设成本。

本实例以基于连续推流式反应器的氧化沟工艺的生化池为例，对本发明一种适用于活性污泥法的反硝化强化装置的应用进行描述。常规的氧化沟工艺由于无法实现高效脱氮作用，因此会通过硝化液回流的方式进行二次硝化反应。在本发明中，将本发明装置设置在氧化沟工艺缺氧段入口的1/4段、2/4段和3/4段，既可实现碳源精准投加还能在弹性填料10表面富集反硝化效果较强的反硝化细菌，并与氧化沟内活性污泥中的反硝化菌协同实现高效脱氮效果。

以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在上面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (8)

1.一种适用于活性污泥法的反硝化强化装置，其特征在于，所述装置包括碳源投加模块、生物填料模块；

所述碳源投加模块包括蓄电池(2)、储药池(3)、连接线(5)、电子阀门(6)、穿孔加药管(7)和加药孔(8)；所述加药池(3)和所述蓄电池(2)均放置于浮筒(4)内，所述连接线(5)用于连接蓄电池(2)与电子阀门(6)；

所述生物填料模块包括若干个填料连接杆(9)、弹性填料(10)和固定架(11)，若干个填料连接杆(9)均匀地分布于所述固定架(11)形成的位于所述碳源投加模块下方的长方形空间内。

2.根据权利要求1所述的一种适用于活性污泥法的反硝化强化装置，其特征在于，所述浮筒(4)上设置有固定环(1)，用于将所述装置固定于生化池内以及方便吊装检修。

3.根据权利要求2所述的一种适用于活性污泥法的反硝化强化装置，其特征在于，所述固定环(1)的数量为4个，分别位于所述浮筒(4)顶端的4个角。

4.根据权利要求1所述的一种适用于活性污泥法的反硝化强化装置，其特征在于，所述穿孔加药管(8)设置于储药池(3)下方并与所述电子阀门(6)通信连接，以接收所述电子阀门(6)的控制信号控制碳源投加，所述加药孔(8)则设置于穿孔加药管(7)上。

5.根据权利要求1所述的一种适用于活性污泥法的反硝化强化装置，其特征在于，所述装置在使用时一直悬浮于水面下，可以用于曝气池内增加生物量，也可以用作二沉池内强化脱氮。

6.根据权利要求1所述的一种适用于活性污泥法的反硝化强化装置，其特征在于，所述储药池(3)内储存有作为碳源的甲醇、乙醇或乙酸钠中的一种或多种液体碳源。

7.根据权利要求1所述的一种适用于活性污泥法的反硝化强化装置，其特征在于，所述加药孔(8)均匀分布于所述穿孔加药管(7)上，用以实现碳源在生化池内不同深度的均匀投加。

8.根据权利要求1所述的一种适用于活性污泥法的反硝化强化装置，其特征在于，所述弹性填料(10)均匀分布于所述填料连接杆(9)上，所述填料连接杆(9)将所述弹性填料(10)固定于特定位置，所述弹性填料(10)为微生物提供生长位置，以强化反硝化菌在弹性填料的生长富集，从而形成生物膜，以提高碳源利用速率并强化脱氮效果。

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