CN114291893A - 一种市政污水脱氮处理装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种市政污水脱氮处理装置，包括反应池，反应池连接有进水管路、出水管路以及回流管路，回流管路利用回流元件与进水管路相连通；反应池内设置有表曝机；反应池包括反应区和沉淀区，沉淀区位于反应区的底部，反应区设置折流器，折流器具有多条折流通道，折流通道的侧壁为粗糙面，反应池中的微生物能够附着在折流通道的侧壁上。本发明还提供一种采用上述市政污水脱氮处理装置的处理方法，依靠废水中原有微生物启动亚硝化，使微生物附着于折流通道内生长，接种厌氧氨氧化污泥启动厌氧氨氧化，实现了市政污水的自养生物脱氮，降低了脱氮处理物耗。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，特别是涉及一种市政污水脱氮处理装置及方法。
背景技术
与传统脱氮技术相比，部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺可以减少60％的需氧量、节省100％的有机碳、减少80％的剩余污泥，且具有较高的脱氮效能，受到广泛关注。所谓部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺是指氨氧化细菌将废水中约一半的氨转化为亚硝酸盐，剩余的氨和亚硝酸盐被厌氧氨氧化细菌转化为氮气的过程。当前，部分亚硝化-厌氧氨氧化已被应用于高氨工业废水的脱氮处理，例如垃圾渗滤液，污泥消化液等。因此类废水处理后氨氮低于25mg/L即可纳入污水管网排放，因此显示出巨大的优越性。如何变废为宝的处理污水，以资源化、能源化实现污水中物质的回收成为水处理前沿的一个重要热点。在此背景下，废水中有机物和磷被回收的技术逐步成熟，并开展了诸多示范工程。而废水中剩余氮的处理存在较大难题。
利用部分亚硝化-厌氧氨氧化作为市政污水中氮处理的环节，成为当前整体技术必不可少的环节。然而，市政污水氨氮浓度低(<70mg/L)、水量巨大，并且温度随季节波动大，排放指标严格(氨氮低于5mg/L，总氮低于10mg/L)，导致亚硝化过程的硝化细菌大量增长。而在高氨废水亚硝化过程中，以高游离氨，游离亚硝酸、高温等策略抑制硝化菌的策略难以在低氨的市政污水环境下使用。如何在低温、低氨的环境下实现亚硝化稳定和亚硝酸盐高效累积成为该技术应用于市政污水主流脱氮的瓶颈。当前，研究者也开发了多种主流条件下硝化菌的抑制方法(药剂，低氧控制等)，但是其物耗大，控制过程复杂，而所谓的低氧间歇曝气等易操作的策略还存在诸多不稳定现象。
因此，如何改变现有技术中，市政污水低浓度氨氮部分亚硝化处理过程中硝化细菌抑制复杂，增大市政污水中氮处理物耗的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种市政污水脱氮处理装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高市政污水中氮处理工作效率，降低脱氮处理物耗。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种市政污水脱氮处理装置，包括反应池，所述反应池连接有进水管路、出水管路以及回流管路，所述进水管路、所述出水管路以及所述回流管路均分别与所述反应池的内腔相连通，所述回流管路利用回流元件与所述进水管路相连通；
所述反应池内设置有表曝机，所述表曝机能够提供溶解氧以及用于增强液体搅拌；所述反应池包括反应区和沉淀区，所述沉淀区位于所述反应区的底部，所述反应区设置折流器，所述折流器具有多条折流通道，每一条所述折流通道具有至少一个能够改变污水流向的弯折部，所述反应区利用所述折流通道与所述沉淀区相连通，所述折流通道的侧壁为粗糙面，所述反应池中的微生物能够附着在所述折流通道的侧壁上。
优选地，所述进水管路与所述反应区的底部相连通，所述进水管路与所述反应区的连通处位于所述折流器的底部，所述进水管路伸入所述反应池内，所述进水管路伸入所述反应池内的部分为穿孔管，所述出水管路与所述反应区的连通处位于所述折流器的顶部，所述进水管路和所述出水管路均分别与所述反应池的侧壁相连，且所述进水管路和所述出水管路分别位于所述反应池的相对的两侧。
优选地，所述回流管路与所述反应区的连通处位于所述折流器的顶部，所述回流元件为回流泵。
优选地，所述沉淀区为锥形结构，所述沉淀区的横截面积较大一端与所述反应区相连通，所述沉淀区的底部连接有排泥管路。
优选地，所述折流器包括多根相连且平行排列的斜管，至少两组所述折流器叠加设置且两组所述斜管的倾斜方向不同，相邻组所述折流器的所述斜管的内腔相连通并形成所述折流通道。
优选地，所述折流器的数量为三组，位于最底部的所述斜管朝向所述进水管路的方向倾斜设置，位于最顶部的所述斜管朝向所述出水管路的方向倾斜设置。
优选地，所述斜管的径向截面为多边形，所述斜管轴线与水平面之间的夹角为30-60°。
本发明还提供一种采用上述市政污水脱氮处理装置的市政污水脱氮处理方法，依靠废水中原有微生物启动亚硝化，使微生物附着于所述折流通道内生长，接种厌氧氨氧化污泥启动厌氧氨氧化，所述厌氧氨氧化污泥接种量为悬浮污泥浓度达到50-100mg/L，溶解氧含量为0.1-0.2mg/L。
优选地，当污泥浓度高于100mg/L时，所述回流管路降低回流量或暂停工作，污泥于所述沉淀区内沉淀并排出。
优选地，当硝化菌增长导致亚硝化过程失稳时，所述回流管路增大回流量，所述折流通道内的吸附生物脱落，并降低回流量使得悬浮污泥沉淀。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明的市政污水脱氮处理装置，包括反应池，反应池连接有进水管路、出水管路以及回流管路，进水管路、出水管路以及回流管路均分别与反应池的内腔相连通，回流管路利用回流元件与进水管路相连通；反应池内设置有表曝机，表曝机能够提供溶解氧以及用于增强液体搅拌；反应池包括反应区和沉淀区，沉淀区位于反应区的底部，反应区设置折流器，折流器具有多条折流通道，每一条折流通道具有至少一个能够改变污水流向的弯折部，反应区利用折流通道与沉淀区相连通，折流通道的侧壁为粗糙面，反应池中的微生物能够附着在折流通道的侧壁上。
利用本发明的市政污水脱氮处理装置，仅以废水中原有的微生物启动亚硝化，然后接种少量厌氧氨氧化污泥启动厌氧氨氧化，所有微生物吸附在折流通道内壁上生长，保持水中的悬浮污泥浓度低于100mg/L，利用超低微生物量，超高功能微生物丰度的策略启动部分亚硝化-厌氧氨氧化系统。现有技术中污泥量大，需要大曝气搅拌污泥，多采用底部曝气方式，控制低氧环境不稳定，且底部维修时需要排空池体水，操作难度大；与现有技术不同，本发明基本没有污泥，不设置底部曝气装置，利用表曝机实现表面曝气，同时利用回流管路控制反应池中的溶解氧，增强了溶解氧的稳定性，避免过高溶解氧导致硝化菌增长。与此同时，本发明能够通过调节回流管路流量与折流通道相配合实现污泥的沉淀和去除，简化后续污泥池，提高了污水脱氮处理工作效率。本发明的市政污水脱氮处理装置，反应池底部设置沉淀区，有利于污泥的直接沉降，一方面保证上部反应池的污泥处于低浓度，另一方面有利于反应池吸附生长的膜中NOB被大流量淘洗出反应池，由底部排放，保证上部的亚硝化效果。
本发明还提供一种采用上述市政污水脱氮处理装置的处理方法，依靠废水中原有微生物启动亚硝化，使微生物附着于折流通道内生长，接种厌氧氨氧化污泥启动厌氧氨氧化，厌氧氨氧化污泥接种量为悬浮污泥浓度达到 50-100mg/L，溶解氧含量为0.1-0.2mg/L。本发明的市政污水脱氮处理方法，改变现有技术中，污水处理采用高污泥量、底曝气、后置沉淀池的方式，实现了市政污水的自养生物脱氮，降低了脱氮处理物耗。
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为本发明的市政污水脱氮处理装置的结构示意图；
其中，1为进水管路，2为出水管路，3为回流管路，4为反应区，5为沉淀区，6为表曝机，7为回流元件，8为斜管，9为排泥管路。
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。
本发明的目的是提供一种市政污水脱氮处理装置及方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高市政污水中氮处理工作效率，降低脱氮处理物耗。
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。
请参考图1，图1为本发明的市政污水脱氮处理装置的结构示意图。
本发明提供一种市政污水脱氮处理装置，包括反应池，反应池连接有进水管路1、出水管路2以及回流管路3，进水管路1、出水管路2以及回流管路3 均分别与反应池的内腔相连通，回流管路3利用回流元件7与进水管路1相连通；反应池内设置有表曝机6，表曝机6漂浮设置于反应区4的水面上，表曝机6设置多个时，间距均匀，表曝机6能够提供溶解氧以及用于增强液体搅拌；反应池包括反应区4和沉淀区5，沉淀区5位于反应区4的底部，反应区4设置折流器，折流器具有多条折流通道，每一条折流通道具有至少一个能够改变污水流向的弯折部，反应区4利用折流通道与沉淀区5相连通，折流通道的侧壁为粗糙面，反应池中的微生物能够附着在折流通道的侧壁上。需要说明的是，折流通道的侧壁的表面粗糙度数值较大，便于微生物附着。
利用本发明的市政污水脱氮处理装置，仅以废水中原有的微生物启动亚硝化，然后接种少量厌氧氨氧化污泥启动厌氧氨氧化，所有微生物吸附在折流通道内壁上生长，保持水中的悬浮污泥浓度低于100mg/L，利用超低微生物量，超高功能微生物丰度的策略启动部分亚硝化-厌氧氨氧化系统。与现有技术不同，本发明不设置底部曝气装置，利用表曝机6实现表面曝气，同时利用回流管路3控制反应池中的溶解氧，增强了溶解氧的稳定性，避免过高溶解氧导致硝化菌增长。与此同时，本发明能够通过调节回流管路3的流量与折流通道相配合实现污泥的沉淀和去除，简化后续污泥池，提高了污水脱氮处理工作效率。
在本具体实施方式中，进水管路1与反应区4的底部相连通，进水管路1 与反应区4的连通处位于折流器的底部，进水管路1伸入反应池内，进水管路 1伸入反应池内的部分为穿孔管，使得进水可以进入折流器的每条折流通道内，出水管路2与反应区4的连通处位于折流器的顶部，进水管路1和出水管路2均分别与反应池的侧壁相连，且进水管路1和出水管路2分别位于反应池的相对的两侧，进水管路1和出水管路2位于反应区4的两端距离较远，使得污水在反应区4进行充分反应。
另外，回流管路3与反应区4的连通处位于折流器的顶部，回流元件7 为回流泵，回流泵能够使水流顺利进入进水管路1，继而进入反应区4。在本发明的其他实施方式中，回流元件7还可以是机械回流部件等其他能够令回流管路3内的水回流至进水管路1的结构。
具体地，沉淀区5为锥形结构，沉淀区5的横截面积较大一端与反应区4 相连通，方便污泥沉淀，沉淀区5的底部连接有排泥管路9，方便沉淀的污泥由排泥管路9排出。
更具体地，折流器包括多根相连且平行排列的斜管8，至少两组折流器叠加设置且两组斜管8的倾斜方向不同，相邻组折流器的斜管8的内腔相连通并形成折流通道。折流器可采用带有斜管8的板材，板材的比表面积为 200-1000m2/g。
在本具体实施方式中，折流器的数量为三组，采用三组带有斜管8的板材，位于最底部的斜管8朝向进水管路1的方向倾斜设置，位于最顶部的斜管8 朝向出水管路2的方向倾斜设置。
另外，斜管8的径向截面为多边形，根据实际生产需求选择，斜管8的管内径为100-5000mm，管内流速小于1m/s，斜管8轴线与水平面之间的夹角为 30-60°。
进一步地，本发明还提供一种采用上述市政污水脱氮处理装置的处理方法，依靠废水中原有微生物启动亚硝化，使微生物附着于折流通道内生长，接种厌氧氨氧化污泥启动厌氧氨氧化，厌氧氨氧化污泥接种量为悬浮污泥浓度达到50-100mg/L，溶解氧含量为0.1-0.2mg/L。
当污泥浓度高于100mg/L时，回流管路3降低回流量或暂停工作，污泥于沉淀区5内沉淀并排出。
需要强调的是，当硝化菌增长导致亚硝化过程失稳时，回流管路3增大回流量，折流通道内吸附生物脱落，并降低回流量使得悬浮污泥沉淀，从而实现硝化菌的淘洗。
本发明的市政污水脱氮处理方法，改变现有技术中，污水处理采用高污泥量(现有技术中污泥接种量达1000-5000mg/L)、底曝气、后置沉淀池的方式，实现了市政污水的生物脱氮，降低了脱氮处理物耗。本发明的市政污水脱氮处理装置，结构简单，配合独特启动方法实现市政废水自养脱氮。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种市政污水脱氮处理装置，其特征在于：包括反应池，所述反应池连接有进水管路、出水管路以及回流管路，所述进水管路、所述出水管路以及所述回流管路均分别与所述反应池的内腔相连通，所述回流管路利用回流元件与所述进水管路相连通；
所述反应池内设置有表曝机，所述表曝机能够提供溶解氧以及用于增强液体搅拌；所述反应池包括反应区和沉淀区，所述沉淀区位于所述反应区的底部，所述反应区设置折流器，所述折流器具有多条折流通道，每一条所述折流通道具有至少一个能够改变污水流向的弯折部，所述反应区利用所述折流通道与所述沉淀区相连通，所述折流通道的侧壁为粗糙面，所述反应池中的微生物能够附着在所述折流通道的侧壁上。
2.根据权利要求1所述的市政污水脱氮处理装置，其特征在于：所述进水管路与所述反应区的底部相连通，所述进水管路与所述反应区的连通处位于所述折流器的底部，所述进水管路伸入所述反应池内，所述进水管路伸入所述反应池内的部分为穿孔管，所述出水管路与所述反应区的连通处位于所述折流器的顶部，所述进水管路和所述出水管路均分别与所述反应池的侧壁相连，且所述进水管路和所述出水管路分别位于所述反应池的相对的两侧。
3.根据权利要求1所述的市政污水脱氮处理装置，其特征在于：所述回流管路与所述反应区的连通处位于所述折流器的顶部，所述回流元件为回流泵。
4.根据权利要求1所述的市政污水脱氮处理装置，其特征在于：所述沉淀区为锥形结构，所述沉淀区的横截面积较大一端与所述反应区相连通，所述沉淀区的底部连接有排泥管路。
5.根据权利要求1所述的市政污水脱氮处理装置，其特征在于：所述折流器包括多根相连且平行排列的斜管，至少两组所述折流器叠加设置且两组所述斜管的倾斜方向不同，相邻组所述折流器的所述斜管的内腔相连通并形成所述折流通道。
6.根据权利要求5所述的市政污水脱氮处理装置，其特征在于：所述折流器的数量为三组，位于最底部的所述斜管朝向所述进水管路的方向倾斜设置，位于最顶部的所述斜管朝向所述出水管路的方向倾斜设置。
7.根据权利要求5所述的市政污水脱氮处理装置，其特征在于：所述斜管的径向截面为多边形，所述斜管轴线与水平面之间的夹角为30-60°。
8.一种采用权利要求1-7任一项所述的市政污水脱氮处理装置的市政污水脱氮处理方法，其特征在于：依靠废水中原有微生物启动亚硝化，使微生物附着于所述折流通道内生长，接种厌氧氨氧化污泥启动厌氧氨氧化，所述厌氧氨氧化污泥接种量为悬浮污泥浓度达到50-100mg/L，溶解氧含量为0.1-0.2mg/L。
9.根据权利要求8所述的市政污水脱氮处理方法，其特征在于：当污泥浓度高于100mg/L时，所述回流管路降低回流量或暂停工作，污泥于所述沉淀区内沉淀并排出。
10.根据权利要求8所述的市政污水脱氮处理方法，其特征在于：当硝化菌增长导致亚硝化过程失稳时，所述回流管路增大回流量，所述折流通道内的吸附生物脱落，并降低回流量使得悬浮污泥沉淀。
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