CN115745299A - 一种便污废水的处理装置及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种便污废水的处理装置及使用方法，处理装置包括水处理箱体A、水处理箱体B、曝气机构、碳源补充机构及回流机构，水处理箱体A沿便污废水流动方向分隔为调节区、混凝反应区、絮凝反应区及气浮反应区，水处理箱体B沿水平方向依次分隔为反短程硝化反应区、硝化反应区、斜管沉淀区及厌氧氨氧化反应区。本发明有效地降低厌氧氨氧化区进水的COD浓度，使得进入到厌氧氨氧化反应区的污水水质中的NH4 +‑N浓度、NO2 ‑‑N浓度以及COD浓度均能满足厌氧氨氧化技术的要求，减弱高浓度COD对厌氧氨氧化细菌的抑制作用，使得厌氧氨氧化细菌能正常繁殖生长，实现了对便污废水的高效脱氮处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种便污废水的处理装置及使用方法，属于污水处理技术领域。
背景技术
如果不经过处理将氨氮含量高的便污废水直接排入到水体环境中，不仅会造成水体富营养化、水体黑臭等现象，而且还会增加污水处理难度，甚至会对人类和动植物产生毒害作用。
传统的生物脱氮技术硝化-反硝化工艺是利用亚硝化菌和硝化菌两类自养型细菌将氨氮转化成为NO2 --N和NO3 --N的硝化生化反应过程，和将NO2 --N和NO3 --N在无氧或低氧条件下被异养型兼性反硝化菌还原成分子态氮的反硝化生化反应过程共同作用的结果，其需要大量曝气，其能耗大，同时需要投加大量的有机碳源和碱度，增加了投资和运行费用，而且还会产生二次污染，出水有机物质不能得到保证。厌氧氨氧化是目前最经济的生物脱氮方法，原因在于厌氧氨氧化菌是自养菌，无需添加有机物来维持反硝化过程，同时厌氧氨氧化菌的倍增时间长，产率低，污泥产量因此也较低，并且仅需少量的曝气便可满足其需求，减少其能耗的供应。
由于厌氧氨氧化技术存在着进水水质要求严格、高浓度COD的抑制作用、初期污泥易流失、启动时间长以及反应底物难累积等问题，其难以在工程上进行培养与应用，尤其是在较高浓度的COD、C/N生活污水处理中，其并未得到广泛应用。
发明内容
本发明针对以上待解决的问题，提供一种便污废水的处理装置及使用方法，其有效地降低厌氧氨氧化区进水的COD浓度，使得进入到厌氧氨氧化反应区的污水水质中的NH4 +-N浓度、NO2 --N浓度以及COD浓度均能满足厌氧氨氧化技术的要求，减弱COD对厌氧氨氧化细菌的抑制作用，使得厌氧氨氧化细菌能正常繁殖生长，实现了对便污废水的高效脱氮处理。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种便污废水的处理装置，包括水处理箱体A、水处理箱体B、曝气机构、碳源补充装置及回流机构，水处理箱体A沿便污废水流动方向分隔为调节区、混凝反应区、絮凝反应区及气浮反应区，水处理箱体B沿水平方向依次分隔为短程硝化反应区、反硝化反应区、斜管沉淀区及厌氧氨氧化反应区；
便污废水通过水管A进入到调节区，水管B连通混凝反应区的下部与调节区下部的水泵A，溢流口A连通混凝反应区与絮凝反应区，溢流管A连通絮凝反应区与气浮反应区的下部，溢流管B连通气浮反应区与反硝化反应区，短程硝化反应区、反硝化反应区、斜管沉淀区及厌氧氨氧化反应区相邻两区之间通过溢流槽连通，反硝化反应区的溢流槽上的溢流管C连通斜管沉淀区的下部，斜管沉淀区的溢流槽上的溢流管D连通厌氧氨氧化反应区的下部，厌氧氨氧化反应区的溢流槽上设置有出水管，曝气机构作用于短程硝化反应区或厌氧氨氧化反应区，碳源补充机构作用于短程硝化反应区或厌氧氨氧化反应区，回流机构设置在短程硝化反应区和斜管沉淀区之间；
混凝反应区和絮凝反应区均设置加药装置、搅拌装置，气浮反应器设置有溶气装置，气浮反应区上方设置刮渣机，气浮反应区的溢流槽上设置与刮渣机配合的排渣槽，排渣槽的下方设置有折流板，短程硝化反应区中设置悬浮球填料，反硝化反应区设置挂膜填料A，斜管沉淀区设置斜管填料，厌氧氨氧化反应区的底部为圆锥形，厌氧氨氧化反应区从上往下依次设置挂膜填料B、生物陶粒填料及穿孔板，生物陶粒填料放置在穿孔板上，混凝反应区的底部、絮凝反应区的底部、气浮反应区的底部及厌氧氨氧化反应区的底部均设置有排空管阀。
优选地，所述回流机构包括回流管及设置在回流管上的回流泵，回流管的一端通过回流管阀延伸至短程硝化反应区的下部，回流管的另一端通过设置在斜管沉淀区的底部的污泥回流阀与斜管沉淀区连接。
优选地，所述溶气装置包括溶气水管及空压机，溶气水管的一端与设置在气浮反应区的溶气水阀连接，溶气水管的另一端穿过气浮反应区的底部延伸至气浮反应区连接有溶气水释放器，溶气水释放器位于溢流管A端部的正下方，溶气水管上设置有溶气水水泵，空压机的出风管道与溶气水管连通。
优选地，厌氧氨氧化反应区设置有pH检测仪A和DO检测仪A，pH检测仪A的pH探头A和DO检测仪A的DO探头A均延伸至厌氧氨氧化反应区，短程硝化反应区设置有pH检测仪B和DO检测仪B，pH检测仪B的pH探头B和DO检测仪B的DO探头B均延伸至短程硝化反应区。
优选地，混凝反应区的加药装置包括PAC溶液药剂桶、PAC溶液进药管、设置在PAC溶液进药管上的PAC溶液计量泵及装入PAC溶液药剂桶内的浓度为5-20g/L的PAC溶液，PAC溶液进药管的一端延伸至PAC溶液药剂桶内，PAC溶液进药管的另一端延伸至混凝反应区内，絮凝反应区的加药装置包括PAM溶液药剂桶、PAM溶液计量泵、PAM溶液进药管、设置在PAM溶液进药管上的PAM溶液计量泵及装入PAM溶液药剂桶内的浓度为0.1-0.3g/L的PAM溶液，PAM溶液进药管的一端延伸至PAM溶液药剂桶内，PAM溶液进药管的另一端延伸至絮凝反应区内。
优选地，曝气机构包括曝气总管、曝气机、曝气盘A及曝气盘B，曝气总管的一端连接曝气机，曝气总管的另一端连接三通，三通的其他两端分别连接一根曝气管，其中一根曝气管的另一端延伸至延伸至短程硝化反应区的下部连接曝气盘A，另一根曝气管的的另一端延伸至厌氧氨氧化反应区的下部连接曝气盘B，曝气盘B设置在穿孔板下方20cm处，曝气总管和2根曝气管上均设置气量调节阀，曝气总管和2根曝气管上均设置气体流量计，其中一根曝气管上设置有气体排空阀。
优选地，碳源补充装置包括碳源补充总管、碳源补充桶、设置在碳源补充总管上的碳源补充泵及装在碳源补充桶内的碳源，碳源补充总管的一端延伸至碳源补充桶内，碳源补充总管的另一端连接三通，三通的其他两端分别连接一根碳源补充管，两根碳源补充管的另一端分别延伸至短程硝化反应区和厌氧氨氧化反应区，碳源补充总管和2根碳源补充管均设置碳源调节阀。
优选地，所述碳源为碳酸氢钠溶液，其浓度为0.025-0.1kg/L。
相应地，本发明还保护上述装置的使用方法，包括以下步骤：
S1，收集便污废水：便污废水通过水管A收集到调节区，调节区的便污废水的NH4 +-N和COD浓度分别为400-800mg/L和600-1000mg/L；
S2，混凝反应：便污废水收集到设定的量时，开启水泵A，便污废水从调节区向混凝反应区通水，同时，开启混凝反应区的搅拌装置和PAC溶液计量泵，在搅拌装置的搅动作用下，便污废水和PAC溶液混和均匀并形成胶体，便污废水中的有机物吸附至胶体上；
S3，絮凝反应：含有胶体的便污废水从混凝反应区溢流到絮凝反应区中，开启絮凝反应区的搅拌装置和PAM溶液计量泵，含有胶体的便污废水在絮凝剂PAM溶液的作用下形成絮凝体；
S4，气浮反应：含有絮凝体的便污废水从絮凝反应区溢流到气浮反应区，其在溢流管A的导流下，在溶气水释放器的上端流出，开启空压机和溶气水水泵，在溶气水的作用下，含有絮凝体的便污废水形成密度小于水的“气泡颗粒”絮凝体，“气泡颗粒”絮凝体浮到水面，开启刮渣机，刮渣机刮除“气泡颗粒”絮凝体并通过排渣槽排出；
S5，反硝化反应：在反硝化反应区装入挂膜填料A并接种从生活污水取来的活动污泥，去除“气泡颗粒”絮凝体的便污废水通过溢流管B进入到反硝化反应区进行反硝化反应，控制反硝化反应区出水的NO3 --N浓度小于5mg/L；
S6，沉淀处理：反硝化反应后的便污废水通过溢流管C进入到斜管沉淀区的下部，便污废水中的活性污泥沉淀在斜管沉淀区的底部；
S7，回流及亚硝化反应：在短程硝化反应区装入悬浮球填料并接种从生活污水取来的活动污泥，开启曝气机及碳源补充泵，开启pH检测仪A及DO检测仪A，调节短程硝化反应区对应的气量调节阀、碳源调节阀及进水量，斜管沉淀区的底部的污泥和便污废水在回流机构的作用下回流至短程硝化反应区进行亚硝化反应，亚硝化反应后的便污废水进入反硝化反应区，控制短程硝化反应区水质的DO溶度为1.5-2.0mg/L、温度为25-30℃、pH值为7.2-8.0，短程硝化反应区出水的NH4 +-N浓度与NO2 --N浓度的比值为1.0-1.4；
S8，厌氧氨氧化反应及便污废水排出：在厌氧氨氧化反应区装入生物陶粒填料，再装入挂膜填料B并接种厌氧氨氧化污泥，开启pH检测仪B及DO检测仪B，调节厌氧氨氧化反应区对应的气量调节阀、碳源调节阀及进水量，沉淀处理后的便污废水通过溢流管D进入厌氧氨氧化反应区的下部进行厌氧氨氧化反应，控制厌氧氨氧化反应区水质的DO溶度为0.1-1.2mg/L、pH为6.7-8.3、温度为30-35℃，并持续保持厌氧氨氧化反应区出水的NH4 +-N浓度低于45mg/L和NO2 --N浓度低于10mg/L在15d以上，便污废水进行厌氧氨氧化反应后从出水管排出；
S9，排污泥：混凝反应区的污泥、絮凝反应区的污泥、气浮反应区的污泥及厌氧氨氧化反应区的污泥均通过相应各区底部的排空管阀排出。
优选地，混凝反应区的水力停留时间为20-40min，絮凝反应区的水力停留时间为20-40min，气浮反应区的水力停留时间为40-80min，反硝化反应区的水力停留时间为0.5-1d，短程硝化反应区的水力停留时间为0.5-1d，斜管沉淀区的水力停留时间为0.25-0.5d，厌氧氨氧化反应区的水力停留时间为1.3-2d。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过沿便污废水的流动方向依次设置的混凝反应区、絮凝反应区和气浮反应区，利用PAC溶液、PAM溶液和便污废水之间反应生成胶体的吸附作用，将便污废水原水中的大部分有机物，包含磷和有机物质等物质吸附到污泥中，将便污废水原水中的高浓度COD降至一个适合厌氧氨氧化技术的浓度范围，减小了高浓度有机物对厌氧氨氧化细菌的抑制影响，再通过连接反硝化反应器、斜管沉淀区、短程硝化反应器，使得进入到厌氧氨氧化反应器污水水质中的NH4 +-N浓度、NO2 --N浓度以及COD浓度均能满足厌氧氨氧化技术的要求，使得厌氧氨氧化细菌能正常繁殖生长，实现了对便污废水的高效脱氮处理。
2、本发明集成度高，仅需较小的面积，适合土地资源紧张的场合，同时，减低土建成本。
3、本发明节省了曝气量，降低了能耗，有效减少运行费用，同时，减少了CO2的排放，具有显著的可持续性优点。
附图说明
图1为本发明一种便污废水的处理装置的结构示意图。
图2为本发明一种便污废水的处理装置的平面布置图。
附图标记：调节区1，混凝反应区2，絮凝反应区3，气浮反应区4，短程硝化反应区5，反硝化反应区6，斜管沉淀区7，厌氧氨氧化反应区8，搅拌装置9，排空管阀10，水管A11，水泵A12，水管B13，进水阀14，PAC溶液药剂桶21，PAC溶液计量泵22，PAC溶液进药管23，溢流口A24，PAM溶液药剂桶31，PAM溶液计量泵32，PAM溶液进药管33，溢流管A41，刮渣机42，折流板43，溶气水阀44，溶气水管45，溶气水水泵46，空压机47，溶气水释放器48，排渣槽49，悬浮球填料51，pH检测仪A52，pH探头A53，回流管阀54，DO检测仪A55，DO探头A56，挂膜填料A61，溢流管B62，斜管填料71，溢流管C72，回流泵73，污泥回流阀74，回流管75，挂膜填料B81，生物陶粒填料82，穿孔板83，出水管84，溢流管D85，pH检测仪B86，pH探头B87，DO检测仪B88，DO探头B89，曝气机151，气量调节阀152，气体流量计153，曝气盘A154，曝气盘B155，气体排空阀156，碳源补充桶161，碳源补充泵162，碳源调节阀163、溢流槽17，操作区18。
具体实施方式
以下将结合实施例与附图来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1和图2所示，一种便污废水的处理装置，其特征在于，包括水处理箱体A、水处理箱体B、曝气机构、碳源补充装置及回流机构，水处理箱体A沿便污废水流动方向分隔为调节区1、混凝反应区2、絮凝反应区3及气浮反应区4，水处理箱体B沿水平方向依次分隔为短程硝化反应区5、反硝化反应区6、斜管沉淀区7及厌氧氨氧化反应区8，装置集成度高，占地小；
便污废水通过水管A11进入到调节区1，较佳的，水管A11设置进水阀14，水管B13连通混凝反应区2的下部与调节区1下部的水泵A12，溢流口A24连通混凝反应区2与絮凝反应区3，溢流管A41连通絮凝反应区3与气浮反应区4的下部，溢流管B62连通气浮反应区4与反硝化反应区6，短程硝化反应区5、反硝化反应区6、斜管沉淀区7及厌氧氨氧化反应区8均设置溢流槽，短程硝化反应区溢流槽的高度高于反硝化反应区溢流槽的高度高于斜管沉淀区溢流槽的高度高于厌氧氨氧化反应区溢流槽的高度，短程硝化反应区5、反硝化反应区6、斜管沉淀区7及厌氧氨氧化反应区8相邻两区之间通过溢流槽连通，反硝化反应区6的溢流槽上的溢流管C72连通斜管沉淀区7的下部，斜管沉淀区7的溢流槽上的溢流管D85连通厌氧氨氧化反应区8的下部，厌氧氨氧化反应区8的溢流槽上设置有出水管84，通过反硝化作用，除去便污原水中一些可生化的有机物，曝气机构作用于短程硝化反应区5或厌氧氨氧化反应区8，碳源补充机构作用于短程硝化反应区5或厌氧氨氧化反应区8，回流机构设置在短程硝化反应区5和斜管沉淀区7之间；
混凝反应区2和絮凝反应区3均设置加药装置、搅拌装置9，气浮反应器设置有溶气装置，气浮反应区4上方设置刮渣机42，气浮反应区4的溢流槽上设置与刮渣机42配合的排渣槽49，排渣槽49的下方设置有折流板43，经过气浮反应的便污废水通过气浮反应区中后段的折流板，再通过的溢流槽流出至反硝化反应区6，短程硝化反应区5中设置悬浮球填料51，反硝化反应区6设置挂膜填料A61、斜管沉淀区7设置斜管填料71，厌氧氨氧化反应区8的底部为圆锥形，厌氧氨氧化反应区8从上往下依次设置挂膜填料B81、生物陶粒填料82及穿孔板83，生物陶粒填料82放置在穿孔板83上，混凝反应区2的底部、絮凝反应区3的底部、气浮反应区4的底部及厌氧氨氧化反应区8的底部均设置有排空管阀10；
所述挂膜填料A61为包括双圈大塑料环，将涤纶丝圈扎在双圈大塑料环的环圈上，使纤维束均匀分布，双圈大塑料环的内圈设置雪花状塑料枝条，通过尼龙绳将所述多个双圈大塑料环串联，所述悬浮球填料51的材质为聚丙烯材料，其为内外双层球体，内表面填充聚丙烯塑料丝，具有大比表面积的特点，能为微生物提供较大的空间，使得大量微生物得以附着生长，维持生物膜形状，悬浮球填料51占短程硝化反应区5有效容积的20％-30％，所述生物陶粒填料82的粒径范围为5-6.5mm，其占厌氧氨氧化反应区8有效容积的5％-10％内，所述挂膜填料B81占厌氧氨氧化反应区8有效容积的20％-30％。
进一步的，回流机构包括回流管75及设置在回流管75上的回流泵73，回流管75的一端通过回流管阀54延伸至短程硝化反应区5的下部，回流管75的另一端通过设置在斜管沉淀区7的底部的污泥回流阀74与斜管沉淀区7连接。
进一步的，所述溶气装置包括溶气水管45及空压机47，溶气水管45的一端与设置在气浮反应区4的溶气水阀44连接，溶气水管45的另一端穿过气浮反应区4的底部延伸至气浮反应区4连接有溶气水释放器48，溶气水释放器48位于溢流管A41端部的正下方，溶气水管45上设置有溶气水水泵46，空压机47的出风管道与溶气水管45连通，便污废水在溶气水释放器48上端流出，在溶气水的作用下，细微气泡与便污废水废水中的小悬浮粒子相粘附，形成整体密度小于水的“气泡颗粒”絮凝体，这种絮凝体慢慢的浮到水面上，在刮渣机的作用下被刮除并通过排渣槽排出。
进一步的，厌氧氨氧化反应区8设置有pH检测仪A52和DO检测仪A55，pH检测仪A52的pH探头A53和DO检测仪A55的DO探头A56均延伸至厌氧氨氧化反应区8，短程硝化反应区5设置有pH检测仪B86和DO检测仪B88，pH检测仪B86的pH探头B87和DO检测仪B88的DO探头B89均延伸至短程硝化反应区5通过pH检测仪A52、pH检测仪B86、DO检测仪A55及DO检测仪B88分别实时监测厌氧氨氧化反应区8和短程硝化反应区5的pH值和DO并进行显示。
进一步的，混凝反应区2的加药装置包括PAC溶液药剂桶21、PAC溶液进药管23、设置在PAC溶液进药管23上的PAC溶液计量泵22及装入PAC溶液药剂桶21内的浓度为5-20g/L的PAC溶液，PAC溶液进药管23的一端延伸至PAC溶液药剂桶21内，PAC溶液进药管23的另一端延伸至混凝反应区2内，絮凝反应区3的加药装置包括PAM溶液药剂桶31、PAM溶液计量泵32、PAM溶液进药管33、设置在PAM溶液进药管33上的PAM溶液计量泵32及装入PAM溶液药剂桶内的浓度为0.1-0.3g/L的PAM溶液，PAM溶液进药管33的一端延伸至PAM溶液药剂桶31内，PAM溶液进药管33的另一端延伸至絮凝反应区3内。
优选地，曝气机构包括曝气总管、曝气机151、曝气盘A154及曝气盘B155，曝气总管的一端连接曝气机151，曝气总管的另一端连接三通，三通的其他两端分别连接一根曝气管，其中一根曝气管的另一端延伸至延伸至短程硝化反应区5的下部连接曝气盘A154，另一根曝气管的的另一端延伸至厌氧氨氧化反应区8的下部连接曝气盘B155，曝气盘B155设置在穿孔板83下方20cm处，曝气总管和2根曝气管上均设置气量调节阀152，曝气总管和2根曝气管上均设置气体流量计153，其中一根曝气管上设置有气体排空阀156，调节气量调节阀152，使短程硝化反应区和厌氧氨氧化反应区的DO值处于正常范围。
优选地，碳源补充装置包括碳源补充总管、碳源补充桶161、设置在碳源补充总管上的碳源补充泵162及装在碳源补充桶161内的碳源，碳源补充总管的一端延伸至碳源补充桶161内，碳源补充总管的另一端连接三通，三通的其他两端分别连接一根碳源补充管，两根碳源补充管的另一端分别延伸至短程硝化反应区5和厌氧氨氧化反应区8，碳源补充总管和2根碳源补充管均设置碳源调节阀163，当装置处于稳定进水的状态时，碳源的投加处于连续投加的状态，碳源的流量依据水质而定，当短程硝化反应区和厌氧氨氧化反应区的pH值不在正常的范围内，则调制碳源调节阀163进行调节控制。
优选地，所述碳源为碳酸氢钠溶液，其浓度为0.025-0.1kg/L。
较佳的，厌氧氨氧化反应区8的外侧设置操作区18，控制装置设置在操作区18，调节区1、混凝反应区2、絮凝反应区3、气浮反应区4、短程硝化反应区5、反硝化反应区6、斜管沉淀区7、厌氧氨氧化反应区8、碳源补充装置、曝气机构、加药装置及溶气装置、刮渣机、搅拌装置及回流机构均在控制装置的控制下工作。
相应的，本发明还提供上述装置的使用方法：包括以下步骤：
包括如下步骤：
S1，收集便污废水：便污废水通过水管A11收集到调节区1，调节区1的便污废水的NH4 +-N和COD浓度分别为400-800mg/L和600-1000mg/L，便污废水进入到调节区进行收集，将一段时间的便污废水汇集在一起，起到均匀水量和水质的作用，便于连续处理；
S2，混凝反应：便污废水收集到设定的量时，开启水泵A12，便污废水从调节区1向混凝反应区2通水，同时，开启混凝反应区2的搅拌装置9和PAC溶液计量泵22，在搅拌装置9的搅动作用下，便污废水和PAC溶液混和均匀并形成胶体，便污废水中的有机物吸附至胶体上；
S3，絮凝反应：含有胶体的便污废水从混凝反应区2溢流到絮凝反应区3中，开启絮凝反应区3的搅拌装置9和PAM溶液计量泵32，含有胶体的便污废水在絮凝剂PAM溶液的作用下形成絮凝体；
S4，气浮反应：含有絮凝体的便污废水从絮凝反应区3溢流到气浮反应区4，其在溢流管A41的导流下，在溶气水释放器48的上端流出，开启空压机47和溶气水水泵46，在溶气水的作用下，含有絮凝体的便污废水形成密度小于水的“气泡颗粒”絮凝体，“气泡颗粒”絮凝体浮到水面，开启刮渣机42，刮渣机42刮除“气泡颗粒”絮凝体并通过排渣槽49排出；
便污废水经过上述的过程后，除去了便污废水中绝大部分的悬浮物质以及一部分COD、BOD和磷；
S5，反硝化反应：在反硝化反应区6装入挂膜填料A61并接种从生活污水取来的活动污泥，去除“气泡颗粒”絮凝体的便污废水通过溢流管B62进入到反硝化反应区6进行反硝化反应，除去便污废水中一些可生化的有机物，控制反硝化反应区出水的NO3 --N浓度小于5mg/L，检测水质中的NO3 --N的浓度，如果NO3 --N浓度大于等于5mg/L，则需要向反硝化反应区继续接种从生活污水厂取来的活性污泥；
S6，沉淀处理：反硝化反应后的便污废水通过溢流管C72进入到斜管沉淀区7的下部，便污废水中的活性污泥沉淀在斜管沉淀区7的底部；
S7，回流及亚硝化反应：在短程硝化反应区5装入悬浮球填料51并接种从生活污水取来的活动污泥，开启曝气机151及碳源补充泵162，开启pH检测仪A52及DO检测仪A55，，调节短程硝化反应区5对应的气量调节阀152、碳源调节阀163及进水量，斜管沉淀区7的底部的污泥和便污废水在回流机构的作用下回流至短程硝化反应区5进行亚硝化反应，亚硝化反应后的便污废水进入反硝化反应区6，控制短程硝化反应区5水质的DO溶度为1.5-2.0mg/L、温度为25-30℃、pH值为7.2-8.0，短程硝化反应区5出水的NH4 +-N浓度与NO2 --N浓度的比值为1.0-1.4，硝化反应时，在亚硝化菌的作用下，将氨氮转化为亚硝态氮，若短程硝化反应区5出水的NH4 +-N浓度与NO2 --N浓度的比值小于1.0时，则通过逐渐调小对应的气量调节阀152来慢慢减少小曝气量，或者逐渐加大原水进水量，若短程硝化反应区5出水的NH4 +-N浓度与NO2 --N浓度的比值大于1.4，则通过逐渐调大气量调节阀152来慢慢增大曝气量，或者逐渐减少原水进水量，从而使短程硝化反应区5出水的NH4 +-N浓度与NO2 --N浓度的比值为1.0-1.4；
S8，厌氧氨氧化反应及便污废水排出：在厌氧氨氧化反应区8装入生物陶粒填料82，再装入挂膜填料B81并接种厌氧氨氧化污泥，开启pH检测仪B86及DO检测仪B88，调节厌氧氨氧化反应区8对应的气量调节阀152、碳源调节阀163及进水量，沉淀处理后的便污废水通过溢流管D85进入厌氧氨氧化反应区8的下部进行厌氧氨氧化反应，控制厌氧氨氧化反应区8水质的DO溶度为0.1-1.2mg/L、pH为6.7-8.3、温度为30-35℃，并持续保持厌氧氨氧化反应区8出水的NH4 +-N浓度低于45mg/L和NO2 --N浓度低于10mg/L在15d以上，亚硝态氮和氨氮发生厌氧氨氧化作用，生成氮气，从而高效脱氮，厌氧氨氧化反应后的便污废水从出水管86排出，若厌氧氨氧化反应区8出水的NH4 +-N浓度高于或等于45mg/L和NO2 --N浓度高于或等于10mg/L，则通过逐渐减少厌氧氨氧化反应区进水量，使厌氧氨氧化反应区8出水的NH4 +-N浓度低于45mg/L和NO2 --N浓度低于10mg/L；
S9，排污泥：混凝反应区2的污泥、絮凝反应区3的污泥、气浮反应区4的污泥及厌氧氨氧化反应区8的污泥均通过相应各区底部的排空管阀10排出。
优选地，混凝反应区2的水力停留时间为20-40min，絮凝反应区3的水力停留时间为20-40min，气浮反应区4的水力停留时间为40-80min，短程硝化反应区5的水力停留时间为0.5-1d，反硝化反应区6的水力停留时间为0.5-1d，斜管沉淀区7的水力停留时间为0.25-0.5d，厌氧氨氧化反应区8的水力停留时间为1.3-2d。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种便污废水的处理装置，其特征在于，包括水处理箱体A、水处理箱体B、曝气机构、碳源补充装置及回流机构，水处理箱体A沿便污废水流动方向分隔为调节区(1)、混凝反应区(2)、絮凝反应区(3)及气浮反应区(4)，水处理箱体B沿水平方向依次分隔为短程硝化反应区(5)、反硝化反应区(6)、斜管沉淀区(7)及厌氧氨氧化反应区(8)；
便污废水通过水管A(11)进入到调节区(1)，水管B(13)连通混凝反应区(2)的下部与调节区(1)下部的水泵A(12)，溢流口A(24)连通混凝反应区(2)与絮凝反应区(3)，溢流管A(41)连通絮凝反应区(3)与气浮反应区(4)的下部，溢流管B(62)连通气浮反应区(4)与反硝化反应区(6)，短程硝化反应区(5)、反硝化反应区(6)、斜管沉淀区(7)及厌氧氨氧化反应区(8)相邻两区之间通过溢流槽连通，反硝化反应区(6)的溢流槽上的溢流管C(72)连通斜管沉淀区(7)的下部，斜管沉淀区(7)的溢流槽上的溢流管D(85)连通厌氧氨氧化反应区(8)的下部，厌氧氨氧化反应区(8)的溢流槽上设置有出水管(84)，曝气机构作用于短程硝化反应区(5)或厌氧氨氧化反应区(8)，碳源补充机构作用于短程硝化反应区(5)或厌氧氨氧化反应区(8)，回流机构设置在短程硝化反应区(5)和斜管沉淀区(7)之间；
混凝反应区(2)和絮凝反应区(3)均设置加药装置、搅拌装置(9)，气浮反应器设置有溶气装置，气浮反应区(4)上方设置刮渣机(42)，气浮反应区(4)的溢流槽上设置与刮渣机(42)配合的排渣槽(49)，排渣槽(49)的下方设置有折流板(43)，短程硝化反应区(5)中设置悬浮球填料(51)，反硝化反应区(6)设置挂膜填料A(61)，斜管沉淀区(7)设置斜管填料(71)，厌氧氨氧化反应区(8)的底部为圆锥形，厌氧氨氧化反应区(8)从上往下依次设置挂膜填料B(81)、生物陶粒填料(82)及穿孔板(83)，生物陶粒填料(82)放置在穿孔板(83)上，混凝反应区(2)的底部、絮凝反应区(3)的底部、气浮反应区(4)的底部及厌氧氨氧化反应区(8)的底部均设置有排空管阀(10)。
2.如权利要求1所述的一种便污废水的处理装置，其特征在于，所述回流机构包括回流管(75)及设置在回流管(75)上的回流泵(73)，回流管(75)的一端通过回流管阀(54)延伸至短程硝化反应区(5)的下部，回流管(75)的另一端通过设置在斜管沉淀区(7)的底部的污泥回流阀(74)与斜管沉淀区(7)连接。
3.如权利要求2所述的一种便污废水的处理装置，其特征在于，所述溶气装置包括溶气水管(45)及空压机(47)，溶气水管(45)的一端与设置在气浮反应区(4)的溶气水阀(44)连接，溶气水管(45)的另一端穿过气浮反应区(4)的底部延伸至气浮反应区(4)连接有溶气水释放器(48)，溶气水释放器(48)位于溢流管A(41)端部的正下方，溶气水管(45)上设置有溶气水水泵(46)，空压机(47)的出风管道与溶气水管(45)连通。
4.如权利要求3所述的一种便污废水的处理装置，其特征在于，厌氧氨氧化反应区(8)设置有pH检测仪A(52)和DO检测仪A(55)，pH检测仪A(52)的pH探头A(53)和DO检测仪A(55)的DO探头A(56)均延伸至厌氧氨氧化反应区(8)，短程硝化反应区(5)设置有pH检测仪B(86)和DO检测仪B(88)，pH检测仪B(86)的pH探头B(87)和DO检测仪B(88)的DO探头B(89)均延伸至短程硝化反应区(5)。
5.如权利要求4所述的一种便污废水的处理装置，其特征在于，混凝反应区(2)的加药装置包括PAC溶液药剂桶(21)、PAC溶液进药管(23)、设置在PAC溶液进药管(23)上的PAC溶液计量泵(22)及装入PAC溶液药剂桶(21)内的浓度为5-20g/L的PAC溶液，PAC溶液进药管(23)的一端延伸至PAC溶液药剂桶(21)内，PAC溶液进药管(23)的另一端延伸至混凝反应区(2)内，絮凝反应区(3)的加药装置包括PAM溶液药剂桶(31)、PAM溶液计量泵(32)、PAM溶液进药管(33)、设置在PAM溶液进药管(33)上的PAM溶液计量泵(32)及装入PAM溶液药剂桶内的浓度为0.1-0.3g/L的PAM溶液，PAM溶液进药管(33)的一端延伸至PAM溶液药剂桶(31)内，PAM溶液进药管(33)的另一端延伸至絮凝反应区(3)内。
6.如权利要求5所述的一种便污废水的处理装置，其特征在于，曝气机构包括曝气总管、曝气机(151)、曝气盘A(154)及曝气盘B(155)，曝气总管的一端连接曝气机(151)，曝气总管的另一端连接三通，三通的其他两端分别连接一根曝气管，其中一根曝气管的另一端延伸至延伸至短程硝化反应区(5)的下部连接曝气盘A(154)，另一根曝气管的的另一端延伸至厌氧氨氧化反应区(8)的下部连接曝气盘B(155)，曝气盘B(155)设置在穿孔板(83)下方20cm处，曝气总管和2根曝气管上均设置气量调节阀(152)，曝气总管和2根曝气管上均设置气体流量计(153)，其中一根曝气管上设置有气体排空阀(156)。
7.如权利要求6所述的一种便污废水的处理装置，其特征在于，碳源补充装置包括碳源补充总管、碳源补充桶(161)、设置在碳源补充总管上的碳源补充泵(162)及装在碳源补充桶(161)内的碳源，碳源补充总管的一端延伸至碳源补充桶(161)内，碳源补充总管的另一端连接三通，三通的其他两端分别连接一根碳源补充管，两根碳源补充管的另一端分别延伸至短程硝化反应区(5)和厌氧氨氧化反应区(8)，碳源补充总管和2根碳源补充管均设置碳源调节阀(163)。
8.如权利要求7所述的一种便污废水的处理装置，其特征在于，所述碳源为碳酸氢钠溶液，其浓度为0.025-0.1kg/L。
9.一种权利要求8所述的便污废水的处理装置的使用方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，收集便污废水：便污废水通过水管A(11)收集到调节区(1)，调节区(1)的便污废水的NH4 +-N和COD浓度分别为400-800mg/L和600-1000mg/L；
S2，混凝反应：便污废水收集到设定的量时，开启水泵A(12)，便污废水从调节区(1)向混凝反应区(2)通水，同时，开启混凝反应区(2)的搅拌装置(9)和PAC溶液计量泵(22)，在搅拌装置(9)的搅动作用下，便污废水和PAC溶液混和均匀并形成胶体，便污废水中的有机物吸附至胶体上；
S3，絮凝反应：含有胶体的便污废水从混凝反应区(2)溢流到絮凝反应区(3)中，开启絮凝反应区(3)的搅拌装置(9)和PAM溶液计量泵(32)，含有胶体的便污废水在絮凝剂PAM溶液的作用下形成絮凝体；
S4，气浮反应：含有絮凝体的便污废水从絮凝反应区(3)溢流到气浮反应区(4)，其在溢流管A(41)的导流下，在溶气水释放器(48)的上端流出，开启空压机(47)和溶气水水泵(46)，在溶气水的作用下，含有絮凝体的便污废水形成密度小于水的“气泡颗粒”絮凝体，“气泡颗粒”絮凝体浮到水面，开启刮渣机(42)，刮渣机(42)刮除“气泡颗粒”絮凝体并通过排渣槽(49)排出；
S5，反硝化反应：在反硝化反应区(6)装入挂膜填料A(61)并接种从生活污水取来的活动污泥，去除“气泡颗粒”絮凝体的便污废水通过溢流管B(62)进入到反硝化反应区(6)进行反硝化反应，控制反硝化反应区出水的NO3 --N浓度小于5mg/L；
S6，沉淀处理：反硝化反应后的便污废水通过溢流管C(72)进入到斜管沉淀区(7)的下部，便污废水中的活性污泥沉淀在斜管沉淀区(7)的底部；
S7，回流及亚硝化反应：在短程硝化反应区(5)装入悬浮球填料(51)并接种从生活污水取来的活动污泥，开启曝气机(151)及碳源补充泵(162)，开启pH检测仪A(52)及DO检测仪A(55)，调节短程硝化反应区(5)对应的气量调节阀(152)、碳源调节阀(163)及进水量，斜管沉淀区(7)的底部的污泥和便污废水在回流机构的作用下回流至短程硝化反应区(5)进行亚硝化反应，亚硝化反应后的便污废水进入反硝化反应区(6)，控制短程硝化反应区(5)水质的DO溶度为1.5-2.0mg/L、温度为25-30℃、pH值为7.2-8.0，短程硝化反应区(5)出水的NH4 +-N浓度与NO2 --N浓度的比值为1.0-1.4；
S8，厌氧氨氧化反应及便污废水排出：在厌氧氨氧化反应区(8)装入生物陶粒填料(82)，再装入挂膜填料B(81)并接种厌氧氨氧化污泥，开启pH检测仪B(86)及DO检测仪B(88)，调节厌氧氨氧化反应区(8)对应的气量调节阀(152)、碳源调节阀(163)及进水量，沉淀处理后的便污废水通过溢流管D(85)进入厌氧氨氧化反应区(8)的下部进行厌氧氨氧化反应，控制厌氧氨氧化反应区(8)水质的DO溶度为0.1-1.2mg/L、pH为6.7-8.3、温度为30-35℃，并持续保持厌氧氨氧化反应区(8)出水的NH4 +-N浓度低于45mg/L和NO2 --N浓度低于10mg/L在15d以上，便污废水进行厌氧氨氧化反应后从出水管(86)排出；
S9，排污泥：混凝反应区(2)的污泥、絮凝反应区(3)的污泥、气浮反应区(4)的污泥及厌氧氨氧化反应区(8)的污泥均通过相应各区底部的排空管阀(10)排出。
10.如权利要求9所述的一种便污废水的处理装置的使用方法，其特征在于，混凝反应区(2)的水力停留时间为20-40min，絮凝反应区(3)的水力停留时间为20-40min，气浮反应区(4)的水力停留时间为40-80min，短程硝化反应区(5)的水力停留时间为0.5-1d，反硝化反应区(6)的水力停留时间为0.5-1d，斜管沉淀区(7)的水力停留时间为0.25-0.5d，厌氧氨氧化反应区(8)的水力停留时间为1.3-2d。
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2022
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