CN117164151A - 一种硝化和反硝化反应一体化处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于污水处理技术领域，具体提供了一种硝化和反硝化反应一体化处理方法；处理方法包括如下步骤：对污水进行预处理；将预处理后的污水经进水口输入至处理池本体内与生物填料、吸附材料混合；通过氧气供应系统来同步调节处理池本体内不同的生物填料区域的溶解氧含量，使处理池本体内硝化反应填料区域的溶解氧含量位于第一氧量阈值、反硝化反应填料区域的溶解氧含量位于第二氧量阈值，输入的污水于处理池本体内与硝化反应填料区域和反硝化反应填料区域相互交融，同步进行硝化反应和反硝化反应；经反硝化反应处理后的污水从排水口处排出。通过硝化和反硝化集一体交替进行，无需反硝化回流，减少了能耗，增加了处理效率。

Description

一种硝化和反硝化反应一体化处理方法

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种硝化和反硝化反应一体化处理方法。

背景技术

目前，水资源日益短缺，水污染问题给生态环境和人民生活带来了巨大的挑战。因此，废水处理技术在环保、节能、减排等方面的作用越来越重要。针对当前废水中氮化合物越来越严重的问题，而现有的废水处理技术通常采用物理化学、生物学等方法来去除其中的污染物，其中硝化反应和反硝化反应被广泛应用于去除污水中的氮化合物。

其中，传统的废水处理方法需要分别进行硝化和反硝化两个独立的过程，设备复杂，成本高，同时因硝化和反硝化两个处理过程独立进行，占地面积会增加，且在反硝化过程中，电子供体往往是有机物，而好氧区中也存在未完全降解和氧化的有机物，这些有机物如果不去除会对后续的反硝化反应产生干扰。因此，在好氧区与缺氧区之间设置一个回流管道，将反应器内部的一部分污泥或液体抽回到前一级的好氧区，以便污泥微生物再次降解和氧化有机物，并向缺氧区输出更多的电子供体，促进反硝化反应的进行。这样就能将污水中未被完全氧化的有机物利用起来，改善反硝化反应的效果。但是在此过程中，传统的处理装置容易出现氮损失、效率低和能耗大等问题。因此，需要一种集硝化和反硝化反应于一体的高效脱氮废水处理技术。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种硝化和反硝化反应一体化处理方法，以解决现有技术中的问题。

本发明其中一个实施例提供了一种硝化和反硝化反应一体化处理方法，包括如下步骤：

将污水输入处理池本体之前，对污水进行预处理，以去除其中的大颗粒物质和沉淀物；

将预处理后的污水经进水口输入至处理池本体内与生物填料、吸附材料混合，使污水中的微生物与生物填料、吸附材料进行反应；

通过氧气供应系统来同步调节处理池本体内不同的生物填料区域的溶解氧含量，使处理池本体内硝化反应填料区域的溶解氧含量位于第一氧量阈值、反硝化反应填料区域的溶解氧含量位于第二氧量阈值；

根据位于第一氧量阈值的硝化反应填料区域与位于第二氧量阈值的反硝化反应填料区域使输入的污水于处理池本体内与生物填料相互交融，同步进行硝化反应和反硝化反应；

经反硝化反应处理后的污水从排水口处排出；

其中，在硝化反应与反硝化反应过程中通过氧气监测装置对处理池本体内的溶解氧含量进行监测，且通过氧气监测装置来控制氧气供应系统的排量。

通过采用上述技术方案，对污水进行预处理，以去除污水中的大颗粒物质和沉淀物，这些物质如果不进行去除，会在污水处理过程中堆积在处理池本体的底部，影响处理池的使用寿命，并可能对设备造成损坏；此外，沉积物也可能含有有害物质，对生态环境造成影响；预处理后的污水输入处理池内与生物填料和吸附材料反应，而生物填料和吸附材料可以增加处理池内的反应面积，从而提高微生物的固化率和活性。通过氧气监测装置监测处理池本体内硝化反应填料区域与反硝化反应填料区域的溶解氧的含量，根据硝化反应填料区域与反硝化反应填料区域内不同的溶解氧的含量，通过氧气供应系统来进行调节，使硝化反应填料区域的溶解氧保持在适宜的浓度，以促进微生物的正常代谢活动，通过微生物的代谢作用将污水中的氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐，同时，使反硝化反应填料区域的溶解氧保持在适宜的浓度，以促进微生物的正常代谢活动，通过微生物的代谢作用将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气，从而达到脱氮的效果；通过处理池本体内同步进行硝化反应和反硝化反应，无需反硝化回流，减少了能耗，增加了处理效率。

在其中一个实施例中，所述处理池本体的一端设置有用于输入污水的进水口，另一端设置有排出污水的排水口；

所述处理池本体内部水平悬挂设置有若干生物填料，通过所述水平悬挂设置的若干生物填料将处理池本体内部分成硝化反应填料区域和反硝化反应填料区域；

所述硝化反应填料区域与反硝化反应填料区域之间的间隙设置有吸附材料以及氧气监测装置；

所述处理池本体内部的生物填料下方设置有若干氧气供应系统，所述氧气供应系统根据氧气监测装置的监测反馈进行调节排量；

通过所述氧气供应系统将硝化反应填料区域的溶解氧含量维持在第一氧量阈值，将反硝化反应填料区域的溶解氧含量维持在第二氧量阈值。

通过采用上述技术方案，处理池一体化结构设计，使得处理池占用空间小、运行稳定，方便管理和维护；处理池本体内部设置硝化反应填料区域与反硝化反应填料区域，通过氧气供应系统将硝化反应填料区域的溶解氧含量维持在第一氧量阈值，将反硝化反应填料区域的溶解氧含量维持在第二氧量阈值，可以使得硝化反应和反硝化反应同步进行，从而无需反硝化回流，减少了能耗，增加了处理效率。硝化反应填料区域与反硝化反应填料区域之间的间隙设置有吸附材料可以增加处理池内的反应面积，从而提高微生物的固化率和活性。通过氧气监测装置可以监测硝化反应填料区域与反硝化反应填料区域的溶解氧的含量，使氧气供应系统可以根据氧气监测装置的监测反馈来进行调节排量，使硝化反应填料区域与反硝化反应填料区域各自的溶解氧含量始终维持在合适的范围内进行硝化反应和反硝化反应。

在其中一个实施例中，所述硝化反应填料区域与反硝化反应填料区域均设有若干个，且硝化反应填料区域与反硝化反应填料区域之间相互间隔穿插设置；

所述若干个硝化反应填料区域与反硝化反应填料区域之间的间隙均设置有吸附材料以及氧气监测装置。

通过采用上述技术方案，多个硝化反应填料区域与反硝化反应填料区域之间相互间隔穿插设置，可以提高硝化反应与反硝化反应的效率，且硝化反应与反硝化反应可以同步进行，之间相互交融发生反应，因此不需要反硝化回流，减少了能耗，增加了处理效率。

在其中一个实施例中，所述氧气供应系统的数量与硝化反应填料区域加上反硝化反应填料区域的数量一致，且氧气供应系统分别安装在硝化反应填料区域与反硝化反应填料区域的下方；

所述硝化反应填料区域下方的氧气供应系统将该区域的氧含量维持在第一氧量阈值；

所述反硝化反应填料区域下方的氧气供应系统将该区域的氧含量维持在第二氧量阈值。

通过采用上述技术方案，在每个填料区域下方设置有单独的氧气供应系统，通过氧气供应系统可以单独控制该区域的溶解氧含量，使该区域的溶解氧含量维持在合适的范围内进行硝化反应/反硝化反应。

在其中一个实施例中，所述处理池本体内部的生物填料上方设置有若干光催化反应装置；

所述同步进行硝化反应和反硝化反应过程中，通过光催化反应装置增加光能利用率，以促进硝化反应和反硝化反应的进行，从而提高处理效率。

通过采用上述技术方案，在硝化和反硝化反应过程中，通过光催化反应装置增加光能利用率，以促进硝化反应和反硝化反应的进行，从而提高处理效率，达到高效脱氮的效果。

在其中一个实施例中，所述将预处理后的污水经进水口输入至处理池本体内与生物填料、吸附材料混合，使污水中的微生物与生物填料、吸附材料进行反应的步骤之前，还包括如下步骤：

设置化学试剂投加系统，所述化学试剂投加系统与处理池本体的进水口相连通；

通过化学试剂投加系统向处理池本体的进水口处加入定量化学试剂；

当经过预处理后的污水经进水口输入至处理池本体内时，位于进水口的化学试剂跟随污水水流一起进入处理池本体内，以对处理池本体内污水中的有害物质浓度进行降低，从而提高后续生物降解效率。

通过采用上述技术方案，利用化学试剂投加系统，可以向进水口投加化学试剂，使化学试剂跟随污水的水流进入处理池本体内，这样加入的化学试剂能够更加均匀地混合在污水中，提高其作用效果；因在处理池本体输入污水之前向进水口处加入定量化学试剂，输入污水时，进水口处的化学试剂跟随污水的水流进入处理池本体内，对污水中的有害物质浓度进行降低；因为在化学试剂加入之前，污水已经过筛选和预处理，这样加入的化学试剂能够更加均匀地混合在污水中，提高其作用效果。如若采用将化学试剂直接加入到处理池本体内，可能会导致试剂分布不均，影响后续的生物降解过程，并且不利于对化学试剂加入量的控制。

在其中一个实施例中，设置热源输送管道，所述热源输送管道安装于处理池本体上；

所述当经过预处理后的污水经进水口输入至处理池本体内时，位于进水口的化学试剂跟随污水水流一起进入处理池本体内步骤的同时，还包括如下步骤：

向处理池本体内加入热水或热介质，使处理池本体内保持着适宜的温度条件；

或，所述当经过预处理后的污水经进水口输入至处理池本体内时，位于进水口的化学试剂跟随污水水流一起进入处理池本体内的步骤之前，还包括如下步骤：

向处理池本体内加入热水或热介质，使处理池本体内保持着适宜的温度条件。

通过采用上述技术方案，向处理池本体内加入热水或热介质可以让处理池本体内维持着适合的温度条件，以减少污水处理过程中因温度变化导致的影响；如果进入处理池本体的污水温度太低或不稳定，可能会导致微生物无法正常生长和代谢，从而影响污水处理的效率和质量。此外，污水处理通常发生在较低温度下，在寒冷的环境下很难保持处理池内的温度稳定。投加一定量的热水或其他热介质可以提高污水的温度，使其更接近或达到较适宜的微生物生长和代谢温度，从而有助于提高污水处理效率和质量。

在其中一个实施例中，所述将预处理后的污水经进水口输入至处理池本体内与生物填料、吸附材料混合，使污水中的微生物与生物填料、吸附材料进行反应的步骤之后，还包括如下步骤：

设置温度控制系统，所述温度控制系统安装于处理池本体内部的侧壁，用于维持处理池本体内恰当的温度条件；

通过温度控制系统检测处理池本体内的温度情况，并根据处理池本体内的温度变化来升温或降温，使处理池本体内的温度维持在合适的范围，使微生物的反应能够持续进行。

通过采用上述技术方案，将温度控制系统安装在处理池本体内的侧壁，利用温度控制系统来检测处理池本体内的温度情况并及时作出调节，以使处理池本体内的温度维持在合适的范围，使微生物在处理池本体中正常生长和代谢，从而提高污水的处理效率和降解效果，同时保持在适合的温度范围，污水处理池内的化学反应速率也最快，可以有效提高污水处理的速度和效率。

在其中一个实施例中，所述经反硝化反应处理后的污水从排水口处排出的步骤之后，还包括如下步骤：

设置循环水泵，所述循环水泵安装于处理池本体的排水口处，且循环水泵连接有管道，通过管道与处理池本体的进水口相连通，用于输送污水循环至生物填料与吸附材料之间；

通过循环水泵来将排出的污水从进水口输送回处理池本体内部进行循环处理，以促进污水中的微生物与生物填料和吸附材料之间的接触和交换，从而加速废水的处理。

通过采用上述技术方案，利用循环水泵将经过硝化反应和反硝化反应后的污水从排出口处排出的污水输送回处理池本体内进行循环处理。因经过生物填料和吸附材料的处理后，部分有益菌群会在这里繁殖并分解有机物质，产生二氧化碳和水，同时还会释放营养物质供其他有益菌群生长。而这些菌群需要充足的水流来维持其生长和代谢，因此循环水泵起到了向这些生物提供水流的作用，使水流保持良好的流动状态，避免了出现死水区，从而使处理池本体中的微生物能够均匀地接触和分解污水，提高处理效率。

以上实施例所提供的硝化和反硝化反应一体化处理方法具有以下有益效果：

1、通过氧气监测装置监测处理池本体内硝化反应填料区域与反硝化反应填料区域的溶解氧的含量，根据硝化反应填料区域与反硝化反应填料区域内不同的溶解氧的含量，通过氧气供应系统来进行调节，使硝化反应填料区域的溶解氧保持在适宜的浓度，以促进微生物的正常代谢活动，通过微生物的代谢作用将污水中的氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐，同时，使反硝化反应填料区域的溶解氧保持在适宜的浓度，以促进微生物的正常代谢活动，通过微生物的代谢作用将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气，从而达到脱氮的效果；通过处理池本体内同步进行硝化反应和反硝化反应，无需反硝化回流，减少了能耗，增加了处理效率。

2、在其中一个实施例中，通过在处理池本体输入污水之前向进水口处加入定量化学试剂，输入污水时，进水口处的化学试剂跟随污水的水流进入处理池本体内，这样加入的化学试剂能够更加均匀地混合在污水中，提高其作用效果。

3、在其中一个实施例中，利用循环水泵将经过硝化反应和反硝化反应后的污水从排出口处排出的污水输送回处理池本体内进行循环处理。通过循环水泵来使水流保持良好的流动状态，避免了出现死水区，从而使处理池本体中的微生物能够均匀地接触和分解污水，提高处理效率。

4、在其中一个实施例中，通过处理池一体化结构设计，使得处理池占用空间小、运行稳定，方便管理和维护；处理池本体内部设置硝化反应填料区域与反硝化反应填料区域，通过氧气供应系统将硝化反应填料区域的溶解氧含量维持在第一氧量阈值，将反硝化反应填料区域的溶解氧含量维持在第二氧量阈值，可以使得硝化反应和反硝化反应同步进行，从而无需反硝化回流，减少了能耗，增加了处理效率。硝化反应填料区域与反硝化反应填料区域之间的间隙设置有吸附材料可以增加处理池内的反应面积，从而提高微生物的固化率和活性。通过氧气监测装置可以监测硝化反应填料区域与反硝化反应填料区域的溶解氧的含量，使氧气供应系统可以根据氧气监测装置的监测反馈来进行调节排量，使硝化反应填料区域与反硝化反应填料区域各自的溶解氧含量始终维持在合适的范围内进行硝化反应和反硝化反应。

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，下面将对实施例或现有技术描述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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的硝化和反硝化反应一体化处理方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的硝化和反硝化反应一体化处理方法的处理池整体结构示意图。

附图标号：

100、处理池本体；110、进水口；120、排水口；130、热源输送管道；200、生物填料；210、硝化反应填料区域；220、反硝化反应填料区域；300、吸附材料；400、氧气监测装置；500、氧气供应系统；600、光催化反应装置；700、化学试剂投加系统；800、温度控制系统；810、加热器；820、冷却器；900、循环水泵。

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的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参照图1-图2，本发明其中一个实施例提供了一种硝化和反硝化反应一体化处理方法，包括如下步骤：

S10：将污水输入处理池本体100之前，对污水进行预处理，以去除其中的大颗粒物质和沉淀物；

具体的，如通过筛网、格栅等设备对污水进行过滤，来去除污水中的大颗粒物质和沉淀物，这些物质如果不进行去除，会在污水处理过程中堆积在处理池本体100的底部，影响处理池的使用寿命，并可能对设备造成损坏。

S20：将预处理后的污水经进水口110输入至处理池本体100内与生物填料200、吸附材料300混合，使污水中的微生物与生物填料200、吸附材料300进行反应；

在本实施例中，生物填料200采用例如聚合物和/或多孔膜，可以增加处理池本体内反应面积，进而提高微生物的固化率，增加微生物的附着面积和活性，从而促进硝化反应和反硝化反应；此外，生物填料200还可以吸附氮化合物，减少排出的污水中的氨氮、硝酸盐等含量，达到高效的脱氮效果。吸附材料300采用例如活性炭和/或生物炭和/或其他吸附氮化合物的材料，可以吸附污水中的有机物和氮化合物等，以提高处理池去除氮化合物的效率。若污水中含有其他有害物质，例如重金属离子等，也可以利用吸附材料300将其去除。

具体的，经过筛网、格栅等设备对污水进行过滤后，污水从进水口110输入处理池本体100内与处理池本体100内的生物填料200和吸附材料300混合，从而产生反应，使污水中的有机物被降解转化，从而促进微生物的代谢过程，加速污水的处理。

S30：通过氧气供应系统500来同步调节处理池本体100内不同的生物填料200区域的溶解氧含量，使处理池本体100内硝化反应填料区域210的溶解氧含量位于第一氧量阈值、反硝化反应填料区域220的溶解氧含量位于第二氧量阈值；

其中，通过氧气监测装置400对硝化反应填料区域210的溶解氧含量与反硝化反应填料区域220的溶解氧含量进行实时监测，根据溶解氧含量的浓度来控制氧气供应系统500的排量，使这两个填料区域的溶解氧含量维持在第一氧量阈值与第二氧量阈值的范围内。

在本实施例中，氧气监测装置400采用插入式电极或溶解氧探头；氧气供应系统500采用曝气机或空气喷淋装置；第一氧量阈值为1.5～2.0mg/L，第二氧量阈值为0.2～0.5mg/L。

具体的，通过插入式电极或溶解氧探头来检测处理池本体100内硝化反应填料区域210的溶解氧含量和反硝化反应填料区域220的溶解氧含量，根据插入式电极或溶解氧探头当前检测到的溶解氧含量，来单独向位于硝化反应填料区域210的曝气机或空气喷淋装置和位于反硝化反应填料区域220的曝气机或空气喷淋装置传输控制电信号，使硝化反应填料区域210和反硝化反应填料区域220各自单独的曝气机或空气喷淋装置运行不同的排量，根据各自单独的曝气机或空气喷淋装置运行不同的排量，使各自的溶解氧含量维持在不同浓度，即硝化反应填料区域210的溶解氧含量维持在第一氧量阈值，即1.5～2.0mg/L，反硝化反应填料区域220的溶解氧含量维持在第二氧量阈值，即0.2～0.5mg/L。

同时，通过温度控制系统800来将水温控制在20℃-30℃之间，保持着硝化反应和反硝化反应的最佳效率，以促进微生物的正常代谢活动。

S40：根据位于第一氧量阈值的硝化反应填料区域210与位于第二氧量阈值的反硝化反应填料区域220使输入的污水于处理池本体100内与生物填料200相互交融，同步进行硝化反应和反硝化反应；

其中，通过氧气监测装置400对硝化反应填料区域210的溶解氧含量与反硝化反应填料区域220的溶解氧含量进行实时监测，根据溶解氧含量的浓度来控制氧气供应系统500的排量，使这两个填料区域的溶解氧含量维持在第一氧量阈值与第二氧量阈值的范围内，以保证硝化反应和反硝化反应能够正常进行。

具体的，处理池本体100的硝化反应填料区域210与反硝化反应填料区域220通过曝气机或空气喷淋装置将溶解氧含量维持在第一氧量阈值和第二氧量阈值后，输入的污水在处理池本体100内与生物填料200相互交融从而同步进行硝化反应和硝化反应；通过微生物的代谢作用将污水中的氨氮转化为硝酸盐和亚硝酸盐，同时通过微生物的代谢作用将硝酸盐和亚硝酸盐还原为氮气，达到脱氮的效果，以此形成边硝化反应边反硝化反应相互同步进行的状态，从而无需反硝化回流，减少的能耗，增加了处理的效率。

在同步进行硝化反应和反硝化反应过程中，插入式电极或溶解氧探头实时监测硝化反应填料区域210与反硝化反应填料区域220各自的溶解氧含量，并根据各自的溶解氧含量来实时控制曝气机或空气喷淋装置的运行，以保证硝化反应和反硝化反应能够持续进行。

S50：经反硝化反应处理后的污水从排水口120处排出；

具体的，经过硝化反应和反硝化反应后的污水，从排水口120处排出，进入下一步的处理过程。

在其中一个实施例中，参照图2，所述处理池本体100的一端设置有用于输入污水的进水口110，另一端设置有排出污水的排水口120；

所述处理池本体100内部水平悬挂设置有若干生物填料200，通过所述水平悬挂设置的若干生物填料200将处理池本体100内部分成硝化反应填料区域210和反硝化反应填料区域220；

所述硝化反应填料区域210与反硝化反应填料区域220之间的间隙设置有吸附材料300以及氧气监测装置400；

所述处理池本体100内部的生物填料200下方设置有若干氧气供应系统500，所述氧气供应系统500根据氧气监测装置400的监测反馈进行调节排量；

通过所述氧气供应系统500将硝化反应填料区域210的溶解氧含量维持在第一氧量阈值，将反硝化反应填料区域220的溶解氧含量维持在第二氧量阈值。

在本实施例中，生物填料200采用例如聚合物和/或多孔膜或吸附氮化合物；吸附材料300采用例如活性炭和/或生物炭和/或其他吸附氮化合物的材料；氧气监测装置400采用插入式电极或溶解氧探头，氧氧气供应系统500采用空气喷淋装置或曝气机，在实际应用过程中技术人员根据所处理的污水情况来选择合适的材料；硝化反应填料区域210的第一氧量阈值为1.5～2.0mg/L，反硝化反应填料区域220的第二氧量阈值为0.2～0.5mg/L。

具体的，处理池本体100的进水口110通过管道向处理池本体100内输入污水，排水口120通过管道将污水排出。生物填料200采用水平悬挂式设置在处理池本体100的内部，将处理池本体100内分隔成硝化反应填料区域210和反硝化反应填料区域220，两者之间留有间隙，吸附材料300以及插入式电极或溶解氧探头则穿插设置在生物填料200之间的间隙内，插入式电极或溶解氧探头安装时靠近生物填料200的下端，可以有效测量生物填料200的氧气含量得到实时且准确的水质信息，进而来调节氧气供应系统500的运行排量；在实际应用过程中，插入式电极或溶解氧探头所设置的数量根据实际应用需求来设定。空气喷淋装置或曝气机均匀地布置安装于处理池本体100内的底部，硝化反应填料区域210与反硝化反应填料区域220下方均有单独控制该区域溶解氧含量的空气喷淋装置或曝气机，空气喷淋装置或曝气机通过将压缩空气喷洒到污水中，使氧气迅速溶入水中，因硝化反应填料区域210的空气喷淋装置或曝气机的运行排量大于反硝化反应填料区域220的空气喷淋装置或曝气机的运行排量，以此使这两个区域的溶解氧含量处于不同的浓度范围内。

在其中一个实施例中，所述硝化反应填料区域210与反硝化反应填料区域220均设有若干个，且硝化反应填料区域210与反硝化反应填料区域220之间相互间隔穿插设置；

所述若干个硝化反应填料区域210与反硝化反应填料区域220之间的间隙均设置有吸附材料300以及氧气监测装置400。

具体的，处理池本体100内的硝化反应填料区域210和反硝化反应填料区域220均设置有若干个，如图2所示，均为三个，实际使用过程中，根据实际处理污水的情况来设置硝化反应填料区域210和反硝化反应填料区域220的数量。硝化反应填料区域210和反硝化反应填料区域220之间相互间隔穿插设置，如呈“A-B-A-B-A-B”的方式排列设置，可以增加处理池本体100内的反应面积；在“A-B”之间的间隙设置有吸附材料300以及氧气监测装置400，在“B-A”之间的间隙同样设置有吸附材料300以及氧气监测装置400。

在其中一个实施例中，所述氧气供应系统500的数量与硝化反应填料区域210加上反硝化反应填料区域220的数量一致，且氧气供应系统500分别安装在硝化反应填料区域210与反硝化反应填料区域220的下方；

所述硝化反应填料区域210下方的氧气供应系统500将该区域的氧含量维持在第一氧量阈值；

所述反硝化反应填料区域220下方的氧气供应系统500将该区域的氧含量维持在第二氧量阈值。

具体的，在呈“A-B-A-B-A-B”的方式排列设置的硝化反应填料区域210和反硝化反应填料区域220的下方设置有若干氧气供应系统500，氧气供应系统500的数量与硝化反应填料区域210加上反硝化反应填料区域220的数量一致，即如图2所示，硝化反应填料区域210和反硝化反应填料区域220均为三个，则氧气供应系统500为六个，分别设置在对应硝化反应填料区域210/反硝化反应填料区域220的下方，用于单独控制该区域的溶解氧含量，使该区域的溶解氧含量维持在第一氧量阈值/第二氧量阈值。

在其中一个实施例中，所述处理池本体100内部的生物填料200上方设置有若干光催化反应装置600；

所述同步进行硝化反应和反硝化反应过程中，通过光催化反应装置600增加光能利用率，以促进硝化反应和反硝化反应的进行，从而提高处理效率。

在本实施例中，光催化反应装置600采用UV光反应、光催化材料或光电催化材料。

具体的，光催化反应装置600设置在生物填料200上方位置，即生物填料200与处理池本体100上方留有的间隙内，以此增加光能利用率，以促进硝化反应和反硝化反应的进行；在硝化反应过程中，通过采用UV光反应、光催化材料或光电催化材料，以此在处理池本体100中利用紫外线或可见光促进光催化反应的发生，来提高微生物代谢过程和脱氮效果，从而增加污水处理的效率和降低能耗。

在其中一个实施例中，步骤S20之前，还包括如下步骤：

设置化学试剂投加系统700，所述化学试剂投加系统700与处理池本体100的进水口110相连通；

S11：通过化学试剂投加系统700向处理池本体100的进水口110处加入定量化学试剂；

S12：当经过预处理后的污水经进水口110输入至处理池本体100内时，位于进水口110的化学试剂跟随污水水流一起进入处理池本体100内，以对处理池本体100内污水中的有害物质浓度进行降低，从而提高后续生物降解效率。

在本实施例中，化学试剂投加系统700所加入的定量化学试剂可包括NaOH、HCl、NaCO₃、CaO等，能够改善污水的pH值，以调节处理池本体100内的酸碱度和营养物质含量，从而提高后续生物降解效率；而FeCl₃、Al₂(SO₄)₃等则可作为除磷剂和混凝剂来使用。在实际应用中技术人员根据所处理的污水的具体情况进行选择类型和加入的量。

具体的，化学试剂投加系统700设置在处理池本体100外，通过管道与处理池本体100的进水口110的管道相连通，用于向进水口110的管道投加化学试剂；在处理池本体100输入污水之前向进水口110处加入定量化学试剂，而输入污水时，化学试剂会跟随污水的水流进入处理池本体100内，与污水进行反应，对污水中的有害物质浓度进行降低；因为在化学试剂加入之前，污水已经过筛选和预处理，这样加入的化学试剂能够更加均匀地混合在污水中，提高其作用效果。如若采用将化学试剂直接加入到处理池本体100内，可能会导致试剂分布不均，影响后续的生物降解过程，并且不利于对化学试剂加入量的控制。

在其中一个实施例中，设置热源输送管道130，所述热源输送管道130安装于处理池本体100上，步骤S12之前或步骤S12的同时，还包括如下步骤：

S101：向处理池本体100内加入热水或热介质，使处理池本体100内保持着适宜的温度条件。

具体的，在输入污水之前或者输入污水的同时，通过热源输送管道130向处理池本体100内加入热水或热介质，使处理池本体100内的温度维持在合适的条件，以减少污水处理过程中因温度变化导致的影响；如果进入处理池本体100的污水温度太低或不稳定，可能会导致微生物无法正常生长和代谢，从而影响污水处理的效率和质量。此外，污水处理通常发生在较低温度下，在寒冷的环境下很难保持处理池内的温度稳定。投加一定量的热水或其他热介质可以提高污水的温度，使其更接近或达到较适宜的微生物生长和代谢温度，从而有助于提高污水处理效率和质量。

根据需要，热源输送管道130可设置有多个，根据实际应用时的需求来设定。

在其中一个实施例中，步骤S20之后，还包括如下步骤：

设置温度控制系统800，所述温度控制系统800安装于处理池本体100内部的侧壁，用于维持处理池本体100内恰当的温度条件；

S21：通过温度控制系统800检测处理池本体100内的温度情况，并根据处理池本体100内的温度变化来升温或降温，使处理池本体100内的温度维持在合适的范围，使微生物的反应能够持续进行。

在本实施例中，温度控制系统800包括有加热器810、冷却器820以及温度检测器(图中未示出)，温度控制系统800采用加热器810和冷却器820来控制调节处理池本体100内的温度，采用温度检测器来检测温度情况。

具体的，加热器810、冷却器820以及温度检测器安装在处理池本体100内生物填料200的下方的侧壁上，可以有效的检测处理池本体100内的污水温度情况，并及时进行调整，使水温保持在适合的范围内；在污水输入处理池本体100后，利用温度检测器来检测温度情况，并根据温度情况来开启加热器810或冷却器820，以使处理池本体100内的温度控制在20℃-30℃之间，使微生物在处理池本体100中正常生长和代谢，从而提高污水的处理效率和降解效果，同时保持在20℃-30℃的温度范围，污水处理池内的化学反应速率也最快，可以有效提高污水处理的速度和效率。

在其中一个实施例中，步骤S50之后，还包括如下步骤：

设置循环水泵900，所述循环水泵900安装于处理池本体100的排水口120处，且循环水泵900连接有管道，通过管道与处理池本体100的进水口110相连通，用于输送污水循环至生物填料200与吸附材料300之间；

S60：通过循环水泵900来将排出的污水从进水口110输送回处理池本体100内部进行循环处理，以促进污水中的微生物与生物填料200和吸附材料300之间的接触和交换，从而加速废水的处理。

具体的，循环水泵900设置在处理池本体100外，与排水口120的管道相连接；在排水口120处设置循环水泵900，用于将污水输送回处理池本体100内部进行循环处理。因经过生物填料200和吸附材料300的处理后，部分有益菌群会在这里繁殖并分解有机物质，产生二氧化碳和水，同时还会释放营养物质供其他有益菌群生长。而这些菌群需要充足的水流来维持其生长和代谢，因此循环水泵900起到了向这些生物提供水流的作用，使水流保持良好的流动状态，避免了出现死水区，从而使处理池本体100中的微生物能够均匀地接触和分解污水，提高处理效率。

根据需要，处理池本体100内设置有污水检测系统(图中未示出)，用于检测经过硝化反应和反硝化反应处理以及经过循环处理后的污水的情况，根据检测情况来判断污水是否可以排出进行下一过程的处理，以避免处理不合格从而影响下一过程的处理。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种硝化和反硝化反应一体化处理方法，其特征在于，包括如下步骤：

将污水输入处理池本体之前，对污水进行预处理，以去除其中的大颗粒物质和沉淀物；

将预处理后的污水经进水口输入至处理池本体内与生物填料、吸附材料混合，使污水中的微生物与生物填料、吸附材料进行反应；

通过氧气供应系统来同步调节处理池本体内不同的生物填料区域的溶解氧含量，使处理池本体内硝化反应填料区域的溶解氧含量位于第一氧量阈值、反硝化反应填料区域的溶解氧含量位于第二氧量阈值；

根据位于第一氧量阈值的硝化反应填料区域与位于第二氧量阈值的反硝化反应填料区域使输入的污水于处理池本体内与生物填料相互交融，同步进行硝化反应和反硝化反应；

经反硝化反应处理后的污水从排水口处排出；

其中，在硝化反应与反硝化反应过程中通过氧气监测装置对处理池本体内的溶解氧含量进行监测，且通过氧气监测装置来控制氧气供应系统的排量。

2.如权利要求1所述的硝化和反硝化反应一体化处理方法，其特征在于：

所述处理池本体的一端设置有用于输入污水的进水口，另一端设置有排出污水的排水口；

所述处理池本体内部水平悬挂设置有若干生物填料，通过所述水平悬挂设置的若干生物填料将处理池本体内部分成硝化反应填料区域和反硝化反应填料区域；

所述硝化反应填料区域与反硝化反应填料区域之间的间隙设置有吸附材料以及氧气监测装置；

所述处理池本体内部的生物填料下方设置有若干氧气供应系统，所述氧气供应系统根据氧气监测装置的监测反馈进行调节排量；

通过所述氧气供应系统将硝化反应填料区域的溶解氧含量维持在第一氧量阈值，将反硝化反应填料区域的溶解氧含量维持在第二氧量阈值。

3.如权利要求2所述的硝化和反硝化反应一体化处理方法，其特征在于：

所述硝化反应填料区域与反硝化反应填料区域均设有若干个，且硝化反应填料区域与反硝化反应填料区域之间相互间隔穿插设置；

所述若干个硝化反应填料区域与反硝化反应填料区域之间的间隙均设置有吸附材料以及氧气监测装置。

4.如权利要求3所述的硝化和反硝化反应一体化处理方法，其特征在于：

所述氧气供应系统的数量与硝化反应填料区域加上反硝化反应填料区域的数量一致，且氧气供应系统分别安装在硝化反应填料区域与反硝化反应填料区域的下方；

所述硝化反应填料区域下方的氧气供应系统将该区域的氧含量维持在第一氧量阈值；

所述反硝化反应填料区域下方的氧气供应系统将该区域的氧含量维持在第二氧量阈值。

5.如权利要求1-4任意一项所述的硝化和反硝化反应一体化处理方法，其特征在于：

所述处理池本体内部的生物填料上方设置有若干光催化反应装置；

所述同步进行硝化反应和反硝化反应过程中，通过光催化反应装置增加光能利用率，以促进硝化反应和反硝化反应的进行，从而提高处理效率。

6.如权利要求1-4任意一项所述的硝化和反硝化反应一体化处理方法，其特征在于，所述将预处理后的污水经进水口输入至处理池本体内与生物填料、吸附材料混合，使污水中的微生物与生物填料、吸附材料进行反应的步骤之前，还包括如下步骤：

设置化学试剂投加系统，所述化学试剂投加系统与处理池本体的进水口相连通；

通过化学试剂投加系统向处理池本体的进水口处加入定量化学试剂；

当经过预处理后的污水经进水口输入至处理池本体内时，位于进水口的化学试剂跟随污水水流一起进入处理池本体内，以对处理池本体内污水中的有害物质浓度进行降低，从而提高后续生物降解效率。

7.如权利要求6所述的硝化和反硝化反应一体化处理方法，其特征在于：

设置热源输送管道，所述热源输送管道安装于处理池本体上；

所述当经过预处理后的污水经进水口输入至处理池本体内时，位于进水口的化学试剂跟随污水水流一起进入处理池本体内步骤的同时，还包括如下步骤：

向处理池本体内加入热水或热介质，使处理池本体内保持着适宜的温度条件；

或，所述当经过预处理后的污水经进水口输入至处理池本体内时，位于进水口的化学试剂跟随污水水流一起进入处理池本体内的步骤之前，还包括如下步骤：

向处理池本体内加入热水或热介质，使处理池本体内保持着适宜的温度条件。

8.如权利要求1-4任意一项所述的硝化和反硝化反应一体化处理方法，其特征在于，所述将预处理后的污水经进水口输入至处理池本体内与生物填料、吸附材料混合，使污水中的微生物与生物填料、吸附材料进行反应的步骤之后，还包括如下步骤：

设置温度控制系统，所述温度控制系统安装于处理池本体内部的侧壁，用于维持处理池本体内恰当的温度条件；

通过温度控制系统检测处理池本体内的温度情况，并根据处理池本体内的温度变化来升温或降温，使处理池本体内的温度维持在合适的范围，使微生物的反应能够持续进行。

9.如权利要求1-4任意一项所述的硝化和反硝化反应一体化处理方法，其特征在于，所述经反硝化反应处理后的污水从排水口处排出的步骤之后，还包括如下步骤：

设置循环水泵，所述循环水泵安装于处理池本体的排水口处，且循环水泵连接有管道，通过管道与处理池本体的进水口相连通，用于输送污水循环至生物填料与吸附材料之间；

通过循环水泵来将排出的污水从进水口输送回处理池本体内部进行循环处理，以促进污水中的微生物与生物填料和吸附材料之间的接触和交换，从而加速废水的处理。