CN206666225U - 基于水质监控的氨氮废水短程硝化‑厌氧氨氧化处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于水质监控的氨氮废水短程硝化‑厌氧氨氧化处理装置，其包括短程硝化装置、厌氧氨氧化处理装置和在线检测装置，所述短程硝化装置内设有短程硝化填料、短程硝化加热装置、搅拌器，所述短程硝化加热装置、在线检测装置的探头、搅拌器伸入到程硝化填料中，所述短程硝化装置的下部设有进水口，上部设有出水口；所述厌氧氨氧化处理装置的下部设有进水管，并与所述短程硝化装置的出水口连接，所述厌氧氨氧化处理装置在厌氧氨氧化填料层或其以下设有回流出水管，所述回流出水管与进水管连通。本实用新型的装置结构简单，高效的实现了高浓度氨氮废水短程硝化‑厌氧氨氧化处理，自动实现了系统的稳定控制，达到了节能减排的效果。

Description

基于水质监控的氨氮废水短程硝化-厌氧氨氧化处理装置

技术领域

本实用新型属于污水处理技术领域，尤其涉及一种基于水质监控的氨氮废水短程硝化-厌氧氨氧化处理装置。

背景技术

厌氧氨氧化菌是一种新发现的厌氧自养型细菌，它能够将氨氮和亚硝氮按一定比例转化成氮气。厌氧氨氧化菌具有特殊的细胞结构和生理特征，它的科研价值和开发价值俱佳，倍受生物界和环境工程界的关注。

传统的生物脱氮工艺主要包括硝化和反硝化两个阶段，这两个过程独立运行，需要在不同的反应构筑物内进行，硝化阶段氨氧化菌需要大量的氧气将氨氮转化为亚硝氮，进一步转化为硝酸盐氮，反硝化阶段微生物还原硝酸盐需要一定的有机物，而且在处理过程中总氮负荷低，因此传统的生物脱氮工艺，处理高氨氮废水难度大，而且浪费能量，处理费用高。短程硝化，即将硝化过程控制在亚硝酸盐氮阶段，阻止亚硝氮进一步氧化为硝酸氮。作为厌氧氨氧化的前置工艺，短程硝化直接决定了自氧脱氮能否成功实施。厌氧氨氧化是厌氧氨氧化菌在缺氧或厌氧的环境下，以亚硝酸氮为电子受体，以氨氮为电子供体，将两者转化为氮气的过程，过程中不需要投加有机物，以二氧化碳或碳酸盐为碳源，并具有更高的总氮负荷，节约了处理成本及占地面积，处理过程也更环保，是一种低能耗生物脱氮的新思路。

但是，厌氧氨氧化菌生长缓慢，倍增时间长，对氧敏感，但是氧分压过高，厌氧氨氧化菌的活性或受到抑制而且厌氧氨氧化对于进水要求较高，需要进水氨氮和亚硝酸盐氮的比值在1.0-1.3之间，为此提供合适的进水，这目前是限制厌氧氨氧化广泛应用的瓶颈之一且厌氧氨氧化菌对铵盐及亚硝酸盐基质的亲和力常数较低，基质浓度过高会抑制其生长。因此，造成厌氧氨氧化反应器启动缓慢，厌氧氨氧化菌损失率高，其工艺应用受到限制。

实用新型内容

针对以上技术问题，本实用新型提供了一种基于水质监控的氨氮废水短程硝化-厌氧氨氧化处理装置，结构简单，高效的实现了高浓度氨氮废水短程硝化-厌氧氨氧化处理，自动实现了系统的稳定控制，达到了节能减排的效果。

对比，本实用新型的技术方案为：

基于水质监控的氨氮废水短程硝化-厌氧氨氧化处理装置，其包括短程硝化装置、厌氧氨氧化处理装置和在线检测装置，所述短程硝化装置内设有短程硝化填料、短程硝化加热装置、搅拌器，所述短程硝化加热装置、所述在线检测装置的探头、搅拌器伸入到短程硝化装置内的填料中，所述短程硝化装置的下部设有与待处理水源连接的进水口，所述短程硝化装置的上部设有出水口；

所述厌氧氨氧化处理装置的上部设有厌氧氨氧化填料层，所述厌氧氨氧化填料层的下方为厌氧氨氧化菌富集区，所述厌氧氨氧化菌富集区设有厌氧氨氧化菌加热装置；所述厌氧氨氧化处理装置的下部设有进水管，所述进水管与所述短程硝化装置的出水口连接，所述厌氧氨氧化处理装置在厌氧氨氧化填料层或其以下设有回流出水管，所述回流出水管与进水管连通，所述厌氧氨氧化处理装置在回流出水管的上方设有排水管。

采用此技术方案，在短程硝化装置内投入填料，待处理的水先经过短程硝化装置进行短程硝化处理后，然后通入到厌氧氨氧化装置内进一步进行处理。所述厌氧氨氧化装置本体的上部设置填料层，水从底部向上流动时经过厌氧氨氧化装置填料层，厌氧氨氧化菌受到厌氧氨氧化装置填料层的阻挡，不会随着水流走，停留在厌氧氨氧化装置填料层的下部，从而使得培养的厌氧氨氧化菌损失率大大减小；另外，采用内部直接对水进行加热，利用水循环，自动实现了温度的均匀化，达到节能减排的效果。除此之外，所述厌氧氨氧化装置的进水管与所述厌氧氨氧化装置的底部连接，水的回流，自动实现了温度的均匀化，且水从底部向上回流，使得本装置没有死角的地方，提高了效率。

进一步优选的，所述短程硝化填料为软性填料。

进一步优选的，所述厌氧氨氧化填料层的填料为软性填料。

作为本实用新型的进一步改进，所述在线检测装置包括pH传感器、温度传感器和控制器，所述控制器包括温度控制模块和pH控制模块，所述pH传感器、温度传感器的探头均伸入到短程硝化填料内，所述温度传感器采集温度并通过温度控制模块控制短程硝化加热装置；

所述在线检测装置还包括pH调节药物容器、加药蠕动泵，所述pH调节药物容器与加药蠕动泵的进液口连接，所述加药蠕动泵的出液口通至短程硝化装置内，所述pH传感器采集pH值通过pH控制模块控制加药蠕动泵向所述短程硝化装置内加药调节pH值。

其中，pH调节药物容器内装有碳酸氢钠溶液。

作为本实用新型的进一步改进，所述在线检测装置还包括电导率传感器和氧化还原电位传感器，所述电导率传感器、氧化还原电位传感器的探头伸入到短程硝化装置内。

作为本实用新型的进一步改进，其还包括曝气组件，所述曝气组件包括气泵和曝气头，所述气泵通过进气管和曝气头连接，所述曝气头伸入到短程硝化装置内。

作为本实用新型的进一步改进，所述曝气组件包括气体流量计，所述气泵通过气体流量计连接进气管，所述进气管与曝气头连接。曝气头置于短程硝化装置内穿过短程硝化装置填料，用于控制短程硝化装置内的溶解氧。

作为本实用新型的进一步改进，还包括溶解氧在线检测仪和气泵控制器；所述溶解氧在线检测仪的探头伸入到短程硝化填料内，采集数据反馈给气泵控制器，所述气泵控制器与气泵连接控制气泵。

作为本实用新型的进一步改进，所述厌氧氨氧化菌加热装置为加热棒，所述加热棒从厌氧氨氧化处理装置的顶部向下穿过厌氧氨氧化填料层，伸入到厌氧氨氧化菌富集区。

作为本实用新型的进一步改进，所述短程硝化填料的体积为所述短程硝化装置容积的30%-70%；所述厌氧氨氧化填料层的体积为厌氧氨氧化处理装置容积的30%-70%。采用此技术方案，在保证足够大的富集空间的同时，减少了亚硝酸盐菌的流失，利于短程硝化的反应。

作为本实用新型的进一步改进，所述短程硝化装置为长方形，所述短程硝化装置的顶部开口。

作为本实用新型的进一步改进，所述短程硝化装置的长为25cm，宽为24cm，高30cm。

作为本实用新型的进一步改进，所述厌氧氨氧化处理装置的顶部开口，所述厌氧氨氧化处理装置的下部为漏斗形。

作为本实用新型的进一步改进，所述厌氧氨氧化处理装置的中部为圆筒形，所述厌氧氨氧化填料层的顶部与厌氧氨氧化装置的顶部的距离为2~4cm。

作为本实用新型的进一步改进，所述圆筒形的直径为10cm，所述厌氧氨氧化处理装置的高度为90cm，所述厌氧氨氧化填料层的高度为30cm。

作为本实用新型的进一步改进，所述厌氧氨氧化处理装置的材质为有机玻璃。采用此技术方案，整个装置为透明材质，便于观察装置内部的情况。

作为本实用新型的进一步改进，所述短程硝化装置的材质为有机玻璃。采用此技术方案，整个装置为透明材质，便于观察装置内部的情况。

作为本实用新型的进一步改进，所述搅拌器为变频搅拌器，所述搅拌器从短程硝化装置的顶部向下穿过厌氧氨氧化填料层，搅拌短程硝化装置内的填料。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

第一，本实用新型的技术方案，结构简单，采用填料挂膜方式，通过搅拌与智能化控制调控填料内部参数，为亚硝酸盐菌的生长提供了合适的生存环境，更好的将硝化过程控制在亚硝酸盐氮阶段，阻止了亚硝酸盐氮进一步氧化为硝酸盐氮，为实现厌氧氨氧化打下了基础，并且厌氧氨氧化装置高效的实现了厌氧氨氧化菌的富集，在装置本体的上部设置填料层，一方面对污泥有很好的截留效果，更有利厌氧氨氧化菌的富集，使得培养的厌氧氨氧化菌损失率小；另一方面填料层与污水层分界面处的填料起到载体作用，有微生物挂膜，增强其处理能力。

第二，本实用新型的技术方案，在颗粒污泥完全形成前，反应过程中产生微小气泡附着在污泥表面，污泥上浮，在填料下端堆积，堆积污泥可随回流管路回流至装置底端，使反应可以持续稳定运行；并利用水的回流，自动实现了温度的均匀化，且水从底部向上回流，使得本装置无死角，提高了效率。

附图说明

图1是本实用新型一种实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的较优的实施例作进一步的详细说明。

如图1所示， 一种基于水质监控的氨氮废水短程硝化-厌氧氨氧化处理装置，其包括短程硝化装置1、厌氧氨氧化处理装置2和在线检测装置，所述短程硝化装置1内设有短程硝化填料11、短程硝化加热装置12、搅拌器13，所述短程硝化加热装置12、所述在线检测装置的探头、搅拌器13伸入到短程硝化装置1内的填料中，所述短程硝化装置1的下部设有与装有待处理水的水箱4连接的污水进水管14，所述短程硝化装置1的上部设有短程硝化出水管15；搅拌器13搅拌短程硝化装置本体1内的短程硝化填料11，使短程硝化填料11处于流动状态。所述短程硝化填料11为软性填料。

如图1所示，所述厌氧氨氧化处理装置2的上部设有厌氧氨氧化填料层21，所述厌氧氨氧化填料层21的下方为厌氧氨氧化菌富集区22，所述厌氧氨氧化菌富集区22设有厌氧氨氧化菌加热装置23；所述厌氧氨氧化处理装置2的下部设有进水管24，所述进水管24与所述短程硝化出水管15连接，所述厌氧氨氧化处理装置2在厌氧氨氧化填料层21设有回流出水管25，所述回流出水管25与进水管24连通，所述厌氧氨氧化处理装置2在回流出水管25的上方设有排水管26。所述厌氧氨氧化填料层21为软性填料。所述厌氧氨氧化装置2上方设有厌氧氨氧化填料层21，用于防止颗粒污泥的流失。

如图1所示，所述在线检测装置包括pH传感器31、温度传感器32和控制器33，所述控制器包括温度控制模块、pH控制模块，所述pH传感器31、温度传感器32的探头均伸入到短程硝化填料11内，所述温度传感器32采集温度并通过温度控制模块控制短程硝化加热装置12；所述在线检测装置还包括pH调节药物容器34、加药蠕动泵35，所述pH调节药物容器34与加药蠕动泵35的进液口连接，所述加药蠕动泵35的出液口通至短程硝化装置1内，所述pH传感器31采集pH值通过pH控制模块控制加药蠕动泵35向所述短程硝化装置1内加药调节pH。其中，pH调节药物容器34内装有碳酸氢钠溶液。

如图1所示，所述在线检测装置还包括电导率传感器36和氧化还原电位传感器37，所述电导率传感器36、氧化还原电位传感器37的探头伸入到短程硝化装置1内。

如图1所示，基于水质监控的氨氮废水短程硝化-厌氧氨氧化处理装置包括曝气组件、溶解氧在线检测仪51和气泵控制器，所述曝气组件包括气泵52和曝气头53，所述气泵52通过进气管和曝气头53连接，所述曝气头53伸入到短程硝化装置1内。所述曝气组件包括气体流量计54，所述气泵52通过气体流量计54连接进气管，所述进气管与曝气头53连接。所述溶解氧在线检测仪51的探头伸入到短程硝化填料内，采集数据反馈给气泵控制器，所述气泵控制器与气泵连接控制气泵52。曝气头53置于短程硝化装置内穿过短程硝化装置填料11，用于控制短程硝化装置1内的溶解氧。

如图1所示，所述厌氧氨氧化菌加热装置23为加热棒，所述加热棒从厌氧氨氧化处理装置2的顶部向下穿过厌氧氨氧化填料层21，伸入到厌氧氨氧化菌富集区22。所述短程硝化填料11的体积为所述短程硝化装置1容积的30%-70%；所述厌氧氨氧化填料层21的体积为厌氧氨氧化处理装置2容积的30%-70%。所述厌氧氨氧化处理装置2的顶部开口，所述厌氧氨氧化处理装置2的下部为漏斗形。所述厌氧氨氧化处理装置2的中部为圆筒形，所述厌氧氨氧化填料层21的顶部与厌氧氨氧化装置2的顶部的距离为2~4cm。

所述短程硝化装置本体1与厌氧氨氧化装置2选用透明的有机玻璃制作，便于观察。

如图1所示，采用本实施例的方案，通过进水泵将水箱4中水的泵入到短程硝化装置本体1内，短程硝化装置本体1内部搅拌器13搅拌，使内部的短程硝化填料11处于流动状态，短程硝化填料11上富集微生物，通过短程硝化装置1内的pH传感器31、温度传感器32、溶解氧在线检测仪51、电导率传感器36、氧化还原电位传感器37来在线监测相关数据并通过控制器进行调节pH值和温度，创造亚硝酸菌生长的最好环境，短程硝化装置1的出水即将厌氧氨氧化装置2的进水，厌氧氨氧化装置2的厌氧氨氧化填料层21用于拦截污泥，污泥在向下的水流和重力作用下返回厌氧氨氧化装置2的下部。厌氧氨氧化装置2的顶部开口，厌氧氨氧化装置的培养液通过回流出水管25和回流泵经三通回流进入到进水管24中，水回流可以缓解基质对厌氧氨氧化菌的抑制作用。

以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于水质监控的氨氮废水短程硝化-厌氧氨氧化处理装置，其特征在于：其包括短程硝化装置、厌氧氨氧化处理装置和在线检测装置，所述短程硝化装置内设有短程硝化填料、短程硝化加热装置、搅拌器，所述短程硝化加热装置、所述在线检测装置的探头、搅拌器伸入到短程硝化装置内的填料中，所述短程硝化装置的下部设有与待处理水源连接的进水口，所述短程硝化装置的上部设有出水口；

所述厌氧氨氧化处理装置的上部设有厌氧氨氧化填料层，所述厌氧氨氧化填料层的下方为厌氧氨氧化菌富集区，所述厌氧氨氧化菌富集区设有厌氧氨氧化菌加热装置；所述厌氧氨氧化处理装置的下部设有进水管，所述进水管与所述短程硝化装置的出水口连接，所述厌氧氨氧化处理装置在厌氧氨氧化填料层或其以下设有回流出水管，所述回流出水管与进水管连通，所述厌氧氨氧化处理装置在回流出水管的上方设有排水管。

2.根据权利要求1所述的基于水质监控的氨氮废水短程硝化-厌氧氨氧化处理装置，其特征在于：所述在线检测装置包括pH传感器、温度传感器和控制器，所述控制器包括温度控制模块和pH控制模块，所述pH传感器、温度传感器的探头均伸入到短程硝化填料内，所述温度传感器采集温度并通过温度控制模块控制短程硝化加热装置；

所述在线检测装置还包括pH调节药物容器、加药蠕动泵，所述pH调节药物容器与加药蠕动泵的进液口连接，所述加药蠕动泵的出液口通至短程硝化装置内，所述pH传感器采集pH值通过pH控制模块控制加药蠕动泵向所述短程硝化装置内加药调节pH值。

3.根据权利要求2所述的基于水质监控的氨氮废水短程硝化-厌氧氨氧化处理装置，其特征在于：所述在线检测装置还包括电导率传感器和氧化还原电位传感器，所述电导率传感器、氧化还原电位传感器的探头伸入到短程硝化装置内。

4.根据权利要求1所述的基于水质监控的氨氮废水短程硝化-厌氧氨氧化处理装置，其特征在于：其还包括曝气组件，所述曝气组件包括气泵和曝气头，所述气泵通过进气管和曝气头连接，所述曝气头伸入到短程硝化装置内。

5.根据权利要求4所述的基于水质监控的氨氮废水短程硝化-厌氧氨氧化处理装置，其特征在于：所述曝气组件包括气体流量计，所述气泵通过气体流量计连接进气管，所述进气管与曝气头连接。

6.根据权利要求5所述的基于水质监控的氨氮废水短程硝化-厌氧氨氧化处理装置，其特征在于：还包括溶解氧在线检测仪和气泵控制器；所述溶解氧在线检测仪的探头伸入到短程硝化填料内，采集数据反馈给气泵控制器，所述气泵控制器与气泵连接控制气泵。

7.根据权利要求1~6任意一项所述的基于水质监控的氨氮废水短程硝化-厌氧氨氧化处理装置，其特征在于：所述厌氧氨氧化菌加热装置为加热棒，所述加热棒从厌氧氨氧化处理装置的顶部向下穿过厌氧氨氧化填料层，伸入到厌氧氨氧化菌富集区。

8.根据权利要求1~6任意一项所述的基于水质监控的氨氮废水短程硝化-厌氧氨氧化处理装置，其特征在于：所述短程硝化填料的体积为所述短程硝化装置容积的30%-70%；所述厌氧氨氧化填料层的体积为厌氧氨氧化处理装置容积的30%-70%。

9.根据权利要求1~6任意一项所述的基于水质监控的氨氮废水短程硝化-厌氧氨氧化处理装置，其特征在于：所述厌氧氨氧化处理装置的顶部开口，所述厌氧氨氧化处理装置的下部为漏斗形。

10.根据权利要求9所述的基于水质监控的氨氮废水短程硝化-厌氧氨氧化处理装置，其特征在于：所述厌氧氨氧化处理装置的中部为圆筒形，所述厌氧氨氧化填料层的顶部与厌氧氨氧化装置的顶部的距离为2~4cm。