CN211946455U

CN211946455U - 一种去除硝酸盐氮的反硝化装置

Info

Publication number: CN211946455U
Application number: CN202020198295.9U
Authority: CN
Inventors: 王全勇; 丁万德; 张克峰; 刘欢; 彭锦玉
Original assignee: Shandong Jianzhu University; China Urban Construction Design and Research Institute Co Ltd
Current assignee: Shandong Jianzhu University; China Urban Construction Design and Research Institute Co Ltd
Priority date: 2020-02-24
Filing date: 2020-02-24
Publication date: 2020-11-17
Anticipated expiration: 2030-02-24

Abstract

本实用新型提供了一种去除硝酸盐氮的反硝化装置，包括进水管、进水泵、填料桶、填料和出水管；所述填料桶底部封闭，上端开口；所述填料装填于填料桶内；所述填料桶底部侧面连接进水管；所述进水管连接进水泵；所述填料桶顶部侧面连接出水管；所述出水管所在平面高于填料平面。本实用新型的装置包括两段填料，具有出水水质稳定，无需外加碳源，操作方式简单，污泥产量少，不易造成填料堵塞，反冲洗周期长。该反应器中添加的固体碳源释放有机物量少，释碳量可根据含氮废水当中的硝酸盐氮负荷自动响应，无过量COD释放的问题。

Description

一种去除硝酸盐氮的反硝化装置

技术领域

本实用新型属于污水处理领域，具体涉及一种适用于污水处理厂二级出水的深度脱氮处理装置。

背景技术

为减少含氮废水排入地表水，对于排放水中总氮含量要求越来越严格。因此，许多现有的市政废水处理厂都面临着对第三级装置进行升级的需求，以降低废水中含氮量。目前用于去除硝酸盐的技术包括离子交换，吸附，膜分离，电渗析，化学反硝化和生物反硝化。生物反硝化有两种类型：异养型和自养型，异养生物反硝化被认为更经济。

异养反硝化是通过微生物将硝酸盐还原为N₂，其中硝酸盐作电子受体，而有机碳作电子供体。合适的C / N比对于确保所需的硝酸盐去除效率起着至关重要的作用。然而，大多数城镇污水处理厂二级出水中C / N通常低于4或5，从而限制了反硝化效率。因此，包括甲醇，乙醇，乙酸和葡萄糖在内的可溶性有机碳被用作外部碳源，用于反硝化细菌以实现更好的脱氮效果。然而，水溶性有机碳通常会遇到复杂的问题，例如投加过量或过少，导致增加的溶解性有机碳和废水中亚硝酸盐的积累。为了避免这些风险，固体有机碳源被认为是反硝化的更好替代选择，它也可以作为生物膜载体。

除此之外，异养反硝化的效果受很多因素的影响，比如反应器的形式、生物膜载体的性质、碳源的类型以及投加方式等。传统的异养反硝化装置存在一些缺点，比如运行管理费用高，液体碳源需要精密的碳源投加装置；而使用固体碳源，当微生物不能完全利用其水解掉的高分子有机物时，有可能会造成出水COD超标的风险。因此，在固体碳源反硝化装置中，有必要提供一种既能降低反硝化装置运行管理成本，又能有效脱除废水中的硝态氮，且避免出水COD过量的风险的反硝化装置。

实用新型内容

针对目前反硝化装置运行成本高、出水COD过量的问题，本发明提供一种去除硝酸盐氮的反硝化装置，能有效脱除废水中的硝态氮、结构简单、运营成本低。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案。

一种去除硝酸盐氮的反硝化装置，包括进水管、进水泵、填料桶、填料和出水管；所述填料桶底部封闭，上端开口；所述填料装填于填料桶内；所述填料桶底部侧面连接进水管；所述进水管连接进水泵；所述填料桶顶部侧面连接出水管；所述出水管所在平面高于填料平面。

所述填料可以为一层或多层。作为优选，所述填料由下至上包括填料层一和填料层二；所述填料层一为固体碳源和活性炭按照体积比3:1混合；所述固体碳源为包裹PVA的淀粉；按照质量比1:3组成。所述填料层二为高碘值椰壳活性炭；填料层一和填料层二的高度比为1:1。

作为优选，所述填料桶底部还设置有具有多个小孔的布水盘；所述布水盘位于进水口的开口上方，填料底部；所述小孔孔径小于填料的粒径。所述布水盘能够使废水进入后均匀流过填料，有利于填料内各部分间反硝化进程一致。

优选的，所述反硝化装置还包括反洗进水管和反洗泵；所述反洗进水管连接于填料桶底部侧面，反洗进水管连接反洗泵。

优选的，所述出水管上设置阀门。

优选的，所述填料桶顶部侧面还设置有溢流管，所述溢流管所在平面高于出水管所在平面。溢流管可以在反冲洗时溢流或在积水过多时调节积水高度。

本实用新型的工作原理如下：

本实用新型的反硝化装置为上流式，进水泵为反应器进水提供动力，含氮废水进入反应装置内，在微生物的作用下，大分子有机物被水解成小分子有机物作为反硝化的电子供体，硝酸盐氮作电子受体，将废水中的硝态氮充分降解，生成氮气；降解完成后的废水，经反应器上部的排水管道排出。

填料层一由固体碳源和活性炭为填料装填，固体碳源本身既可以做碳源，又能作为生物膜载体，固体碳源在微生物所释放的胞外水解酶作用下，将大分子有机物水解成有机小分子，为异养反硝化提供电子供体，硝酸盐氮做电子受体，从而使得废水中的硝酸盐氮变成氮气排入到空气中。活性炭也充当了生物膜载体，目的是加大微生物的附着面积，加快有机物的水解过程，同时进一步增强反硝化效率。在填料层一中，有机物的水解为水环境中提供酸度，微生物的反硝化过程中消耗酸度，使得出水中pH相对稳定。水解阶段消耗掉大量的氧气，为反应器内部创造了一个良好的缺氧环境；同时，固体碳源和活性炭表面的生物膜也为微生物造成局部缺氧环境，有利于反应器内部反硝化的进行。

在填料层二中，未被充分利用掉的有机小分子被微生物进一步利用。同时，该过程进一步降解残留的硝酸盐氮和填料层一中生成的亚硝酸盐氮。其中，填料采用活性炭可以为生物膜提供载体，消除出水COD过高的风险。

当反应器反硝化效率下降时，可以采用清水对装置内部填料进行反洗，清洗掉载体上的过量的生物膜。

本实用新型具有以下优点：

本实用新型的装置包括两段填料，具有出水水质稳定，无需外加碳源，操作方式简单，污泥产量少，不易造成填料堵塞，反冲洗周期长。该反应器中添加的固体碳源释放有机物量少，释碳量可根据含氮废水当中的硝酸盐氮负荷自动响应，无过量COD释放的问题。

附图说明

图1是实施例1的装置结构示意图；

图2是实施例2的装置结构示意图；

图中，1：进水管；2：进水泵；3：填料桶；4-1：填料层一；4-2：填料层二；5：出水管；6：布水盘；7-反洗进水管；8-反洗泵；9：溢流管；10：阀门。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明做进一步说明，但本发明不受下述实施例的限制。

实施例1

如图1所示的去除硝酸盐氮的反硝化装置，包括进水管1、进水泵2、填料桶3、填料和出水管5。所述填料桶底部封闭，上端开口。所述填料装填于填料桶3内；所述填料由下至上包括填料层一 4-1和填料层二 4-2；所述填料层一 4-1为固体碳源和活性炭按照体积比3:1混合；所述固体碳源为包裹PVA的淀粉，按照质量比1:3组成。所述填料层二 4-2为高碘值椰壳活性炭；填料层一 4-1和填料层二 4-2的高度比为1:1。所述填料桶3底部侧面连接进水管1；所述进水管1连接进水泵2；所述填料桶3顶部侧面连接出水管5；所述出水管5高于填料层二 4-2的平面。

当如图1所示的去除硝酸盐氮的反硝化装置工作时，含氮废水在进水泵2的作用下由进水管1进入填料桶3中，由下至上依次穿过填料层一 4-1和填料层二 4-2直至完全浸没填料，液面持续上升，当超过出水管5所在平面高度时，出水。使用一段时间后，当反应器反硝化效率下降时，采用清水对内部填料进行反洗，清水路径同废水路径。

实施例2

如图2所示的去除硝酸盐氮的反硝化装置，包括进水管1、进水泵2、填料桶3、填料、出水管5、布水盘6、反洗进水管7、反洗泵8和溢流管9。所述填料桶呈圆柱状，底部封闭，上端开口。所述填料装填于填料桶3内；所述填料由下至上包括填料层一 4-1和填料层二 4-2；所述填料层一 4-1为固体碳源和活性炭按照体积比3:1混合；所述固体碳源为包裹PVA的淀粉，按照质量比1:3组成；所述填料层二 4-2为高碘值椰壳活性炭；填料层一和填料层二的高度比为1:1。所述填料桶底部侧面连接进水管1；所述进水管1连接进水泵2。所述填料桶3顶部侧面连接出水管5；所述出水管上设置阀门10；所述出水管5高于填料平面。所述填料桶3底部还设置有具有多个小孔的布水盘6；所述布水盘6位于进水管1开口上方，填料底部；所述小孔孔径小于填料的粒径。所述反洗进水管7连接于填料桶3底部侧面，反洗进水管7连接反洗泵8。所述溢流管9设置于填料桶3顶部侧面，所述溢流管9平面高于出水管5所在平面。

当如图1所示的去除硝酸盐氮的反硝化装置工作时，含氮废水在进水泵2的作用下由进水管1进入填料桶3中，穿过布水盘6的小孔均匀地由下至上依次穿过填料层一 4-1和填料层二 4-2直至完全浸没填料，液面持续上升，当超过出水管5所在平面高度时，打开阀门10出水。使用一段时间后，当反应器反硝化效率下降时，清水在反洗泵8的作用下由反洗进水管7进入填料桶3中，穿过布水盘6的小孔均匀地由下至上依次穿过填料层一 4-1和填料层二 4-2直至完全浸没填料，液面持续上升，由于出水管5阀门10关闭，在超过溢流管9平面时，出水。

Claims

1.一种去除硝酸盐氮的反硝化装置，其特征在于，包括进水管、进水泵、填料桶、填料和出水管；所述填料桶底部封闭，上端开口；所述填料装填于填料桶内；所述填料桶底部侧面连接进水管；所述进水管连接进水泵；所述填料桶顶部侧面连接出水管；所述出水管所在平面高于填料平面。

2.根据权利要求1所述的反硝化装置，其特征在于，所述填料至少为一层。

3.根据权利要求2所述的反硝化装置，其特征在于，所述填料由下至上包括填料层一和填料层二；填料层一和填料层二的高度比为1:1。

4.根据权利要求1所述的反硝化装置，其特征在于，所述填料桶底部设置有具有多个小孔的布水盘；所述布水盘位于进水口的开口上方，填料底部；所述小孔孔径小于填料的粒径。

5.根据权利要求1所述的反硝化装置，其特征在于，所述反硝化装置还包括反洗进水管和反洗泵；所述反洗进水管连接于填料桶底部侧面，反洗进水管连接反洗泵。

6.根据权利要求1所述的反硝化装置，其特征在于，所述填料桶顶部侧面还设置有溢流管，所述溢流管所在平面高于出水管所在平面。

7.根据权利要求1所述的反硝化装置，其特征在于，所述出水管上设置阀门。