CN214167689U - 一种氨氮废水高效处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种氨氮废水高效处理装置，该处理装置主要包括厌氧折流反应区、缺氧区、好氧区和沉淀区。厌氧折流反应区被内部设置的隔板分隔成4个单独的反应区。每个反应区分为下向流室和上向流室，下向流室和上向流室之间通过折流板隔开，上向流室内装有填料。缺氧区内装有填料和搅拌装置，好氧区内设有曝气装置，沉淀区内设有斜板。装置底部设有污泥斗，装置顶部设有排气口。本实用新型方案针对难降解氨氮废水，可大幅度提高废水可生化性，降低废水中氨氮浓度，整个装置结构紧凑，占地面积小，安装和检修方便，后期维护简单。

Description

一种氨氮废水高效处理装置

技术领域

本实用新型涉及氨氮废水处理设备技术领域，尤其是一种氨氮废水高效处理装置。

背景技术

在众多含氮废水中，高氨氮低碳氮比一类废水由于其成分较为复染、污染物浓度较高、排放量大、处理难度高的特点，受到了各国环保领域的高度重视。而在“十二五”规划将氨氮纳入约束性指标之后，高氨氮低碳氮比废水的高效处理也成为目前我国废水处理中亟待解决的重要问题。

传统生物脱氮的基本原理为废水中的有机氮通过氨化作用转化为氨氮，然后在有氧的条件下，硝化菌将氨氮转化为硝态氮，最后在缺氧的条件下，通过反硝化菌的作用将硝态氮还原为氮气，从而达到除氮的目的。而某些工业废水往往在含有较高氨氮浓度，还含高浓度难降解的有机物，甚至是有毒有害物资。处理此类废水时，传统生物脱氮工艺和设备很难适应，微生物菌群容易受冲击影响大，处理效率较低。

AO生物脱氮除磷工艺是传统活性污泥工艺、生物硝化及反硝化工艺和生物除磷工艺的综合，其中各段的功能如下：

厌氧区：从初沉池流出的污水首先进入厌氧区，系统回流污泥中的兼性厌氧发酵菌将污水中的可生物降解有机物转化为挥发性脂肪酸(VFA)等小分子发酵产物，聚磷菌也将释放菌体内储存的多聚磷酸盐，同时释放能量，其中部分能量供专性好氧的聚磷菌在厌氧抑制环境下生存，另一部分能量则供聚磷菌主动吸收类似VFA等污水中的发酵产物，并以聚-β-羟基烷酸(PHA)的形式在菌体内贮存起来。这样，部分碳在厌氧区得到去除。在厌氧区停留足够时间后，污水污泥混合液进入缺氧区。

缺氧区：在缺氧区中，反硝化细菌利用从好氧区中经混合液回流而带来的大量硝酸盐(视内回流比而定，以及污水中可生物降解的有机物(主要是溶解性可快速生物降解有机物)进行反硝化反应，达到同时去碳和脱氮的目的。含有较低浓度碳氮和较高浓度磷的污水随后进入好氧区。

好氧区：在好氧区聚磷菌在曝气充氧条件下分解体内贮存的PHA并释放能量，用于菌体生长及主动超量吸收周围环境中的溶解性磷，这些被吸收的溶解性磷在聚磷菌体内以聚磷盐形式存在，使得污水中磷的浓度大大降低。污水中各种有机物在经历厌氧、缺氧环境后，进入好氧区时其浓度己经相当低，这将有利于自养硝化菌的生长繁殖。硝化菌在好氧的环境下将完成氨化和硝化作用，将水中的氮转化为NO₂ ^-和NO₃ ^-。在二次沉淀池之前，大量的回流混合液将把产生的NO_x ^-带入缺氧区进行反硝化脱氮。

沉淀池：絮凝浓缩污泥，一部分浓缩污泥回流至厌氧区继续参与释磷并保持系统活性污泥浓度，另一部分则携带超量吸收磷的聚磷菌体以剩余污泥形式排出系统。

实用新型内容

为解决传统生物脱氮技术对难降解氨氮废水处理效率低，设备占地面积大，检修困难等问题，本实用新型提出了一种氨氮废水处理装置：

(1)通过厌氧折流反应区内有效的酸化过程改善碳源质量，强化其提供反硝化所需优质碳源的优点，同时降低厌氧出水有机物浓度以利于后续好氧硝化系统的运行；

(2)在不增加动力的前堤下，通过结构优化改善反应器内的流速场，改变反应器中的水力特征，改善了反应器中微生物与基质之间的传质条件，从而强化反应器的传质效率，大大加快系统的生化反应速率；

(3)整套处理装置结构紧凑，通过合理布置各反应段尺寸和位置，优化空间利用，装置占地小，装置内部设备安装检修方便。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

一种氨氮废水高效处理装置，包括厌氧区、缺氧区、好氧区和沉淀区；所述缺氧区、缺氧区、好氧区、沉淀区和出水口之间分别设有竖向的顶部有溢流口的隔板，将各区隔开；所述厌氧区内部设有若干个竖向的顶部有溢流口的隔板将其分隔成若干个单独的厌氧折流反应区，每个厌氧折流反应区内设有竖向的折流板将其分为下向流室和上向流室，上向流室内装有第一悬浮填料；所述厌氧折流反应区、厌氧区、好氧区和沉淀区底部均设有污泥斗。

进一步的，所述缺氧区内设有竖向的折流板将其分为下向流室和上向流室，上向流室内设有第二悬浮填料和搅拌装置；所述缺氧区顶部设有污泥回流口，污泥回流口连接缺氧区和沉淀区的污泥斗。

进一步的，所述好氧区内设有竖向的折流板将其分为下向流室和上向流室，上向流室内设有曝气装置。

进一步的，所述沉淀区内设有竖向的折流板将其分为下向流室和上向流室，上向流室内设有斜板。

进一步的，所述折流板向上向流室侧倾斜，倾斜角度为5～10°，折流板尾端设有朝向上向流室的折角。

进一步的，所述折流板上安装有紊流板，紊流板钝角角度为120°。

进一步的，所述下向流室内紊流板波峰高度为下向流室宽度的1/3～1/2，上向流室内紊流板波峰高度为下向流室宽度的1/4～1/3。

进一步的，所述每个厌氧折流反应区的容积与缺氧区和沉淀区相等，好氧区容积为缺氧区容积的两倍。

进一步的，第一悬浮填料和第二悬浮填料分别为弹性立体填料和多面空心球填料。

有益效果：本实用新型通过在厌氧区设置多个竖向的折流挡板，使水力流态呈上下折流运动，形成相对独立的隔室，每个隔室都可以看作是一个独立的UASB反应器。隔室中的污泥在水流、生物气以及自身重力的共同作用下与废水充分混合。通过各微生物种群协同共生，以有机物为食物，逐步降解大分子有机物和难降解物质，提高废水可生化性。

本实用新型通过在折流板上设置紊流板，当废水经过下向流室和上向流室时，由于紊流板的阻挡，水流流速不断变化，连续做缩、放流动，必产生湍流；同时，废水以一定流速流经弹性立体填料时，由于弹性立体填料具有强制性的紊动作用，亦发生局部剪切流动，形成由涡旋运动造成的局部范围内涡流扩散，涡旋增加了分子扩散面积，减小了扩散距离，使整个反应系统的传质效率显著提高。

本实用新型通过采用了上下折流斜板式，存在一定的倾斜角度，从而增大雷诺系数和停留时间，从而增大反应器容积利用率，折流板端部设置可调节折角，可根据运行工况进行灵活调节，减小水力死区，使废水在上向流室中更均匀的分布，从而促进泥水混合。

附图说明

图1为反应装置示意图；

图2为厌氧区示意图；

图3为缺氧区、好氧区、沉淀区示意图；

图中：(1)为厌氧折流反应区1，(2)为厌氧折流反应区2，(3)为厌氧折流反应区3，(4)为厌氧折流反应区4，(5)为缺氧区，(6)为好氧区，(7)为沉淀区，(8)为隔板，(9)为折流板，(10)为紊流板，(11)为折角，(12)为第一悬浮填料，(13)为污泥斗，(14)为人孔，(15)为搅拌装置，(16)为曝气装置，(17)为斜板，(18)为污泥回流口。

具体实施方式

本实用新型是对常规AO工艺的改进，所涉及的厌氧区、缺氧区、好氧区和沉淀区的功能如背景技术所述。

如图1所示，本实用新型包括厌氧区、缺氧区5、好氧区6和沉淀区7。厌氧区被内部设置的隔板8分隔成4个单独的厌氧折流反应区，分别为厌氧折流反应区1、厌氧折流反应区2、厌氧折流反应区3和厌氧折流反应区4。每个厌氧折流反应区分为下向流室和上向流室，下向流室和上向流室之间通过折流板9隔开，上向流室内装有第一悬浮填料12，第一悬浮填料12可采用弹性立体填料。

如图2所示，缺氧区5内设有搅拌装置15，好氧区6内设有曝气装置16，沉淀区7内设有斜板17。厌氧折流反应区、缺氧区5和沉淀区6底部设有污泥斗，污泥斗底部设有排泥口，污泥斗侧面设有人孔14。好氧区6侧壁下部设有人孔14。处理装置顶部设有排气口。

如图3所示，整个装置分为两排，其中一排为厌氧折流反应区，另一排由缺氧区5、好氧区6和沉淀区7组成，废水自厌氧折流反应区4流入缺氧区后再折返经过好氧区6和沉淀区7流出。折流板9为倾斜安装，倾斜角度为5～10°，折流板9尾端设有折角，折角角度可调节。每个厌氧折流反应区容积与缺氧区和沉淀区相等，好氧区容积为缺氧区容积的两倍。紊流板10钝角角度为120°，紊流板10波峰高度为下向流室宽度的1/3～1/2。缺氧区5顶部设有污泥回流口18，污泥回流口18下方导入缺氧区5下向流区。

在工作时处理废水首先通过装置进水端底部的进水口流入，随后从隔板上方翻入厌氧折流反应区1的下向流室。废水自上而下向流过下向流室，在紊流板的作用下水流连续不断地在折板之间缩、放流动，形成涡流扩散。折流板底部设有可调节折板，可减小水力死区，促进泥水混合。废水通过折流板底部自下而上进入上流室，在上流室下端与厌氧污泥床充分接触，废水中的大分子有机物和难降解物质被有效分解。沼气在废水中向上流动，与废水流向一致，有利于污泥呈悬浮状态，加强废水与厌氧微生物的接触。由于折流板的阻挡和污泥本身的沉降，污泥几乎不沿反应器水平方向移动，大量的污泥被截留在反应器内部。反应室内装填有弹性立体填料，在填料上形成生物膜，增加了系统的微生物量，同时填料对上浮污泥具有截留作用。与此同时该填料具有特殊的结构性能和水力性能，对水流有强制性的紊动作用，可产生明显的湍流流态，使反应器中水质更趋于均匀，传质效率高。废水从上流室流出进入下一个厌氧折流反应区的下向流室，如此往复。各厌氧折流反应区之间具有相对的独立性，因此各反应室的环境因子均不相同，使得各隔室内都存在不同的优势菌群。

废水从最后端厌氧折流板反应室流出后进入缺氧区，在缺氧区内设有搅拌机进行慢速搅拌，使悬浮填料呈流动状态。缺氧区进水端的下向流室内设有污泥回流口，用于沉淀区硝化液的流入。在缺氧条件下，反硝化细菌将硝化过程中产生的NO^2-或NO^3-还原成N₂排出。缺氧区内装填有多面空心球填料，微生物在填料上附着生长。缺氧区出水通过隔板进入好氧区，好氧区内设有曝气装置，在好氧条件NH⁴⁺-N首先由氨氧化细菌氧化为NO₂-N，然后再由亚硝酸盐氧化菌将NO₂-N氧化为NO₃-N。废水经过好氧区的处理后流入沉淀区，在沉淀区内设有斜板，污泥在沉淀区内沉降落入下方污泥斗内，处理后废水则穿过上方斜板进入出水区排出处理装置。

通过厌氧反应区内厌氧微生物的代谢作用和特性，在厌氧环境下以有机物为受氢体将其还原，在降解有机物的同时产生沼气。大部分难降解有机物在厌氧反应区内经过水解、发酵产酸、产氢产乙酸和产甲烷的过程后被转换成易降解物资，废水可生化性提高；通过设置折流板和紊流板，改善废水的水力特性，合理利用填料的紊动作用以及剪切流动，提高整个反映系统的传质效率。

Claims (8)

1.一种氨氮废水高效处理装置，包括厌氧区、缺氧区、好氧区和沉淀区；其特征在于，所述缺氧区、好氧区、沉淀区和出水口之间分别设有竖向的顶部有溢流口的隔板，将各区隔开；所述厌氧区内部设有若干个竖向的顶部有溢流口的隔板将其分隔成若干个单独的厌氧折流反应区，每个厌氧折流反应区内设有竖向的折流板将其分为下向流室和上向流室，上向流室内装有第一悬浮填料；所述厌氧折流反应区、厌氧区、好氧区和沉淀区底部均设有污泥斗。

2.根据权利要求1所述的一种氨氮废水高效处理装置，其特征在于，所述缺氧区内设有竖向的折流板将其分为下向流室和上向流室，上向流室内设有第二悬浮填料和搅拌装置；所述缺氧区顶部设有污泥回流口，污泥回流口连接缺氧区和沉淀区的污泥斗。

3.根据权利要求1所述的一种氨氮废水高效处理装置，其特征在于，所述好氧区内设有竖向的折流板将其分为下向流室和上向流室，上向流室内设有曝气装置。

4.根据权利要求1所述的一种氨氮废水高效处理装置，其特征在于，所述沉淀区内设有竖向的折流板将其分为下向流室和上向流室，上向流室内设有斜板。

5.根据权利要求1-4任一所述的一种氨氮废水高效处理装置，其特征在于，所述折流板向上向流室侧倾斜，倾斜角度为5～10°，折流板尾端设有朝向上向流室的折角。

6.根据权利要求1所述的一种氨氮废水高效处理装置，其特征在于，所述折流板上安装有紊流板，紊流板钝角角度为120°。

7.根据权利要求6所述的一种氨氮废水高效处理装置，其特征在于，所述下向流室内紊流板波峰高度为下向流室宽度的1/3～1/2，上向流室内紊流板波峰高度为下向流室宽度的1/4～1/3。

8.根据权利要求1所述的一种氨氮废水高效处理装置，其特征在于，所述每个厌氧折流反应区的容积与缺氧区和沉淀区相等，好氧区容积为缺氧区容积的两倍。

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