專(zhuān)利名稱(chēng)：序批式內(nèi)循環(huán)生物脫氮工藝及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及廢水或污水的生物處理，尤其涉及一種短程硝化-厭氧氨氧化的廢(污)水生 物處理工藝及裝置。
背景技術(shù)：
廢水脫氮方法包括物化法和生化法，其中生化法被普遍認(rèn)為是更為經(jīng)濟(jì)有效的脫氮技術(shù)， 因此研究開(kāi)發(fā)高效、低耗的生物脫氮工藝及其裝置已成為當(dāng)前水處理領(lǐng)域的重要研究課題。
傳統(tǒng)的好氧-厭氧生物脫氮工藝(A/0法)主要是通過(guò)硝化-反硝化兩個(gè)生物反應(yīng)過(guò)程協(xié)作 完成。在硝化階段，氨氮被轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮的過(guò)程分成兩個(gè)連續(xù)的反應(yīng)，首先是由亞硝酸鹽 細(xì)菌將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，然后由硝酸鹽細(xì)菌將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽；在反硝化階段， 硝酸鹽被反硝化細(xì)菌還原成為氮?dú)狻４斯に囉袃煞矫娴牟蛔?，首先是將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化成硝酸 鹽的過(guò)程使脫氮反應(yīng)增加了額外的氧氣消耗，從而增加了能耗；其次是反硝化反應(yīng)需要碳源 作為電子供體，若污水中碳源不足(C/N過(guò)低)，則需投加甲醇等有機(jī)碳，這不僅增加了運(yùn)行 費(fèi)用，還增加了運(yùn)行管理的難度。因此，國(guó)內(nèi)外的專(zhuān)家學(xué)者一直都在嘗試尋找一種低耗高效 的脫氮工藝。
短程硝化-厭氧氨氧化的協(xié)同作用原理為高氨氮垃圾滲濾液的脫氮提供了一條新型的高 效生物脫氮途徑。該途徑和傳統(tǒng)的A/0生物脫氮途徑相比至少可以節(jié)約62.5M的能耗，節(jié)約 50%的堿量，無(wú)需外加碳源，而且在運(yùn)行過(guò)程中污泥產(chǎn)量極小，僅為傳統(tǒng)生物脫氮過(guò)程的15%， 大大節(jié)約了運(yùn)行成本。
目前，短程硝化-厭氧氨氧化工藝在國(guó)際上的工程應(yīng)用主要有四處荷蘭鹿特丹Dokhaven 市政污水處理廠的污泥消化液處理工程、荷蘭Lichtenvoorde制革廢水處理項(xiàng)目、日本三重縣 半導(dǎo)體加工廢水處理項(xiàng)目和荷蘭Olburgen 土豆加工廢水處理項(xiàng)目，其中前三項(xiàng)工程都是采用 一個(gè)前置短程硝化(SHARON)反應(yīng)裝置加一個(gè)厭氧氨氧化(ANAMMOX)反應(yīng)裝置的兩級(jí) 工藝，最后一項(xiàng)工程則采用了短程硝化和厭氧氨氧化在同一個(gè)反應(yīng)裝置中進(jìn)行的一級(jí)反應(yīng) (CANON)。這些工程應(yīng)用在實(shí)踐上證明了短程硝化和厭氧氨氧化組合工藝具有低能耗、低 污泥產(chǎn)量、低投資成本和運(yùn)行費(fèi)用等各種特點(diǎn)，但是也暴露了目前這兩種主要工藝類(lèi)型的不 足。兩級(jí)工藝易于出現(xiàn)短程硝化階段積累的亞硝酸鹽濃度過(guò)高而對(duì)微生物產(chǎn)生抑制的問(wèn)題， 同時(shí)由于短程硝化和厭氧氨氧化分別在不同的容器中進(jìn)行，使得整個(gè)工藝的基建投資和占地 面積增加； 一級(jí)工藝則由于使專(zhuān)性厭氧的厭氧氨氧化細(xì)菌長(zhǎng)期處于一定濃度的有氧環(huán)境中， 從而在一定程度上降低了厭氧氨氧化細(xì)菌的活性。因此，如何同時(shí)解決一級(jí)工藝中厭氧氨氧化細(xì)菌長(zhǎng)期受到溶解氧抑制的問(wèn)題和兩級(jí)工藝中短程硝化代謝產(chǎn)物(亞硝酸鹽)的積累對(duì)反 應(yīng)中微生物產(chǎn)生抑制的問(wèn)題，以更加充分的發(fā)揮短程硝化和厭氧氨氧化組合工藝的生物脫氮 能力，就成為本領(lǐng)域所面臨的一大難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，在充分吸取上述一級(jí)工藝和兩 級(jí)工藝優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提供一種運(yùn)行靈活、管理方便、污泥產(chǎn)量小、能耗低、基建運(yùn)行費(fèi)用 小、脫氮效率高且處理效果穩(wěn)定的序批式內(nèi)循環(huán)生物脫氮工藝，還提供一種設(shè)備緊湊、使用 方便、成本投入小且能有效應(yīng)用于本發(fā)明工藝的生物脫氮裝置。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案為一種序批式內(nèi)循環(huán)生物脫氮工藝，主要 包括進(jìn)水、生物脫氮反應(yīng)、沉淀和排水排泥四個(gè)步驟，其特征在于所述生物脫氮反應(yīng)為包 括短程硝化處理、脫氧處理、厭氧氨氧化處理的內(nèi)循環(huán)式反應(yīng)；所述內(nèi)循環(huán)是指由短程硝化 處理到脫氧處理、由脫氧處理到厭氧氨氧化處理、最后回到短程硝化處理的三步循環(huán)；所述 短程硝化處理、脫氧處理、厭氧氨氧化處理分別是在同一反應(yīng)器中互相連通的三個(gè)不同反應(yīng) 區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。
上述技術(shù)方案的進(jìn)水步驟中，應(yīng)先將待處理水的pH值調(diào)節(jié)至7.7~8.0，再將調(diào)pH值后 的待處理水輸送到所述反應(yīng)器的短程硝化處理反應(yīng)區(qū)域內(nèi)。
上述技術(shù)方案的短程硝化處理反應(yīng)區(qū)域內(nèi)，溶解氧濃度控制在1.0~1.5mg/L;所述厭氧氨 氧化處理反應(yīng)區(qū)域內(nèi)的液流速度控制在0.5~0.8m/h。
上述技術(shù)方案中，所述短程硝化處理反應(yīng)區(qū)域和脫氧處理反應(yīng)區(qū)域是通過(guò)一曝氣裝置分 隔；在整個(gè)生物脫氮工藝過(guò)程中，可根據(jù)待處理水的水質(zhì)和處理深度要求的不同對(duì)曝氣裝置 的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而改變短程硝化處理反應(yīng)區(qū)域的體積，操作非常方便靈活。
整個(gè)生物脫氮過(guò)程的基本原理是待處理水中的氨氮在短程硝化處理反應(yīng)區(qū)域中受亞硝 酸鹽細(xì)菌的生物作用而被轉(zhuǎn)化成亞硝酸鹽，為厭氧氨氧化處理反應(yīng)區(qū)域提供反應(yīng)基質(zhì)，亞硝 酸鹽和氨氮在厭氧氨氧化處理反應(yīng)區(qū)域內(nèi)的厭氧氨氧化細(xì)菌作用下發(fā)生反應(yīng)，并生成氮?dú)狻?脫氧處理反應(yīng)區(qū)域中富集了大量的兼性微生物，能夠徹底消耗污水從短程硝化處理反應(yīng)區(qū)域 攜帶的溶解氧，避免溶解氧隨污水進(jìn)入?yún)捬醢毖趸幚矸磻?yīng)區(qū)域而形成對(duì)厭氧氨氧化細(xì)菌的 有氧抑制；污水在生物脫氮裝置中循環(huán)脫氮的同時(shí)，污水中的部分有機(jī)物也被生物脫氮裝置 中的一些微生物消耗而轉(zhuǎn)化為二氧化碳或者甲烷。
本發(fā)明還提供一種用于上述工藝中的生物脫氮裝置，其特征在于所述生物脫氮裝置的反 應(yīng)空間被分隔為三個(gè)互相連通的短程硝化處理反應(yīng)區(qū)域、脫氧處理反應(yīng)區(qū)域和厭氧氨氧化處 理反應(yīng)區(qū)域，所述短程硝化處理反應(yīng)區(qū)域的底部通過(guò)一曝氣裝置中預(yù)留的孔隙與脫氧處理反應(yīng)區(qū)域的頂部相連通，所述脫氧處理反應(yīng)區(qū)域的底部通過(guò)內(nèi)循環(huán)泵和布水器與厭氧氨氧化處 理反應(yīng)區(qū)域的底部相連通，所述厭氧氨氧化處理反應(yīng)區(qū)域的頂部通過(guò)一出水口與短程硝化處 理反應(yīng)區(qū)域的頂部相連通；所述內(nèi)循環(huán)泵設(shè)于脫氧處理反應(yīng)區(qū)域的底部，所述布水器設(shè)于厭 氧氨氧化處理反應(yīng)區(qū)域的底部；所述脫氧處理反應(yīng)區(qū)域內(nèi)開(kāi)設(shè)有排泥口和排水口，所述厭氧 氨氧化處理反應(yīng)區(qū)域內(nèi)開(kāi)設(shè)有排泥口和導(dǎo)氣口 。
作為對(duì)上述技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述生物脫氮裝置主要是由兩個(gè)相互嵌套的外筒和 內(nèi)筒組成，外筒上方敞口，內(nèi)筒上方帶有封蓋，內(nèi)筒底部由一多孔型支撐架支承并固定于外 筒的中央；所述厭氧氨氧化處理反應(yīng)區(qū)域設(shè)于內(nèi)筒的內(nèi)腔中；所述曝氣裝置設(shè)于內(nèi)筒和外筒 之間形成的環(huán)狀空腔的中部，所述短程硝化處理反應(yīng)區(qū)域設(shè)于曝氣裝置以上的環(huán)狀空腔中， 所述脫氧處理反應(yīng)區(qū)域設(shè)于曝氣裝置以下由內(nèi)筒和外筒圍成的空腔中。
上述技術(shù)方案中，所述排泥口可設(shè)在脫氧處理反應(yīng)區(qū)域和厭氧氨氧化處理反應(yīng)區(qū)域的底 部污泥淤積處，所述排水口可設(shè)在脫氧處理反應(yīng)區(qū)域上部，所述導(dǎo)氣口可設(shè)在厭氧氨氧化處 理反應(yīng)區(qū)域的頂部；還可以在短程硝化處理反應(yīng)區(qū)域上部開(kāi)設(shè)一取樣口，以便于檢測(cè)裝置中 的物質(zhì)成分及其濃度。
上述生物脫氮裝置中，所述短程硝化處理反應(yīng)區(qū)域內(nèi)設(shè)有第一附著式生物生長(zhǎng)系統(tǒng)，該 系統(tǒng)釆用懸掛式填料，該填料上富集有亞硝酸鹽細(xì)菌；所述脫氧處理反應(yīng)區(qū)域內(nèi)設(shè)有第二附 著式生物生長(zhǎng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用規(guī)整型填料，該規(guī)整型填料上富集有兼性微生物(兼性微生 物在污水處理系統(tǒng)中廣泛存在，在生物脫氮裝置的運(yùn)行過(guò)程中，兼性微生物會(huì)隨著亞硝酸鹽 細(xì)菌和厭氧氨氧化細(xì)菌的富集而逐漸富集)；所述厭氧氨氧化處理反應(yīng)區(qū)域內(nèi)采用懸浮式生物 生長(zhǎng)系統(tǒng)，該懸浮式生物生長(zhǎng)系統(tǒng)內(nèi)包含有厭氧氨氧化細(xì)菌組成的絮狀污泥或顆粒污泥。
上述生物脫氮裝置中，所述懸掛式填料為半軟性組合填料，該填料在第一附著式生物生 長(zhǎng)系統(tǒng)內(nèi)的填充比為30%~50%;所述規(guī)整型填料為鮑爾環(huán)或陶瓷環(huán)，該填料在第二附著式生 物生長(zhǎng)系統(tǒng)內(nèi)的填充比為20%~40%。
上述生物脫氮裝置中，所述脫氧處理反應(yīng)區(qū)域的下部裝設(shè)有一分離污水和污泥的泥水分 離器。
上述生物脫氮裝置中，所述厭氧氨氧化處理反應(yīng)區(qū)域的頂部設(shè)有一通向所述導(dǎo)氣口和出 水口的三相分離器，三相分離器的作用主要是將泥、水、氣進(jìn)行有效分離；經(jīng)三相分離器分 離后的污水直接進(jìn)入短程硝化處理反應(yīng)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行循環(huán)反應(yīng)，分離后的氣體通過(guò)導(dǎo)氣口經(jīng)由 導(dǎo)管導(dǎo)出，污泥則被截留在厭氧氨氧化處理反應(yīng)區(qū)域內(nèi)。
上述生物脫氮裝置中，所述內(nèi)循環(huán)泵和布水器通過(guò)管道連接。內(nèi)循環(huán)泵提供的動(dòng)力使污 水在所述三個(gè)區(qū)域中不斷循環(huán)、反應(yīng)，所述布水器使厭氧氨氧化處理反應(yīng)區(qū)域中的污水混合均勻，提高反應(yīng)效率。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的生物脫氮工藝的優(yōu)點(diǎn)在于首先，本發(fā)明的序批式內(nèi)循環(huán)生 物脫氮工藝既具有序批式工藝設(shè)備緊湊、運(yùn)行靈活的特點(diǎn)，又具有內(nèi)循環(huán)工藝容積負(fù)荷高、 占地面積省、抗低溫能力強(qiáng)的特點(diǎn)；將短程硝化單元和厭氧氨氧化單元進(jìn)行高效集成，省去 一些多余的管道、處理設(shè)施和操作程序，降低了能耗并簡(jiǎn)化了工藝過(guò)程的管理；其次，短程 硝化處理和厭氧氨氧化處理實(shí)現(xiàn)了同歩的獨(dú)立操作和實(shí)時(shí)協(xié)作，短程硝化處理及時(shí)為厭氧氨 氧化處理提供反應(yīng)基質(zhì)，而厭氧氨氧化處理則及時(shí)為短程硝化處理消除亞硝酸鹽的毒性；再 次，在內(nèi)循環(huán)操作條件下，短程硝化處理產(chǎn)生的酸度與厭氧氨氧化處理產(chǎn)生的堿度能夠及時(shí) 中和，減少反應(yīng)過(guò)程中為保持各區(qū)pH值而消耗的酸堿，減小了工藝成本；最后，本發(fā)明工 藝在短程硝化處理與厭氧氨氧化處理之間增設(shè)一脫氧處理工序，避免了溶解氧隨污水進(jìn)入?yún)?氧氨氧化區(qū)而形成對(duì)厭氧氨氧化細(xì)菌的有氧抑制。
本發(fā)明的生物脫氮裝置能夠有效地應(yīng)用于上述序批式內(nèi)循環(huán)生物脫氮工藝中，實(shí)現(xiàn)本發(fā) 明工藝的發(fā)明目的和技術(shù)效果，且該生物脫氮裝置本身也具有設(shè)備緊湊、使用方便、成本投 入較小、處理效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
綜上所述，本發(fā)明具有運(yùn)行靈活、管理方便、污泥產(chǎn)量小、能耗低、基建運(yùn)行費(fèi)用小、 脫氮效率高且處理效果穩(wěn)定等特點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)廢水、屠宰場(chǎng)廢水、小城鎮(zhèn)生 活污水、垃圾滲濾液、生物制藥廢水等的處理，特別適用于碳氮比偏低、而普通脫氮工藝又 不能有效處理的各種高氨氮廢水的脫氮處理。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的生物脫氮裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 圖例說(shuō)明
A——短程硝化處理反應(yīng)區(qū)域 C——厭氧氨氧化處理反應(yīng)區(qū)域
b——排水口
d——脫氧區(qū)底排泥口
f——導(dǎo)氣口
B——脫氧處理反應(yīng)區(qū)域 a——取樣口
1、外筒
3、曝氣裝置 5、內(nèi)循環(huán)泵
7、第一附著式生物生長(zhǎng)系統(tǒng) 9、泥水分離器
-側(cè)排泥口 -出水口 g_~厭氧區(qū)底排泥口 2、內(nèi)筒 4、布水器 6、三相分離器 8、第二附著式生物生長(zhǎng)系統(tǒng) 10、多孔型支撐架
711、底盤(pán)支撐架具體實(shí)施方式
實(shí)施例
一種本發(fā)明的生物脫氮工藝需要用到的如圖l所示的生物脫氮裝置(以下簡(jiǎn)稱(chēng)"裝置")， 該裝置主要是由兩個(gè)相互嵌套的外筒1和內(nèi)筒2組成。外筒1為一上方敞口的圓筒形結(jié)構(gòu)， 外筒l放置于底盤(pán)支撐架ll上并由其支承；內(nèi)筒2為上方帶有封蓋的圓筒形結(jié)構(gòu)，其底部由 一多孔型支撐架IO支承并固定于外筒1的中央。內(nèi)筒2的內(nèi)腔設(shè)為厭氧氨氧化處理反應(yīng)區(qū)域 C (以下簡(jiǎn)稱(chēng)"區(qū)域C")，而互相嵌套的內(nèi)筒2和外筒1之間形成一環(huán)狀空腔，該環(huán)狀空腔中 部設(shè)有一環(huán)形的曝氣裝置3，曝氣裝置3以上的環(huán)狀空腔設(shè)為短程硝化處理反應(yīng)區(qū)域A (以 下簡(jiǎn)稱(chēng)"區(qū)域A")，曝氣裝置3以下由內(nèi)筒2和外筒1圍成的的環(huán)狀空腔(包括多孔型支撐架 IO所圍成的圓柱形空腔)設(shè)為脫氧處理反應(yīng)區(qū)域B (以下簡(jiǎn)稱(chēng)"區(qū)域B")。區(qū)域C頂部中央開(kāi) 設(shè)有導(dǎo)氣口f，并通過(guò)導(dǎo)管連通到裝置外；靠近區(qū)域C頂部的內(nèi)筒2側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有出水口e, 并連通至區(qū)域A的頂部;通過(guò)在區(qū)域C頂部附近設(shè)置一三相分離器6將區(qū)域C中產(chǎn)生的污水、 廢氣分別引導(dǎo)至出水口e和導(dǎo)氣口f。區(qū)域C底部設(shè)有一布水器4，布水器4通過(guò)管道與區(qū)域 B底部設(shè)置的內(nèi)循環(huán)泵5連通。區(qū)域A頂部與出水口e相連通，區(qū)域A通過(guò)曝氣裝置3中預(yù) 留的孔隙與區(qū)域B的頂部相連通，區(qū)域B底部通過(guò)內(nèi)循環(huán)泵5和布水器4與區(qū)域C的底部相 連通，內(nèi)循環(huán)泵5設(shè)于外筒1底部的多孔型支撐架10內(nèi)。
區(qū)域A的外筒1側(cè)壁上設(shè)有一取樣口 a，區(qū)域B上部的外筒1側(cè)壁上開(kāi)設(shè)有排水口 b， 區(qū)域B下部設(shè)有一分離污水和污泥的泥水分離器9，泥水分離器9與外筒1側(cè)壁上開(kāi)設(shè)的側(cè) 排泥口 c相連通；在區(qū)域B底部的污泥淤積處設(shè)有脫氧區(qū)底排泥口 d，在區(qū)域C底部的污泥 淤積處還設(shè)有厭氧區(qū)底排泥口 g。
區(qū)域A內(nèi)設(shè)有第一附著式生物生長(zhǎng)系統(tǒng)7，其填料采用半軟性組合填料(例如選用 CN2032614A中公開(kāi)的填料)，其在第一附著式生物生長(zhǎng)系統(tǒng)7內(nèi)的填充比(體積)為40%， 亞硝酸鹽細(xì)菌富集于該懸掛式填料上；在區(qū)域B內(nèi)的排水口 b與泥水分離器9之間設(shè)有第二 附著式生物生長(zhǎng)系統(tǒng)8，其內(nèi)部填充規(guī)整型填料(如鮑爾環(huán)、陶瓷環(huán)等)，其在第二附著式生 物生長(zhǎng)系統(tǒng)8內(nèi)的填充比為30%;區(qū)域C采用懸浮式生物生長(zhǎng)系統(tǒng)，厭氧氨氧化細(xì)菌組成的 絮狀污泥或顆粒污泥包含于該懸浮式生物生長(zhǎng)系統(tǒng)內(nèi)。
本實(shí)施例的生物脫氮工藝包括進(jìn)水、生物脫氮反應(yīng)、沉淀和排水排泥四個(gè)步驟，其具體 工藝過(guò)程如下
①進(jìn)水將待處理水的pH值調(diào)節(jié)至7.8左右，先不開(kāi)啟曝氣裝置3和內(nèi)循環(huán)泵5，通過(guò) 裝置外部的進(jìn)水泵直接從外筒1頂部的敞口進(jìn)水；② 生物脫氮反應(yīng)待處理水進(jìn)入?yún)^(qū)域A后，同時(shí)開(kāi)啟曝氣裝置3和內(nèi)循環(huán)泵5，曝氣裝 置3為區(qū)域A內(nèi)的待處理水提供溶解氧，并將溶解氧濃度控制在1.0~1.5mg/L，在區(qū)域A中 亞硝酸鹽細(xì)菌的生物作用下，污水中的氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮；之后污水經(jīng)過(guò)曝氣裝置3的 孔隙流入?yún)^(qū)域B內(nèi)，污水經(jīng)過(guò)其中填料的脫氧、并經(jīng)多孔型支撐架10的過(guò)濾后進(jìn)入到內(nèi)筒2 下方的區(qū)域B內(nèi)；在區(qū)域B內(nèi)設(shè)置的內(nèi)循環(huán)泵5的作用下，污水被泵送到區(qū)域C底部的布水 器4中，并通過(guò)布水器4產(chǎn)生均勻的上向流， 一直上涌到區(qū)域C頂部的三相分離器6處，污 水在區(qū)域C內(nèi)的升流速度為0.5~0.8m/h;在區(qū)域C中懸浮式生物生長(zhǎng)系統(tǒng)內(nèi)的厭氧氨氧化細(xì) 菌的生物作用下，生成的廢氣(如N2、 C02、 CH4等)從三相分離器6的導(dǎo)氣口f排出裝置， 處理后的污水從三相分離器6的出水口 e重新進(jìn)入到區(qū)域A內(nèi)進(jìn)行循環(huán)處理； 一般情況下， 循環(huán)處理的時(shí)間越長(zhǎng)，脫氮越充分，脫氮效果越好，但一個(gè)循環(huán)周期的時(shí)間一般控制在8 24 小時(shí)，本實(shí)施例中該批次的待處理水的循環(huán)處理時(shí)間為8小時(shí)；
③ 沉淀 一個(gè)循環(huán)周期結(jié)束后，停止曝氣裝置3和內(nèi)循環(huán)泵5，利用自然沉降將裝置中 的廢水和污泥進(jìn)行分離；
@排水排泥沉淀過(guò)程完成后，從設(shè)置在區(qū)域B的排水口b排出沉淀后的廢水，從泥水 分離器9連通的側(cè)排泥口 c、區(qū)域B底部的脫氧區(qū)底排泥口 d和區(qū)域C底部的厭氧區(qū)底排泥 口g排出剩余的污泥。
上述區(qū)域A和區(qū)域B的體積可以通過(guò)調(diào)整曝氣裝置3的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而改變區(qū)域A 與區(qū)域B的體積比，以適應(yīng)不同進(jìn)水中有機(jī)物和氨氮負(fù)荷的變化。
權(quán)利要求
1、一種序批式內(nèi)循環(huán)生物脫氮工藝，主要包括進(jìn)水、生物脫氮反應(yīng)、沉淀和排水排泥四個(gè)步驟，其特征在于所述生物脫氮反應(yīng)為包括短程硝化處理、脫氧處理、厭氧氨氧化處理的內(nèi)循環(huán)式反應(yīng)；所述內(nèi)循環(huán)是指由短程硝化處理到脫氧處理、由脫氧處理到厭氧氨氧化處理、最后回到短程硝化處理的三步循環(huán)；所述短程硝化處理、脫氧處理、厭氧氨氧化處理分別是在同一反應(yīng)器中互相連通的三個(gè)不同反應(yīng)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的序批式內(nèi)循環(huán)生物脫氮工藝，其特征在于所述進(jìn)水步驟中， 先將待處理水的pH值調(diào)節(jié)至7.7~8.0，再將調(diào)pH值后的待處理水輸送到所述反應(yīng)器的短程 硝化處理反應(yīng)區(qū)域內(nèi)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的序批式內(nèi)循環(huán)生物脫氮工藝，其特征在于所述短程硝化處理反應(yīng)區(qū)域內(nèi)的溶解氧濃度控制在1.0~1.5mg/L;所述厭氧氨氧化處理反應(yīng)區(qū)域內(nèi)的液流速度控 制在0.5~0.8m/h。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的序批式內(nèi)循環(huán)生物脫氮工藝，其特征在于所述短程硝化處理反 應(yīng)區(qū)域和脫氧處理反應(yīng)區(qū)域是通過(guò)一曝氣裝置分隔；在所述生物脫氮工藝過(guò)程中，根據(jù)不同的待處理水的水質(zhì)和處理深度來(lái)對(duì)曝氣裝置的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)。
5、 一種用于權(quán)利要求1~4中任一項(xiàng)所述工藝的生物脫氮裝置，其特征在于所述生物脫氮 裝置的反應(yīng)空間被分隔為三個(gè)互相連通的短程硝化處理反應(yīng)區(qū)域、脫氧處理反應(yīng)區(qū)域和厭氧 氨氧化處理反應(yīng)區(qū)域，所述短程硝化處理反應(yīng)區(qū)域的底部通過(guò)一曝氣裝置中預(yù)留的孔隙與脫 氧處理反應(yīng)區(qū)域的頂部相連通，所述脫氧處理反應(yīng)區(qū)域的底部通過(guò)內(nèi)循環(huán)泵和布水器與厭氧 氨氧化處理反應(yīng)區(qū)域的底部相連通，所述厭氧氨氧化處理反應(yīng)區(qū)域的頂部通過(guò)一出水口與短 程硝化處理反應(yīng)區(qū)域的頂部相連通；所述內(nèi)循環(huán)泵設(shè)于脫氧處理反應(yīng)區(qū)域的底部，所述布水 器設(shè)于厭氧氨氧化處理反應(yīng)區(qū)域的底部；所述脫氧處理反應(yīng)區(qū)域內(nèi)開(kāi)設(shè)有排泥口和排水口， 所述厭氧氨氧化處理反應(yīng)區(qū)域內(nèi)開(kāi)設(shè)有排泥口和導(dǎo)氣口 。
6、 根據(jù)權(quán)利要求5所述工藝的生物脫氮裝置，其特征在于所述生物脫氮裝置主要是由兩 個(gè)相互嵌套的外筒和內(nèi)筒組成，外筒上方敞口，內(nèi)筒上方帶有封蓋，內(nèi)筒底部由一多孔型支 撐架支承并固定于外筒的中央；所述厭氧氨氧化處理反應(yīng)區(qū)域設(shè)于內(nèi)筒的內(nèi)腔中；所述曝氣 裝置設(shè)于內(nèi)筒和外筒之間形成的環(huán)狀空腔的中部，所述短程硝化處理反應(yīng)區(qū)域設(shè)于曝氣裝置 以上的環(huán)狀空腔中，所述脫氧處理反應(yīng)區(qū)域設(shè)于曝氣裝置以下由內(nèi)筒和外筒圍成的空腔中。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的生物脫氮裝置，其特征在于所述短程硝化處理反應(yīng)區(qū)域 內(nèi)設(shè)有第一附著式生物生長(zhǎng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用懸掛式填料，該填料上富集有亞硝酸鹽細(xì)菌； 所述脫氧處理反應(yīng)區(qū)域內(nèi)設(shè)有第二附著式生物生長(zhǎng)系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用規(guī)整型填料，該規(guī)整型 填料上富集有兼性微生物；所述厭氧氨氧化處理反應(yīng)區(qū)域內(nèi)采用懸浮式生物生長(zhǎng)系統(tǒng)，該懸浮式生物生長(zhǎng)系統(tǒng)內(nèi)包含有厭氧氨氧化細(xì)菌組成的絮狀污泥或顆粒污泥。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的生物脫氮裝置，其特征在于所述懸掛式填料為軟性或半軟性 填料，該填料在第一附著式生物生長(zhǎng)系統(tǒng)內(nèi)的填充比為30% 50%;所述規(guī)整型填料為鮑爾環(huán) 或陶瓷環(huán)，該填料在第二附著式生物生長(zhǎng)系統(tǒng)內(nèi)的填充比為20%~40%。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8所述的生物脫氮裝置，其特征在于所述厭氧氨氧化處理反應(yīng)區(qū)域的 頂部設(shè)有一通向所述導(dǎo)氣口和出水口的三相分離器，所述脫氧處理反應(yīng)區(qū)域的下部裝設(shè)有一 分離污水和污泥的泥水分離器。
10、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的生物脫氮裝置，其特征在于所述厭氧氨氧化處理反應(yīng) 區(qū)域的頂部設(shè)有一通向所述導(dǎo)氣口和出水口的三相分離器，所述脫氧處理反應(yīng)區(qū)域的下部裝 設(shè)有一分離污水和污泥的泥水分離器。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種序批式內(nèi)循環(huán)生物脫氮工藝，主要包括進(jìn)水、生物脫氮反應(yīng)、沉淀和排水排泥四個(gè)步驟，生物脫氮反應(yīng)又包括由短程硝化處理到脫氧處理、由脫氧處理到厭氧氨氧化處理、最后回到短程硝化處理的內(nèi)循環(huán)式反應(yīng)，短程硝化處理、脫氧處理、厭氧氨氧化處理分別是在同一反應(yīng)器中互相連通的三個(gè)不同反應(yīng)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行。本發(fā)明還公開(kāi)了一種生物脫氮裝置，該裝置被分隔為三個(gè)互相連通的短程硝化處理反應(yīng)區(qū)域、脫氧處理反應(yīng)區(qū)域和厭氧氨氧化處理反應(yīng)區(qū)域，該裝置中還設(shè)有曝氣裝置、內(nèi)循環(huán)泵、布水器等相關(guān)設(shè)備。本發(fā)明的工藝運(yùn)行管理方便，能耗低，脫氮效率高且處理效果穩(wěn)定，與本發(fā)明工藝配套的裝置則具有設(shè)備緊湊、使用方便、成本投入小等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F3/10GK101514064SQ20091004303
公開(kāi)日2009年8月26日 申請(qǐng)日期2009年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月3日
發(fā)明者劉婕絲, 孫紅松, 長(zhǎng) 張, 徐崢勇, 明 曹, 曾光明, 楊朝暉 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)