本發(fā)明屬于污水處理，具體涉及一種漂浮沖流式短程硝化-厭氧氨氧化耦合脫氮裝置。

背景技術(shù)：

1、與污水處理技術(shù)相比，我國(guó)污泥處理處置技術(shù)發(fā)展較晚，早期建設(shè)的污水處理廠普遍存在“重水輕泥”的傾向，追求污水處理率，而忽略污泥的最終處理處置，且大多數(shù)污水處理廠沒有完善配套的污泥處理設(shè)施。據(jù)統(tǒng)計(jì)，污泥常用處置方式占比分別為干化焚燒10％、填埋6％、堆肥1％，未妥善處置污泥比例高達(dá)83％。專家研究預(yù)判，每年未妥善處置的污泥數(shù)量已經(jīng)超過3000萬噸，這些未妥善處置的污泥含水率通常在80％以上，且無序填埋在填埋場(chǎng)中。經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的填埋和厭氧消化，填埋坑產(chǎn)生了大量無法得到處理的高氨氮濃度、低可生物降解有機(jī)質(zhì)、具有惡臭的污泥滲濾液，對(duì)周邊土地安全及居民健康產(chǎn)生嚴(yán)重威脅。近年來，隨著我國(guó)對(duì)污泥處理的重視，未妥善處置的污泥填埋場(chǎng)均需實(shí)現(xiàn)污泥的減量化和無害化處理處置，在污泥處理處置過程中有大量的污泥滲濾液需要進(jìn)行處理。然而，國(guó)內(nèi)外尚無能夠?qū)ι鲜鑫勰酀B濾液進(jìn)行原位脫氮和凈化的有效技術(shù)手段。

2、相關(guān)研究表明，短程硝化和厭氧氨氧化過程等全程自養(yǎng)脫氮技術(shù)是當(dāng)今污水生物脫氮領(lǐng)域最具競(jìng)爭(zhēng)力和最有發(fā)展前景的技術(shù)之一。具體來看，廢水生物脫氮一般由硝化和反硝化兩個(gè)過程完成，而硝化過程分為氨氧化階段和亞硝態(tài)氮氧化階段，這兩個(gè)階段分別由氨氧化菌(aob)和亞硝態(tài)氮氧化菌(nob)獨(dú)立催化完成，第一階段是在aob的作用下，將氨氮nh4+-n氧化為亞硝態(tài)氮no2--n，而第二階段是在nob的作用下，將亞硝態(tài)氮no2--n氧化為硝態(tài)氮no3--n。短程硝化的原理是：由于硝化反應(yīng)是由兩類生理特性完全不同的細(xì)菌獨(dú)立催化完成的不同反應(yīng)，所以通過適當(dāng)控制條件，可以將硝化反應(yīng)控制在no2--n階段，阻止no2--n的進(jìn)一步氧化，實(shí)現(xiàn)短程硝化。厭氧氨氧化的原理是：在厭氧或缺氧條件下，anammox菌直接以nh4+-n為電子供體，以no2--n為電子受體，將nh4+-n、no2--n轉(zhuǎn)變成n2。在這個(gè)過程中，nh4+-n的氧化無需分子態(tài)氧的參與，而no2--n的還原也無需有機(jī)物參與。

3、基于短程硝化和厭氧氨氧化的原理及特點(diǎn)，如能將二者結(jié)合起來，開發(fā)短程硝化-厭氧氨氧化耦合的全程自養(yǎng)脫氮技術(shù)，則可預(yù)見其與傳統(tǒng)硝化-反硝化脫氮技術(shù)相比，具有無需外加碳源、節(jié)省供氧能耗、脫氮效率高、無需排泥等優(yōu)勢(shì)，經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益顯著。與此同時(shí)，微生物掛膜填料技術(shù)是將微生物固定于填料載體上，使微生物細(xì)胞與水體接觸并保持良好的生物活性，能夠強(qiáng)化微生物乃至整個(gè)處理工藝的功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種漂浮沖流式短程硝化-厭氧氨氧化耦合脫氮裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足。

2、為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

3、提供一種漂浮沖流式短程硝化-厭氧氨氧化耦合脫氮裝置，其中，包括裝置本體，所述裝置本體包括具有長(zhǎng)形殼體的可曲撓罩體，所述長(zhǎng)形殼體沿長(zhǎng)度方向的前后兩端分別設(shè)有相互連通的前中空腔室和后中空腔室，所述前中空腔室內(nèi)設(shè)有短程硝化功能微生物懸掛填料，所述后中空腔室內(nèi)設(shè)有厭氧氨氧化功能微生物懸掛填料，所述長(zhǎng)形殼體位于所述前中空腔室和所述后中空腔室之間的區(qū)域沿豎向可曲撓，所述長(zhǎng)形殼體的前端面設(shè)有進(jìn)水口，后端面設(shè)有出水口，所述長(zhǎng)形殼體上設(shè)有動(dòng)力件、浮力件和推進(jìn)器，所述動(dòng)力件為所述浮力件和所述推進(jìn)器提供動(dòng)力輸出。

4、如所述漂浮沖流式短程硝化-厭氧氨氧化耦合脫氮裝置，其中，所述浮力件包括第一氣囊、第二氣囊、空氣泵和帶電子閥的輸氣管道，所述第一氣囊位于所述長(zhǎng)形殼體的前端底部，所述第二氣囊位于所述長(zhǎng)形殼體的后端底部，所述空氣泵通過所述輸氣管道分別連接所述第一氣囊和所述第二氣囊。

5、如所述漂浮沖流式短程硝化-厭氧氨氧化耦合脫氮裝置，其中，所述長(zhǎng)形殼體的底部側(cè)面設(shè)有障礙物探頭和水質(zhì)探頭。

6、如所述漂浮沖流式短程硝化-厭氧氨氧化耦合脫氮裝置，其中，所述浮力件還包括中控器，所述空氣泵向所述第一氣囊和所述第二氣囊的充氣量根據(jù)污泥滲濾液的水質(zhì)情況通過所述中控器進(jìn)行自由調(diào)節(jié)。

7、如所述漂浮沖流式短程硝化-厭氧氨氧化耦合脫氮裝置，其中，當(dāng)所述水質(zhì)探頭檢測(cè)到水中的氨氮濃度與亞硝態(tài)氮濃度相差不超過20％時(shí)，所述中控器調(diào)節(jié)所述第一氣囊和所述第二氣囊的充氣量一致，使得所述可曲撓罩體的頂部剛好露出上浮污泥滲濾液的液面；當(dāng)所述水質(zhì)探頭檢測(cè)到水中的氨氮濃度高于亞硝態(tài)氮濃度20％以上時(shí)，所述中控器調(diào)節(jié)所述第一氣囊的充氣量小于所述第二氣囊的充氣量，使得所述可曲撓罩體的前端頂部剛好露出上浮污泥滲濾液的液面，所述可曲撓罩體的后端則上浮至液面以上，以此強(qiáng)化短程硝化作用，所述可曲撓罩體的后端上浮程度最多不至于使得所述出水口的頂部露出液面；當(dāng)所述水質(zhì)探頭檢測(cè)到水中的氨氮濃度低于亞硝態(tài)氮濃度20％以上時(shí)，所述中控器調(diào)節(jié)所述第一氣囊的充氣量大于所述第二氣囊的充氣量，使得所述可曲撓罩體的前端頂部上浮至液面以上，所述可曲撓罩體的后端剛好露出上浮污泥滲濾液的液面，以此強(qiáng)化厭氧氨氧化作用，所述可曲撓罩體的前端上浮程度最多不至于使得所述進(jìn)水口的底部露出液面。

8、如所述漂浮沖流式短程硝化-厭氧氨氧化耦合脫氮裝置，其中，所述前中空腔室內(nèi)還設(shè)有增氧件，所述增氧件連接所述輸氣管道。

9、如所述漂浮沖流式短程硝化-厭氧氨氧化耦合脫氮裝置，其中，所述增氧件為設(shè)于所述前中空腔室內(nèi)底部的微米曝氣盤，所述微米曝氣盤上設(shè)有多個(gè)微米曝氣盤噴頭。

10、如所述漂浮沖流式短程硝化-厭氧氨氧化耦合脫氮裝置，其中，所述推進(jìn)器為一組且左右并列設(shè)于所述長(zhǎng)形殼體的底部靠近所述第二氣囊的位置，所述推進(jìn)器包括推進(jìn)器安裝架、推進(jìn)器電機(jī)、推進(jìn)器扇和推進(jìn)器保護(hù)罩，所述推進(jìn)器安裝架固定于所述長(zhǎng)形殼體的底側(cè)，所述推進(jìn)器電機(jī)固定于所述推進(jìn)器安裝架內(nèi)，所述推進(jìn)器扇固定于所述推進(jìn)器電機(jī)的輸出端上，所述推進(jìn)器保護(hù)罩固定于所述推進(jìn)器安裝架的側(cè)面，所述推進(jìn)器扇位于所述推進(jìn)器保護(hù)罩內(nèi)，兩個(gè)所述推進(jìn)器通過轉(zhuǎn)速的差異控制所述裝置本體轉(zhuǎn)向。

11、如所述漂浮沖流式短程硝化-厭氧氨氧化耦合脫氮裝置，其中，所述動(dòng)力件為風(fēng)力發(fā)電組件，所述風(fēng)力發(fā)電組件包括固定于所述長(zhǎng)形殼體頂側(cè)的發(fā)電機(jī)殼體，所述發(fā)電機(jī)殼體上轉(zhuǎn)動(dòng)安裝有轉(zhuǎn)動(dòng)桿，所述轉(zhuǎn)動(dòng)桿的頂端等距固定有三個(gè)連接桿，三個(gè)所述連接桿上分別固定有風(fēng)力板，所述發(fā)電機(jī)殼體內(nèi)設(shè)有發(fā)電機(jī)和蓄電池，所述發(fā)電機(jī)的輸入端連接所述轉(zhuǎn)動(dòng)桿，所述發(fā)電機(jī)和所述蓄電池電性連接。

12、如所述漂浮沖流式短程硝化-厭氧氨氧化耦合脫氮裝置，其中，所述可曲撓罩體包括橡膠外殼和依次連接的第一金屬骨架、活動(dòng)連接桿、第二金屬骨架，所述橡膠外殼固定套接于所述第一金屬骨架和所述第二金屬骨架上，所述第一金屬骨架和所述第二金屬骨架通過所述活動(dòng)連接桿實(shí)現(xiàn)活動(dòng)連接。

13、如所述漂浮沖流式短程硝化-厭氧氨氧化耦合脫氮裝置，其中，所述短程硝化功能微生物懸掛填料和所述厭氧氨氧化功能微生物懸掛填料之間設(shè)有網(wǎng)板，所述網(wǎng)板上設(shè)有透水的網(wǎng)孔。

14、如所述漂浮沖流式短程硝化-厭氧氨氧化耦合脫氮裝置，其中，所述短程硝化功能微生物懸掛填料和所述厭氧氨氧化功能微生物懸掛填料的排布方式均采用田字格式均勻排布。

15、本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是：

16、1、技術(shù)創(chuàng)新與環(huán)境適應(yīng)性

17、本發(fā)明結(jié)合了短程硝化和厭氧氨氧化兩種生物脫氮技術(shù)，創(chuàng)新性地將它們?cè)谝粋€(gè)可曲撓罩體內(nèi)部實(shí)現(xiàn)耦合，這種設(shè)計(jì)不僅提升了脫氮效率，而且減少了對(duì)外加碳源的需求，可曲撓罩體能夠適應(yīng)不同的水體環(huán)境，提高設(shè)備的環(huán)境適應(yīng)性和應(yīng)用范圍；

18、2、操作簡(jiǎn)便與經(jīng)濟(jì)效益

19、通過氣囊調(diào)節(jié)罩體兩部分的高度差，本發(fā)明可以根據(jù)實(shí)時(shí)水質(zhì)狀況調(diào)整處理速度和效果，這種設(shè)計(jì)降低了操作的復(fù)雜性，并提高了處理的靈活性和準(zhǔn)確性；此外，由于節(jié)省了額外的碳源供給和降低了供氧需求，本發(fā)明在運(yùn)行成本上具有明顯優(yōu)勢(shì)，提升了經(jīng)濟(jì)效益；

20、3、能源自給與環(huán)保效益

21、采用風(fēng)力發(fā)電組件為裝置供電，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了能源的自給自足，降低了對(duì)外部電源的依賴，減少了能源消耗，這種自給自足的能源方案，不僅降低了運(yùn)行成本，而且減少了環(huán)境污染，具有顯著的環(huán)保效益；

22、4、脫氮效率與無需排泥

23、本發(fā)明的脫氮效率高，可有效將氨氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓瑴p少了氮的排放，有助于改善水質(zhì)和保護(hù)生態(tài)環(huán)境，同時(shí)，由于耦合了短程硝化和厭氧氨氧化過程，減少了產(chǎn)泥量，降低了后續(xù)污泥處理的負(fù)擔(dān)；

24、5、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新與功能優(yōu)化

25、設(shè)備結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新，如可曲撓罩體、氣囊調(diào)節(jié)、微米曝氣盤等，不僅提高了處理效率，而且增強(qiáng)了設(shè)備的實(shí)用性和穩(wěn)定性，這些結(jié)構(gòu)創(chuàng)新使得設(shè)備在實(shí)際應(yīng)用中能更有效地適應(yīng)不同處理需求，提升了設(shè)備的功能性和實(shí)用價(jià)值；

26、6、便攜靈活與安全保障

27、本發(fā)明裝置尺寸較小，可通過車輛簡(jiǎn)單運(yùn)輸，即插即用，適用范圍較廣；可通過遠(yuǎn)程數(shù)字化智能操控使操作人員遠(yuǎn)離填埋場(chǎng)，避免因污泥及滲濾液散發(fā)的臭氣而導(dǎo)致中毒、窒息事件，保障處理過程人員安全。

28、綜上所述，本發(fā)明為污水處理行業(yè)提供了一種新的高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的脫氮方法，具有重要的實(shí)用價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。