一種一體化脫氮的污水處理裝置及污水處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種一體化脫氮的污水處理裝置。
[0002]本發(fā)明還涉及利用上述裝置進(jìn)行一體化反硝化-部分亞硝化-厭氧氨氧化污水處理的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]污水脫氮處理是控制受納水體富營養(yǎng)化的重要手段之一，生物脫氮是污水脫氮處理中應(yīng)用最為普遍的方法。傳統(tǒng)的硝化-反硝化脫氮工藝、A/0工藝等，通常使用投加碳源的手段來強(qiáng)化反硝化效果，這一手段也存在投加碳源是否過量的風(fēng)險(xiǎn)。因?yàn)槌鞘形鬯嫉绕毡檩^低(C0D/N < 4?6)，若碳源投加不足，出水會發(fā)生硝酸鹽類積累，造成出水總氮上升；碳源投加過量，出水中的有機(jī)碳會上升，出水依舊難以達(dá)標(biāo)。因此，尋找建立一種新型的、節(jié)能環(huán)保的污水脫氮系統(tǒng)對我國高效處理氨氮廢水具有重大意義。
[0004]厭氧氨氧化(anammox)工藝是一種新型的、節(jié)能環(huán)保的生物脫氮技術(shù)，利用亞硝酸鹽作為電子受體氧化氨氮，無需外加有機(jī)碳源，可實(shí)現(xiàn)自養(yǎng)生物脫氮。因此與傳統(tǒng)脫氮工藝相比，有效節(jié)約了大量能源和運(yùn)行成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種一體化高效脫氮的污水處理裝置。
[0006]本發(fā)明還涉及利用上述裝置進(jìn)行一體化反硝化-部分亞硝化-厭氧氨氧化污水處理的方法。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一體化脫氮的污水處理裝置，主要包括:
[0008]—上流式固定床連續(xù)流反應(yīng)器，外層為保溫層，內(nèi)層為反應(yīng)層，該反應(yīng)層分為上層反應(yīng)室和下層反應(yīng)室；
[0009]保溫層的上端和下端分別設(shè)有循環(huán)水浴的進(jìn)水口和出水口；
[0010]固定床連續(xù)流反應(yīng)器頂部設(shè)有排氣口、出水口和pH探頭伸入口；上流式反應(yīng)器的側(cè)壁設(shè)有不同高度的多個(gè)采樣口，各采樣口均由閥門控制；
[0011]上層反應(yīng)室內(nèi)裝填附有兼氧菌的無紡布填料，無紡布填料的下方設(shè)有一向上曝氣的曝氣裝置，曝氣裝置的下方設(shè)有三相分離器；
[0012]三相分離器的下方設(shè)有一圓形擋板，由三項(xiàng)分離器與圓形擋板之間形成彎曲的水流通道；
[0013I圓形擋板的下方為下層反應(yīng)室，下層反應(yīng)室內(nèi)裝填有b1fringe填料，b1fringe填料上附著反硝化菌;下層反應(yīng)器的底部為進(jìn)水口，進(jìn)水口上方設(shè)有一使反應(yīng)器內(nèi)布水均勻的布水器。
[0014]所述的污水處理裝置，其中，上流式反應(yīng)器為圓柱形殼體結(jié)構(gòu)，采用雙層有機(jī)玻璃制成。
[0015]所述的污水處理裝置，其中，上流式反應(yīng)器配有三個(gè)蠕動栗，分別用于進(jìn)水、循環(huán)、酸堿調(diào)節(jié)。
[0016]所述的污水處理裝置，其中，三相分離器為傾斜45°折板分離器。
[0017]所述的污水處理裝置，其中，下層反應(yīng)器的進(jìn)水口連接一用于調(diào)節(jié)進(jìn)水pH值的調(diào)節(jié)池。
[0018]所述的污水處理裝置，其中，pH探頭通過上層反應(yīng)室的pH探頭伸入口伸入至圓形擋板的上方，該pH探頭連接pH聯(lián)動儀。
[0019]利用本發(fā)明上述污水處理裝置進(jìn)行污水脫氮處理的方法:
[0020]待處理的污水通過調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)pH至7.2-7.5，經(jīng)過布水器均勻進(jìn)入上流式固定床連續(xù)流反應(yīng)器的下層反應(yīng)室，在附有反硝化菌的b1fringe填料的存在下進(jìn)行反硝化；
[0021]下層反應(yīng)室的污水通過三相分離器進(jìn)入上層反應(yīng)室，完成同時(shí)部分亞硝化-厭氧氨氧化工藝過程；由三相分離器可防止上層反應(yīng)室和下層反應(yīng)室的污泥隨水流進(jìn)入相反的反應(yīng)室中，也可使下層反應(yīng)室的水流從邊上的通道進(jìn)入上層反應(yīng)室，在上方反應(yīng)室內(nèi)形成回流，避免由于氣流水流過大而影響上層反應(yīng)室污泥的附著效果。
[0022]所述的方法，其中，處理后的出水一部分回流至進(jìn)水，通過調(diào)節(jié)池再次進(jìn)入上流式固定床連續(xù)流反應(yīng)器的下層反應(yīng)室，進(jìn)行循環(huán)處理。
[0023]所述的方法，其中，污水在處理過程中，通過不同高度的采樣口取樣檢測。
[0024]所述的方法，其中，上流式固定床連續(xù)流反應(yīng)器使用前的啟動過程是:
[0025]I)首先向上流式反應(yīng)器上層反應(yīng)室的無紡布填料上接種anammox污泥，利用人工配制含氮廢水進(jìn)行培養(yǎng)馴化；
[0026]2)向人工廢水曝氮?dú)猓惯M(jìn)水中的溶解氧濃度為Omg/L，調(diào)節(jié)pH為7_8;人工廢水成分如下:
[0027]NH4-N 100mg/L,NO2-N 100mg/L，KH⑶31.5-2.0g/L，NaCl 10g/L，KH2P0454mg/L，F(xiàn)eSO4.7H20 9mg/L，EDTA 5mg/L，微量元素lmL/L;所述微量元素的成分為:CuSO4.5H20
0.25mg/L,ZnSO4.7H20 0.43mg/L，CoCl2.6H2O 0.24mg/L,MnCl2.4H20 0.99mg/L，NaMoO4.2H20 0.22mg/L,NiCl2.6H2O 0.19mg/L, NaSeO40.1 lmg/L, H3BO30.014mg/L ；
[0028]3)待反應(yīng)穩(wěn)定后，逐步提高進(jìn)水中溶解氧濃度，以培養(yǎng)反應(yīng)器內(nèi)可以消耗氧氣的細(xì)菌；
[0029]4)經(jīng)過培養(yǎng)馴化，無紡布填料外表面附有兼氧菌，可消耗反應(yīng)器內(nèi)的溶解氧，為anammox反應(yīng)營造厭氧條件；
[°03°] 5)向上層反應(yīng)室附有anammox菌的無紡布接種亞硝化菌，并降低進(jìn)水中的亞硝氮濃度，同時(shí)進(jìn)行曝氣；
[0031]6)待上層反應(yīng)室實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的一體化部分亞硝化-厭氧氨氧化過程后，于下層反應(yīng)室放入提前接種好的附有反硝化菌的b1fringe填料，實(shí)現(xiàn)下層反應(yīng)室的反硝化處理過程；
[0032]7)上流式反應(yīng)器成功啟動后，進(jìn)水可換為實(shí)際廢水。
[0033]本發(fā)明的優(yōu)勢是:
[0034]I)與公知裝置相比節(jié)省了空間，在同一反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)反硝化-部分亞硝化-厭氧氨氧化組合工藝，且無需添加任何有機(jī)碳源，節(jié)省了空間，降低了能耗，操作簡便，適用水質(zhì)廣泛，脫氮效率可達(dá)90%以上；
[0035]2)將厭氧氨氧化工藝與傳統(tǒng)的A/0工藝相結(jié)合，降低了 A/0工藝中硝化過程所需曝氣量(約50 % );同時(shí)，本發(fā)明將反硝化過程放于下層反應(yīng)室，使廢水先通過下層反應(yīng)室進(jìn)行反硝化，一方面，反硝化菌可利用原水中的有機(jī)物以及上層反應(yīng)室(一體化部分亞硝化-厭氧氨氧化)出水中有機(jī)物，為反硝化菌的生長提供必要的養(yǎng)分，既節(jié)省了能源，有防止污染；另一方面，反硝化過程是產(chǎn)堿耗酸的，而硝化過程是產(chǎn)酸耗堿的，反硝化出水進(jìn)入一體化部分亞硝化-厭氧氨氧化反應(yīng)器，為部分亞硝化提供必要的堿度，從而節(jié)省了能源;此外，出水的部分回流，可達(dá)到稀釋原水的目的，減輕了進(jìn)水高負(fù)荷的沖擊。
[0036]綜上所述，本發(fā)明結(jié)合傳統(tǒng)A/0工藝，實(shí)現(xiàn)同一反應(yīng)器反硝化-部分亞硝化-厭氧氨氧化組合脫氮工藝，無需投加碳源，不僅大幅提高脫氮效率，還可節(jié)省能源，減少占地面積。
【附圖說明】
[0037]圖1是本發(fā)明的裝置示意圖。
[0038]附圖中主要標(biāo)記符號說明:
[0039]進(jìn)水栗I，b1fringe填料2，曝氣頭3，無紡布填料4，布水器5，圓形擋板6，三項(xiàng)分離器7，pH聯(lián)動儀8，調(diào)節(jié)池9，回流栗1，流量計(jì)11，保溫層12，上流式固定床連續(xù)流反應(yīng)器下層反應(yīng)器進(jìn)水口a，采樣口b、c、d、i，出水口g，pH探頭伸入口h，循環(huán)水浴口 1、11。
【具體實(shí)施方式】
[0040]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0041 ]本發(fā)明的裝置整體為一上流式固定床連續(xù)流反應(yīng)器，其頂部設(shè)有出水口 g和pH探頭伸入口 h。上流式固定床連續(xù)流反應(yīng)器的殼體為圓柱形雙層殼體，外層為保溫層12，保溫層12的上端和下端分別設(shè)有循環(huán)水浴口 1、11，本實(shí)施中以下端循環(huán)水浴口 I為進(jìn)水口，上端循環(huán)水浴口 II為出水口。
[0042]上流式固定床連續(xù)流反應(yīng)器的內(nèi)層為反應(yīng)層，反應(yīng)層分為上、下層兩個(gè)反應(yīng)室。[0043 ]上流式固定床連續(xù)流反應(yīng)器的內(nèi)層設(shè)置有無紡布填料4，無紡布填料4表面可以附著污泥以及經(jīng)培養(yǎng)馴化后附有兼氧菌，有效防止污泥外流，從而提高脫氮效率。無紡布填料4的下方設(shè)有只向上曝氣的圓盤式曝氣頭3，曝氣頭3的氣體均勻進(jìn)入上層反應(yīng)室的無紡布填料用于完成部分亞硝化過程。曝氣頭3的下方設(shè)有三項(xiàng)分離器7，本實(shí)施例中的三項(xiàng)分離器是采用傾斜45°折板分離器。在三項(xiàng)分離器7的下方設(shè)有圓形擋板6，圓形擋板6固定在上下貫通的上流式反應(yīng)器的軸套，圓形擋板6和三項(xiàng)分離器7之間形成彎曲的水流通道，對水、氣、顆粒污泥進(jìn)行分離，且防止上層反應(yīng)室和下層反應(yīng)室污泥進(jìn)入相反的反應(yīng)區(qū)。
[0044]三相分離器出口處設(shè)有一 pH探頭，該pH探頭連接外部的pH聯(lián)動儀(lmol/L的HCl和lmol/L的NaHCO3),用于調(diào)節(jié)從下層反應(yīng)室出來的廢水pH值(7.8-8.0)。
[0045]上層反應(yīng)室裝填的無紡布填料4，進(jìn)行部分亞硝化-厭氧氨氧化脫氮。無紡布填料可以附著污泥，有效防止污泥外流，從而提高脫氮效率。
[0046]上流式固定床連續(xù)流反應(yīng)器的側(cè)壁設(shè)有不同高度的多個(gè)采樣口b、c、d、i，各采樣口均采用閥門控制，在污水處理過程中可以通過不同高度的采樣口取樣檢測。
[0047]圓形擋板6的下方為下層反應(yīng)室，下層反應(yīng)室裝填有附著反硝化菌RR的b1fringe填料2，對污水進(jìn)行反硝化脫氮。下層反應(yīng)室的進(jìn)水口 a連接調(diào)節(jié)池9