申請(qǐng)日2013.09.17
公開(公告)日2014.09.17
IPC分類號(hào)C02F3/30; C02F3/34
摘要
一種中低濃度氨氮廢水的生物強(qiáng)化處理裝置，其特征在于：設(shè)有調(diào)節(jié)池、進(jìn)水泵、缺氧區(qū)、沉淀一區(qū)、曝氣生物流化床區(qū)、鼓風(fēng)機(jī)、混合液回流泵、沉淀二區(qū)、剩余污泥排放泵，調(diào)節(jié)池通過進(jìn)水泵進(jìn)水口、進(jìn)水閥門、進(jìn)水流量計(jì)、進(jìn)水泵與缺氧區(qū)相連;缺氧區(qū)通過過水孔與沉淀一區(qū)連接;沉淀一區(qū)通過過水孔與曝氣生物流化床連接;曝氣生物流化床區(qū)通過過水孔與沉淀二區(qū)連接，通過內(nèi)回流泵進(jìn)水口、內(nèi)回流閥門、內(nèi)回流流量計(jì)、內(nèi)回流泵、內(nèi)回流泵出水口與缺氧區(qū)連接。其提供了一種高效、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定、剩余污泥少的中低濃度氨氮廢水的生物強(qiáng)化處理裝置。
權(quán)利要求書
1.一種中低濃度氨氮廢水的生物強(qiáng)化處理裝置，其特征在于設(shè)有調(diào)節(jié)池、進(jìn)水泵、缺氧區(qū)、沉淀一區(qū)、曝氣生物流化床區(qū)、鼓風(fēng)機(jī)、混合液回流泵、沉淀二區(qū)、剩余污泥排放泵，調(diào)節(jié)池通過進(jìn)水泵進(jìn)水口、進(jìn)水閥門、進(jìn)水流量計(jì)、進(jìn)水泵與缺氧區(qū)相連;缺氧區(qū)通過過水孔與沉淀一區(qū)連接;沉淀一區(qū)通過過水孔與曝氣生物流化床連接;曝氣生物流化床區(qū)通過過水孔與沉淀二區(qū)連接，通過內(nèi)回流泵進(jìn)水口、內(nèi)回流閥門、內(nèi)回流流量計(jì)、內(nèi)回流泵、內(nèi)回流泵出水口與缺氧區(qū)連接;鼓風(fēng)機(jī)通過曝氣閥門、曝氣流量計(jì)與曝氣生物流化床底部設(shè)置曝氣管相連;沉淀一區(qū)、沉淀二區(qū)通過剩余污泥排放口、剩余污泥閥門和剩余污泥排放泵進(jìn)行污泥排放。
2. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于調(diào)節(jié)池設(shè)置進(jìn)水泵進(jìn)水口;缺氧區(qū)內(nèi)填充組合微生物填料、攪拌裝置、進(jìn)水泵出水口、混合液回流泵出水口;曝氣生物流化床底部設(shè)置曝氣管和曝氣倒角，上部設(shè)置攔網(wǎng)，攔網(wǎng)以下填充包埋法固定化載體，攔網(wǎng)上部設(shè)置混合液回流泵進(jìn)水口;沉淀區(qū)設(shè)置出水口和剩余污泥排放口。
3. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于缺氧區(qū)攪拌裝置功率為4-10W/m3，攪拌方式可采用攪拌器攪拌或水泵內(nèi)循環(huán)攪拌。
4. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于曝氣生物流化床區(qū)內(nèi)曝氣倒角角度為45°-60°，高度為100mm-500mm。
5. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于曝氣生物流化床區(qū)的攔網(wǎng)孔徑為1-2mm，設(shè)置在水面以下100mm-800mm。
6. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于曝氣生物流化床區(qū)內(nèi)回流管位于攔網(wǎng)以上100mm-500mm。
7. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于曝氣生物流化床區(qū)內(nèi)載體為包埋法固定化微生物載體，載體內(nèi)菌種主要為氨氧化細(xì)菌，載體粒徑為3-5mm，載體投加量為5%-30%。
8. 如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于曝氣生物流化床區(qū)曝氣方式為穿孔曝氣或者微孔曝氣。
說明書
一種中低濃度氨氮廢水的生物強(qiáng)化處理裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，具體涉及一種中低濃度氨氮廢水的生物處理裝置。
背景技術(shù)
氨氮廢水來源于化工、養(yǎng)殖、城市污水等多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域，大量氨氮廢水的直接排放會(huì)刺激藻類等水生植物過度生長，出現(xiàn)赤湖、赤潮等富營養(yǎng)化的污染現(xiàn)象，其中一些藻類蛋白質(zhì)毒素可富集在水產(chǎn)生物體內(nèi)，并通過食物鏈?zhǔn)谷酥卸尽Ｄ壳皣鴥?nèi)對(duì)中低濃度氨氮廢水的處理方法主要是通過生物法脫氮，利用硝化細(xì)菌的硝化作用以及反硝化細(xì)菌的脫氮作用實(shí)現(xiàn)廢水中氮的去除。然而，硝化細(xì)菌生長緩慢、世代周期長、在傳統(tǒng)生化體系與異養(yǎng)菌競爭不占優(yōu)勢(shì)而易被淘汰，在常規(guī)生化處理系統(tǒng)中硝化細(xì)菌所占比例往往較低，以至于傳統(tǒng)生化對(duì)廢水中氮的去除效果有限。此外，傳統(tǒng)生化脫氮還具有占地面積大、有機(jī)負(fù)荷高、低溫時(shí)效率低等不足。
針對(duì)目前生物法脫氮技術(shù)效率較低、能耗較高的不足，新型廢水生物脫氮工藝：短程硝化-反硝化工藝孕育而生。它在理念和技術(shù)上突破了傳統(tǒng)硝化-反硝化工藝的框架。傳統(tǒng)的生物脫氮是將氨氮完全氧化成硝酸鹽氮再進(jìn)行反硝化。從氮的微生物轉(zhuǎn)化過程來看，氨態(tài)氮被氧化成硝態(tài)氮是由兩類獨(dú)立的細(xì)菌催化完成的兩個(gè)不同反應(yīng)。然而對(duì)于反硝化菌無論是從NO2--N還是NO3--N均可以作為最終受氫體。因而整個(gè)生物脫氮過程可以通過NH4+-N→NO2--N→N2的途徑完成。所謂短程硝化就是將硝化過程控制HNO2階段而終止，隨后進(jìn)行反硝化。與傳統(tǒng)硝化反硝化相比，短程硝化反硝化不僅可以節(jié)省能耗約25% (以氧計(jì))，節(jié)約碳源40% (以甲醇計(jì))，而且可以縮短反應(yīng)時(shí)間，大幅度降低產(chǎn)生的污泥量。
然而，由于氨氧化細(xì)菌對(duì)pH、溫度、溶氧、污泥齡、抑制性物質(zhì)等諸多條件較為敏感，因此，在實(shí)際運(yùn)行過程中很難實(shí)現(xiàn)氨氧化細(xì)菌的富集。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決目前生化脫氮技術(shù)存在的不足，將生物流化床技術(shù)、包埋法固定化微生物技術(shù)、短程硝化-反硝化技術(shù)結(jié)合起來，提供一種高效、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定、剩余污泥少的中低濃度氨氮廢水的生物強(qiáng)化處理裝置。
本發(fā)明的技術(shù)解決方案：一種中低濃度氨氮廢水的生物強(qiáng)化處理裝置，其特征在于：設(shè)有調(diào)節(jié)池、進(jìn)水泵、缺氧區(qū)、沉淀一區(qū)、曝氣生物流化床區(qū)、鼓風(fēng)機(jī)、混合液回流泵、沉淀二區(qū)、剩余污泥排放泵，調(diào)節(jié)池通過進(jìn)水泵進(jìn)水口、進(jìn)水閥門、進(jìn)水流量計(jì)、進(jìn)水泵與缺氧區(qū)相連;缺氧區(qū)通過過水孔與沉淀一區(qū)連接;沉淀一區(qū)通過過水孔與曝氣生物流化床連接;曝氣生物流化床區(qū)通過過水孔與沉淀二區(qū)連接，通過內(nèi)回流泵進(jìn)水口、內(nèi)回流閥門、內(nèi)回流流量計(jì)、內(nèi)回流泵、內(nèi)回流泵出水口與缺氧區(qū)連接;鼓風(fēng)機(jī)通過曝氣閥門、曝氣流量計(jì)與曝氣生物流化床底部設(shè)置曝氣管相連;沉淀一區(qū)、沉淀二區(qū)通過剩余污泥排放口、剩余污泥閥門和剩余污泥排放泵進(jìn)行污泥排放。
所述的調(diào)節(jié)池設(shè)置進(jìn)水泵進(jìn)水口;缺氧區(qū)內(nèi)填充組合微生物填料、攪拌裝置、進(jìn)水泵出水口、混合液回流泵出水口;曝氣生物流化床底部設(shè)置曝氣管和曝氣倒角，上部設(shè)置攔網(wǎng)，攔網(wǎng)以下填充包埋法固定化載體，攔網(wǎng)上部設(shè)置混合液回流泵進(jìn)水口;沉淀區(qū)設(shè)置出水口和剩余污泥排放口。
所述的缺氧區(qū)攪拌裝置功率為4-10W/m3，攪拌方式可采用攪拌器攪拌或水泵內(nèi)循環(huán)攪拌。
所述的曝氣生物流化床區(qū)內(nèi)曝氣倒角角度為45°-60°，高度為100mm-500mm。
所述的曝氣生物流化床區(qū)的攔網(wǎng)孔徑為1-2mm，設(shè)置在水面以下100mm-800mm。
所述的曝氣生物流化床區(qū)內(nèi)回流管位于攔網(wǎng)以上100mm-500mm。
所述的曝氣生物流化床區(qū)內(nèi)載體為包埋法固定化微生物載體，載體內(nèi)菌種主要為氨氧化細(xì)菌，載體粒徑為3-5mm，載體投加量為5%-30%。
所述的曝氣生物流化床區(qū)曝氣方式為穿孔曝氣或者微孔曝氣。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1. 適應(yīng)能力強(qiáng)，處理效果好。包埋法固定化微生物技術(shù)使微生物尤其是氨氧化細(xì)菌保存在固定化載體內(nèi)，可增加其在生化系統(tǒng)中的固體停留時(shí)間，有效地解決生化系統(tǒng)中氨氧化細(xì)菌生長緩慢、世代周期長、在傳統(tǒng)生化體系與異養(yǎng)菌競爭不占優(yōu)勢(shì)、易流失等問題。此外，針對(duì)廢水中污染物的多樣性，菌種來自傳統(tǒng)生化系統(tǒng)，自身具有多樣性及較強(qiáng)的適應(yīng)能力，其對(duì)廢水中氨氮以外的其他污染物也有較好的去除能力。此外，曝氣生物流化床技術(shù)(ABFT)具有比表面積大、接觸均勻、傳質(zhì)速度快、壓損低等優(yōu)點(diǎn)，能夠提高固定化微生物載體對(duì)廢水中污染物的去除效率。
2. 本發(fā)明具有節(jié)能降耗的優(yōu)點(diǎn)。固定化微生物載體中包埋的主要為氨氧化細(xì)菌，在好氧條件下，它可以將廢水中的氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮，生成的亞硝態(tài)氮在缺氧條件下由反硝化細(xì)菌直接轉(zhuǎn)化為氮?dú)獾靡匀コ啾葌鹘y(tǒng)生化脫氮而言，減少了亞硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮(好氧階段)以及硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮(缺氧階段)過程，實(shí)現(xiàn)短程硝化-反硝化效果，可節(jié)約25%左右的供氧量、40%左右的碳源，減少30%-40%的反應(yīng)器容積。
3. 污泥產(chǎn)泥量少。隨著國內(nèi)污水處理廠數(shù)量的增加，污水處理廠剩余污泥的處置已成為一個(gè)難題。本發(fā)明的菌種來自傳統(tǒng)生化系統(tǒng)，一方面在生產(chǎn)過程中可以“消耗”污水處理廠的剩余污泥，另一方面，菌種在固定化球體中生長、自身消耗，剩余污泥排放量很少，有利于緩解污泥處理難題。
4. 本發(fā)明還能有效解決傳統(tǒng)生化系統(tǒng)活性污泥易膨脹等問題。
