公布日：2022.08.16
申請日：2022.04.29
分類號：C02F3/30(2006.01)I;C02F101/16(2006.01)N;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明涉及一種高氨氮有機廢水除碳脫氮裝置及處理方法。包括厭氧消化單元、深度除碳單元、短程硝化單元和厭氧氨氧化單元；厭氧消化單元能夠消化有機廢水中的有機物，生成一級廢水；深度除碳單元能夠利用好氧微生物將一級廢水中的有機物降解為二氧化碳和水，生成二級廢水；短程硝化單元能夠?qū)⒍墢U水中的部分氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮，生成三級廢水；厭氧氨氧化單元能夠?qū)⑷墢U水中的剩余氨氮和亞硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮氣和少量硝態(tài)氮，生成四級廢水。該裝置通過設(shè)置深度除碳單元降低了有機廢水中的碳氮比，提高了短程硝化單元和厭氧氨氧化單元的脫除效率，減少了占地面積和曝氣量，是一種處理效率高、占地面積小和運行成本低的處理工藝。
權(quán)利要求書
1.一種高氨氮有機廢水除碳脫氮裝置，其特征在于，包括：厭氧消化單元，所述厭氧消化單元能夠消化有機廢水中的有機物，生成一級廢水；深度除碳單元，所述深度除碳單元能夠利用好氧微生物將所述一級廢水中殘余的有機物降解為二氧化碳和水，生成二級廢水；短程硝化單元，所述短程硝化單元能夠?qū)⑺龆墢U水中的部分氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮，生成三級廢水；厭氧氨氧化單元，所述厭氧氨氧化單元能夠?qū)⑺鋈墢U水中的剩余的氨氮和所述亞硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮氣和少量硝態(tài)氮，生成四級廢水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高氨氮有機廢水除碳脫氮裝置，其特征在于，所述高氨氮有機廢水除碳脫氮裝置還包括第一反應(yīng)池和第二反應(yīng)池，所述深度除碳單元設(shè)置在所述第一反應(yīng)池內(nèi)，所述短程硝化單元和所述厭氧氨氧化單元均設(shè)置在所述第二反應(yīng)池內(nèi)；所述第一反應(yīng)池的底部設(shè)有第一進水口，第一進水口用于供所述一級廢水流入，所述第二反應(yīng)池的底部設(shè)有第二進水口，所述第二進水口與所述第一反應(yīng)池的出水口連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高氨氮有機廢水除碳脫氮裝置，其特征在于，所述第一反應(yīng)池和所述第二反應(yīng)池一體成型，所述第一反應(yīng)池和所述第二反應(yīng)池通過側(cè)板隔開。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高氨氮有機廢水除碳脫氮裝置，其特征在于，所述第一反應(yīng)池中部設(shè)有好氧三相分離器，所述好氧三相分離器包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有三相分離腔，所述殼體上設(shè)有過流部，所述過流部用于供所述二級廢水流入所述三相分離腔中，所述殼體內(nèi)設(shè)有第一出水口，所述第一出水口用于供所述二級廢水流出所述第一反應(yīng)池，所述殼體的底部設(shè)有供污泥流出的回流口；和/或，所述第二反應(yīng)池中部設(shè)有好氧三相分離器，所述好氧三相分離器包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有三相分離腔，所述殼體上設(shè)有過流部，所述過流部用于供所述四級廢水流入所述三相分離腔中，所述殼體內(nèi)設(shè)有第二出水口，所述第二出水口用于供所述四級廢水流出所述第二反應(yīng)池，所述殼體的底部設(shè)有供污泥流出的回流口。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高氨氮有機廢水除碳脫氮裝置，其特征在于，所述好氧三相分離器還包括第一擋氣件，所述第一擋氣件設(shè)置在所述殼體內(nèi)，所述第一擋氣件位于所述過流部與所述出水口之間，所述第一擋氣件的頂部位置高于所述好氧三相分離器的液面，所述第一擋氣件的底部向遠離所述過流部的方向傾斜，且與所述殼體的側(cè)壁間隔形成上流口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高氨氮有機廢水除碳脫氮裝置，其特征在于，所述殼體包括相對設(shè)置的第一擋流板和第二擋流板，所述第一擋流板的兩側(cè)能夠與所述第一反應(yīng)池或所述第二反應(yīng)池上相對設(shè)置的兩側(cè)壁連接，所述第二擋流板的兩側(cè)能夠與所述第一反應(yīng)池或所述第二反應(yīng)池上相對設(shè)置的兩側(cè)壁連接；所述殼體還包括相對設(shè)置的第一回流板和第二回流板，所述第一回流板的兩側(cè)能夠與所述第一反應(yīng)池或所述第二反應(yīng)池上相對設(shè)置的兩側(cè)壁連接，所述第二回流板的兩側(cè)能夠與所述第一反應(yīng)池或所述第二反應(yīng)池上相對設(shè)置的兩側(cè)壁連接，所述第一回流板的頂部側(cè)邊與所述第一擋流板的底部側(cè)邊連接，所述第一回流板的板面與所述第一擋流板的板面呈夾角設(shè)置，且所述第一回流板向靠近所述第二回流板的一側(cè)傾斜，所述第二回流板的頂部側(cè)邊與所述第二擋流板的底部側(cè)邊連接，所述第二回流板的板面與所述第二擋流板的板面呈夾角設(shè)置，且所述第二回流板向靠近所述第一回流板的一側(cè)傾斜，所述第一回流板的底部與所述第二回流板的底部間隔形成所述回流口；所述好氧三相分離器還包括溢流堰，所述溢流堰設(shè)置在所述第一導(dǎo)流板與所述第二擋流板之間，所述溢流堰內(nèi)設(shè)有所述第一出水口或第二出水口；所述好氧三相分離器還包括第一導(dǎo)流板，所述第一擋流板上設(shè)有所述過流部，所述第一導(dǎo)流板位于所述第一擋流板和所述第二擋流板之間，且與所述第一擋流板間隔布置，所述第一導(dǎo)流板的頂部位置高于所述過流部，所述第一擋氣件位于所述溢流堰和所述第一導(dǎo)流板之間，所述第一擋氣件的底部向靠近所述第二擋流板的方向傾斜，且與所述第二擋流板間隔形成所述上流口。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高氨氮有機廢水除碳脫氮裝置，其特征在于，所述第二反應(yīng)池底部設(shè)有曝氣單元，所述曝氣單元的出水口朝向所述第二反應(yīng)池的液面；和/或，所述第二反應(yīng)池內(nèi)還設(shè)有固定填料，所述固定填料用于負載生物膜，所述固定填料設(shè)置在所述好氧三相分離器與所述第二反應(yīng)池的側(cè)壁之間，所述固定填料負載的生物膜與所述第二反應(yīng)池中的污泥形成泥膜共生體系。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高氨氮有機廢水除碳脫氮裝置，其特征在于，所述第一反應(yīng)池底部設(shè)有曝氣單元，所述曝氣單元的出水口朝向所述第一反應(yīng)池的液面；和/或，所述第一反應(yīng)池內(nèi)設(shè)有多個回流管，所述回流管的一端與所述第一反應(yīng)池的液面連通，所述回流管的另一端與所述第一反應(yīng)池的底部液體連通，多個所述回流管均勻分布在所述反應(yīng)池內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任意一項所述的高氨氮有機廢水除碳脫氮裝置，其特征在于，在所述深度除碳單元中，所述一級廢水中溶解氧濃度為0.3mg/L-1mg/L。
10.一種高氨氮有機廢水除碳脫氮方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1-9任意一項所述的高氨氮有機廢水除碳脫氮裝置，包括如下步驟：S1：將有機廢水輸入?yún)捬跸瘑卧羞M行有機物的厭氧消化，生成一級廢水；S2：將所述一級廢水輸入深度除碳單元中進行有機物的深度降解，生成二級廢水；S3：將所述二級廢水輸入短程硝化單元中進行部分氨氮的短程硝化，生成三級廢水；S4：將所述三級廢水輸入?yún)捬醢毖趸瘑卧袑⑹Ｓ嗟陌钡蛠喯鯌B(tài)氮進行厭氧氨氧化，生成四級廢水。
發(fā)明內(nèi)容
基于此，有必要針對高氨氮有機廢水處理工藝效率低、占地面積大、運行成本低的問題，提供一種高氨氮有機廢水除碳脫氮裝置及處理方法。
一種高氨氮有機廢水除碳脫氮裝置，包括：
厭氧消化單元，所述厭氧消化單元能夠消化所述有機廢水中的有機物，生成一級廢水；
深度除碳單元，所述深度除碳單元能夠利用好氧微生物將所述一級廢水中殘余的有機物降解為二氧化碳和水，生成二級廢水；
短程硝化單元，所述短程硝化單元能夠?qū)⑺龆墢U水中的部分氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮，生成三級廢水；
厭氧氨氧化單元，所述厭氧氨氧化單元能夠?qū)⑺鋈墢U水中的剩余的氨氮和所述亞硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮氣和少量硝態(tài)氮，生成四級廢水。
上述的高氨氮有機廢水除碳脫氮裝置，設(shè)有厭氧消化單元、深度除碳單元、短程硝化單元和厭氧氨氧化單元。其中厭氧消化單元中的有機廢水處于厭氧環(huán)境，能夠利用兼性微生物和厭氧微生物將可生物降解的有機物分解為甲烷、二氧化碳、水和硫化氫；深度除碳單元中的一級廢水處于有氧環(huán)境，能夠利用好氧微生物將有機物降解為二氧化碳和水等無機物；短程硝化單元中的二級廢水處于有氧環(huán)境，并利用好氧氨氧化細菌將部分氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸跟離子，而厭氧氨氧化單元中的三級廢水處于厭氧環(huán)境，能夠利用厭氧氨氧化細菌將剩余氨氮和亞硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮氣和少量硝態(tài)氮。在有機廢水凈化過程中，該裝置通過厭氧消化單元去除有機廢水中的大部分有機物生成一級廢水，再通過深度除碳單元進一步降解一級廢水中的有機物生成二級廢水，最后通過短程硝化單元和厭氧氨氧化單元配合去除了二級廢水中氨氮物質(zhì)。由于在厭氧消化單元和短程硝化單元之間設(shè)置了深度除碳單元，廢水中的有機物含量進一步降低，從而降低了二級廢水中碳氮比，以維持短程硝化單元和厭氧氨氧化單元中好氧氨氧化細菌、厭氧氨氧化細菌等自養(yǎng)型微生物的正常生長，從而提高短程硝化單元和厭氧氨氧化單元的脫氮效果。因此，該高氨氮有機廢水除碳脫氮裝置通過設(shè)置深度除碳單元降低有機廢水中的碳氮比，提高了短程硝化單元和厭氧氨氧化單元的脫除效率，又通過設(shè)置短程硝化單元和厭氧氨氧化單元減少了占地面積和曝氣量，是一種處理效率高、占地面積小和運行成本低的處理工藝。
在其中一個實施例中，高氨氮有機廢水除碳脫氮裝置還包括第一反應(yīng)池和第二反應(yīng)池，所述深度除碳單元設(shè)置在所述第一反應(yīng)池內(nèi)，所述短程硝化單元和所述厭氧氨氧化單元均設(shè)置在所述第二反應(yīng)池內(nèi)；
所述第一反應(yīng)池的底部設(shè)有第一進水口，第一進水口用于供所述一級廢水流入，所述第二反應(yīng)池的底部設(shè)有第二進水口，所述第二進水口與所述第一反應(yīng)池的出水口連通。
在其中一個實施例中，所述第一反應(yīng)池和所述第二反應(yīng)池一體成型，所述第一反應(yīng)池和所述第二反應(yīng)池通過側(cè)板隔開。
在其中一個實施例中，所述第一反應(yīng)池中部設(shè)有好氧三相分離器，所述好氧三相分離器包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有三相分離腔，所述殼體上設(shè)有過流部，所述過流部用于供所述二級廢水流入所述三相分離腔中，所述殼體內(nèi)設(shè)有第一出水口，所述第一出水口用于供所述二級廢水流出所述第一反應(yīng)池，所述殼體的底部設(shè)有供污泥流出的回流口；
和/或，所述第二反應(yīng)池中部設(shè)有好氧三相分離器，所述好氧三相分離器包括殼體，所述殼體內(nèi)設(shè)有三相分離腔，所述殼體上設(shè)有過流部，所述過流部用于供所述四級廢水流入所述三相分離腔中，所述殼體內(nèi)設(shè)有第二出水口，所述第二出水口用于供所述四級廢水流出所述第二反應(yīng)池，所述殼體的底部設(shè)有供污泥流出的回流口。
在其中一個實施例中，所述好氧三相分離器還包括第一擋氣件，所述第一擋氣件設(shè)置在所述殼體內(nèi)，所述第一擋氣件位于所述過流部與所述出水口之間，所述第一擋氣件的頂部位置高于所述好氧三相分離器的液面，所述第一擋氣件的底部向遠離所述過流部的方向傾斜，且與所述殼體的側(cè)壁間隔形成上流口。
在其中一個實施例中，所述殼體包括相對設(shè)置的第一擋流板和第二擋流板，所述第一擋流板的兩側(cè)能夠與所述第一反應(yīng)池或所述第二反應(yīng)池上相對設(shè)置的兩側(cè)壁連接，所述第二擋流板的兩側(cè)能夠與所述第一反應(yīng)池或所述第二反應(yīng)池上相對設(shè)置的兩側(cè)壁連接；
所述殼體還包括相對設(shè)置的第一回流板和第二回流板，所述第一回流板的兩側(cè)能夠與所述第一反應(yīng)池或所述第二反應(yīng)池上相對設(shè)置的兩側(cè)壁連接，所述第二回流板的兩側(cè)能夠與所述第一反應(yīng)池或所述第二反應(yīng)池上相對設(shè)置的兩側(cè)壁連接，所述第一回流板的頂部側(cè)邊與所述第一擋流板的底部側(cè)邊連接，所述第一回流板的板面與所述第一擋流板的板面呈夾角設(shè)置，且所述第一回流板向靠近所述第二回流板的一側(cè)傾斜，所述第二回流板的頂部側(cè)邊與所述第二擋流板的底部側(cè)邊連接，所述第二回流板的板面與所述第二擋流板的板面呈夾角設(shè)置，且所述第二回流板向靠近所述第一回流板的一側(cè)傾斜，所述第一回流板的底部與所述第二回流板的底部間隔形成所述回流口；
所述好氧三相分離器還包括溢流堰，所述溢流堰設(shè)置在所述第一導(dǎo)流板與所述第二擋流板之間，所述溢流堰內(nèi)設(shè)有所述第一出水口或所述第二出水口；
所述好氧三相分離器還包括第一導(dǎo)流板，所述第一擋流板上設(shè)有所述過流部，所述第一導(dǎo)流板位于所述第一擋流板和所述第二擋流板之間，且與所述第一擋流板間隔布置，所述第一導(dǎo)流板的頂部位置高于所述過流部，所述第一擋氣件位于所述溢流堰和所述第一導(dǎo)流板之間，所述第一擋氣件的底部向靠近所述第二擋流板的方向傾斜，且與所述第二擋流板間隔形成所述上流口。
在其中一個實施例中，所述第二反應(yīng)池底部設(shè)有曝氣單元，所述曝氣單元的出水口朝向所述第二反應(yīng)池的液面；
和/或，所述第二反應(yīng)池內(nèi)還設(shè)有固定填料，所述固定填料用于沉積生物膜，所述固定填料設(shè)置在所述好氧三相分離器與所述第二反應(yīng)池的側(cè)壁之間，所述固定填料負載的生物膜與所述第二反應(yīng)池中的污泥形成泥膜共生體系。
在其中一個實施例中，所述第一反應(yīng)池底部設(shè)有曝氣單元，所述曝氣單元的出水口朝向所述第一反應(yīng)池的液面；
和/或，所述第一反應(yīng)池內(nèi)設(shè)有多個回流管，所述回流管的一端與所述第一反應(yīng)池的液面連通，所述回流管的另一端與所述第一反應(yīng)池的底部液體連通，多個所述回流管均勻分布在所述反應(yīng)池內(nèi)。
在其中一個實施例中，在所述深度除碳單元中，所述一級廢水中溶解氧濃度為0.3mg/L-1mg/L。
一種高氨氮有機廢水除碳脫氮方法，使用所述的高氨氮有機廢水除碳脫氮裝置，包括如下步驟：
S1：將有機廢水輸入?yún)捬跸瘑卧羞M行有機物的厭氧消化，生成一級廢水；
S2：將所述一級廢水輸入深度除碳單元中進行有機物的深度降解，生成二級廢水；
S3：將所述二級廢水輸入短程硝化單元中進行部分氨氮的短程硝化，生成三級廢水；
S4：將所述三級廢水輸入?yún)捬醢毖趸瘑卧袑⑹Ｓ嗟陌钡蛠喯鯌B(tài)氮進行厭氧氨氧化，生成四級廢水。
上述的高氨氮有機廢水除碳脫氮方法，通過厭氧消化單元去除有機廢水中的大部分有機物生成一級廢水，再通過深度除碳單元進一步降解一級廢水中的有機物生成二級廢水，最后通過短程硝化單元和厭氧氨氧化單元配合去除了二級廢水中氨氮物質(zhì)。由于在厭氧消化單元和短程硝化單元之間設(shè)置了深度除碳單元，廢水中的有機物含量進一步降低，從而降低了二級廢水中碳氮比，以維持短程硝化單元和厭氧氨氧化單元中好氧氨氧化細菌、厭氧氨氧化細菌等自養(yǎng)型微生物的正常生長，從而提高短程硝化單元和厭氧氨氧化單元的脫氮效果。因此，該高氨氮有機廢水除碳脫氮裝置通過設(shè)置深度除碳單元降低有機廢水中的碳氮比，提高了短程硝化單元和厭氧氨氧化單元的脫除效率，又通過設(shè)置短程硝化單元和厭氧氨氧化單元減少了占地面積和曝氣量，是一種處理效率高、占地面積小和運行成本低的處理方法。
（發(fā)明人：王思琦;史緒川;張青;李贇;陳福明）
