公布日：2022.04.29
申請(qǐng)日：2021.12.16
分類號(hào)：C02F3/30(2006.01)I;C02F3/02(2006.01)I;C02F3/28(2006.01)I
摘要
本發(fā)明公開了一種低碳氮比廢水處理的裝置及方法，屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域。該裝置包括進(jìn)水泵、短程硝化池、沉淀池、中間儲(chǔ)罐以及一體化反應(yīng)器；所述進(jìn)水泵出口設(shè)有第一出水閥及第二出水閥，所述短程硝化池與第一出水閥相連；所述沉淀池與短程硝化池相連，所述中間儲(chǔ)罐與第二出水閥以及沉淀池相連，中間儲(chǔ)罐底部設(shè)置短程反硝化提升泵；所述一體化反應(yīng)器與短程反硝化提升泵的出口相連，一體化反應(yīng)器從下至上分別為短程反硝化反應(yīng)區(qū)、厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)以及沉淀區(qū)；通過將不同反應(yīng)階段分隔設(shè)置于不同的區(qū)域，創(chuàng)造了獨(dú)立環(huán)境，避免不同階段的相互影響，有利于實(shí)現(xiàn)各階段最佳的反應(yīng)條件。
權(quán)利要求書
1.一種低碳氮比廢水處理的裝置，其特征在于，包括進(jìn)水泵(101)、短程硝化池(201)、沉淀池(301)、中間儲(chǔ)罐(401)以及一體化反應(yīng)器(501)；所述進(jìn)水泵(101)出口設(shè)有第一出水閥(102)及第二出水閥(103)；所述短程硝化池(201)與第一出水閥(102)相連，短程硝化池(201)內(nèi)部設(shè)置曝氣裝置(202)，其通過風(fēng)管(204)與曝氣風(fēng)機(jī)(203)相連；所述沉淀池(301)與短程硝化池(201)相連，沉淀池(301)底部設(shè)置排泥泵，排泥泵(302)出口分成兩路，一路裝設(shè)閥門一(303)，另一路裝設(shè)閥門二(304)；所述中間儲(chǔ)罐(401)與第二出水閥(103)以及沉淀池(301)相連，中間儲(chǔ)罐(401)頂部設(shè)置攪拌機(jī)(402)，中間儲(chǔ)罐(401)底部設(shè)置短程反硝化提升泵(403)；所述一體化反應(yīng)器(501)與短程反硝化提升泵(403)的出口相連，一體化反應(yīng)器(501)的下部區(qū)域?yàn)槎坛谭聪趸磻?yīng)區(qū)(510)、中部區(qū)域?yàn)閰捬醢毖趸磻?yīng)區(qū)(520)以及上部區(qū)域?yàn)槌恋韰^(qū)(530)；所述短程反硝化反應(yīng)區(qū)(510)下部設(shè)有第一旋轉(zhuǎn)布水器(503)和短程反硝化進(jìn)水管(502)，第一旋轉(zhuǎn)布水器(503)的中央位置與短程反硝化進(jìn)水管(502)相連，短程反硝化反應(yīng)區(qū)(510)頂部設(shè)有分隔擋板(504)，分隔擋板(504)上設(shè)有短程反硝化排氣管(505)和厭氧氨氧化進(jìn)水管(507)；所述厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)(520)內(nèi)部設(shè)置第二旋轉(zhuǎn)布水器(506)，其通過厭氧氨氧化進(jìn)水管(507)與下部區(qū)域相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳氮比廢水處理的裝置，其特征在于，所述第一旋轉(zhuǎn)布水器(503)沿其圓周逆時(shí)針方向均勻設(shè)置導(dǎo)流板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳氮比廢水處理的裝置，其特征在于，所述第二旋轉(zhuǎn)布水器(506)的中央位置與厭氧氨氧化進(jìn)水管(507)相連，厭氧氨氧化進(jìn)水管(507)的始端設(shè)在下部區(qū)域的右上角，第二旋轉(zhuǎn)布水器(506)沿圓周逆時(shí)針方向均勻設(shè)置導(dǎo)流板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種低碳氮比廢水處理的裝置，其特征在于，所述厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)(520)頂部設(shè)置三相分離器(508)，三相分離器(508)頂部設(shè)置三相分離器排氣管(509)。
5.利用權(quán)利要求1‑4任一項(xiàng)所述的裝置進(jìn)行一種低碳氮比廢水處理的方法，其特征在于，包括以下步驟：1)打開第一出水閥，并調(diào)節(jié)適當(dāng)開度，將原污水A部分進(jìn)入短程硝化池，污水在短程硝化池內(nèi)曝氣充氧，COD被大幅降解，氨氮被氨氧化菌(AOB)轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>NO2‑，得到含懸浮污泥的污水B；2)將含懸浮污泥的污水B進(jìn)入沉淀池，澄清得到污水C；3)將經(jīng)過沉淀后的污水C進(jìn)入中間儲(chǔ)罐，打開第二出水閥并調(diào)節(jié)適當(dāng)開度，將原污水A部分進(jìn)入中間儲(chǔ)罐，開啟中間儲(chǔ)罐攪拌機(jī)，得到混合均勻的污水D，混合均勻后的污水D中含有NH4+‑N、NO2‑‑N及COD；4)將混合均勻后的污水D進(jìn)入一體化反應(yīng)器的下部區(qū)域，進(jìn)行短程反硝化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)利用污水中的COD進(jìn)行NO2‑‑N的還原，降低進(jìn)水中的有機(jī)物，避免對(duì)后續(xù)厭氧氨氧化過程的影響，經(jīng)過反應(yīng)，得到出水E；5)經(jīng)過短程反硝化處理后的出水E進(jìn)入一體化反應(yīng)器的中部區(qū)域，進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng)，得到出水F；6)厭氧氨氧化反應(yīng)出水F上流通過三相分離器，在沉淀區(qū)沉淀處理后得到澄清水G。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種低碳氮比廢水處理的方法，其特征在于，所述步驟1)中短程硝化池內(nèi)DO濃度為0.3～0.5mg/L，PH范圍為7.3～7.8。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種低碳氮比廢水處理的方法，其特征在于，所述步驟4)中短程反硝化區(qū)域DO≤0.5mg/L，溫度為20～40℃，PH范圍為7.0～7.5。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種低碳氮比廢水處理的方法，其特征在于，所述步驟5)中前端來(lái)水COD≤100mg/L，NO2‑‑N與NH4+‑N的摩爾比范圍為1～1.5:1，溫度為30～40℃。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中低碳氮比廢水處理總氮去除率較低、能源消耗較高的不足，提供一種低碳氮比廢水處理的裝置及方法，通過將各反應(yīng)階段置于不同區(qū)域，以克服上述的技術(shù)問題。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：
本發(fā)明的一種低碳氮比廢水處理的裝置，包括進(jìn)水泵、短程硝化池、沉淀池、中間儲(chǔ)罐以及一體化反應(yīng)器；
所述進(jìn)水泵出口設(shè)有第一出水閥及第二出水閥；
所述短程硝化池與第一出水閥相連，短程硝化池內(nèi)部設(shè)置曝氣裝置，其通過風(fēng)管與曝氣風(fēng)機(jī)相連；
所述沉淀池與短程硝化池相連，沉淀池底部設(shè)置排泥泵，排泥泵出口分成兩路，一路裝設(shè)閥門一，另一路裝設(shè)閥門二；
所述中間儲(chǔ)罐與第二出水閥以及沉淀池相連，中間儲(chǔ)罐頂部設(shè)置攪拌機(jī)，中間儲(chǔ)罐底部設(shè)置短程反硝化提升泵；
所述一體化反應(yīng)器與短程反硝化提升泵的出口相連，一體化反應(yīng)器的下部區(qū)域?yàn)槎坛谭聪趸磻?yīng)區(qū)、中部區(qū)域?yàn)閰捬醢毖趸磻?yīng)區(qū)以及上部區(qū)域?yàn)槌恋韰^(qū)。
通過將不同反應(yīng)階段分隔設(shè)置于不同的區(qū)域，創(chuàng)造了獨(dú)立環(huán)境，避免不同階段的相互影響，有利于實(shí)現(xiàn)各階段最佳的反應(yīng)條件，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了良好的水力混合效果；利用原水中的碳源進(jìn)行短程反硝化，既去除了碳源，減少了氧氣的消耗，進(jìn)一步避免了對(duì)厭氧氨氧化反應(yīng)的抑制。
優(yōu)選地，所述短程反硝化反應(yīng)區(qū)下部設(shè)有第一旋轉(zhuǎn)布水器和短程反硝化進(jìn)水管，第一旋轉(zhuǎn)布水器的中央位置與短程反硝化進(jìn)水管相連，短程反硝化反應(yīng)區(qū)頂部設(shè)有分隔擋板，分隔擋板上設(shè)有短程反硝化排氣管和厭氧氨氧化進(jìn)水管；通過上述結(jié)構(gòu)的設(shè)置，有利于布水器的均勻配水，另外能夠保證混合污水在下部反應(yīng)區(qū)內(nèi)利用污水中的碳源進(jìn)行短程反硝化反應(yīng)，產(chǎn)生的N2通過排氣管外排，反應(yīng)后的污水進(jìn)入中部反應(yīng)區(qū)。
優(yōu)選地，第一旋轉(zhuǎn)布水器沿圓周逆時(shí)針方向均勻設(shè)置導(dǎo)流板；通過導(dǎo)流板的設(shè)置，污水沿著導(dǎo)流板切向方向射流進(jìn)入下部反應(yīng)區(qū)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)短程反硝化區(qū)域豎向的循環(huán)流動(dòng)。
優(yōu)選地，所述厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)內(nèi)部設(shè)置第二旋轉(zhuǎn)布水器，其通過厭氧氨氧化進(jìn)水管與下部區(qū)域相連。
優(yōu)選地，所述第二旋轉(zhuǎn)布水器的中央位置與厭氧氨氧化進(jìn)水管相連，厭氧氨氧化進(jìn)水管的始端設(shè)在下部區(qū)域的右上角，第二旋轉(zhuǎn)布水器沿圓周逆時(shí)針方向均勻設(shè)置導(dǎo)流板；通過上述結(jié)構(gòu)的設(shè)置，使得下部反應(yīng)區(qū)污水在旋轉(zhuǎn)流動(dòng)方向進(jìn)入第二旋轉(zhuǎn)布水器，不改變下部反應(yīng)區(qū)的水流狀態(tài)；并且可實(shí)現(xiàn)布水器的均勻配水，另外污水沿著導(dǎo)流板切向射流進(jìn)入中部反應(yīng)區(qū)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)厭氧氨氧化區(qū)域豎向的垂直擾動(dòng)。
優(yōu)選地，所述厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)頂部設(shè)置三相分離器，三相分離器頂部設(shè)置三相分離器排氣管。
本發(fā)明的一種低碳氮比廢水處理的方法，包括以下步驟：
1)打開第一出水閥，并調(diào)節(jié)適當(dāng)開度，將原污水A部分進(jìn)入短程硝化池，污水在短程硝化池內(nèi)曝氣充氧，COD被大幅降解，氨氮被氨氧化菌(AOB)轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>NO2‑，得到含懸浮污泥的污水B；
2)將含懸浮污泥的污水B進(jìn)入沉淀池，澄清得到污水C；
3)將經(jīng)過沉淀后的污水C進(jìn)入中間儲(chǔ)罐，打開第二閥門并調(diào)節(jié)適當(dāng)開度，將原污水A部分進(jìn)入中間儲(chǔ)罐，開啟中間儲(chǔ)罐攪拌機(jī)，得到混合均勻的污水D，混合均勻后的污水D中含有NH4+N、NO2‑N及COD；
4)將混合均勻后的污水D進(jìn)入一體化反應(yīng)器的下部區(qū)域，進(jìn)行短程反硝化反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)利用污水中的COD進(jìn)行NO2‑N的還原，降低進(jìn)水中的有機(jī)物，避免對(duì)后續(xù)厭氧氨氧化過程的影響，經(jīng)過反應(yīng)，得到出水E；
5)經(jīng)過短程反硝化處理后的出水E進(jìn)入一體化反應(yīng)器的中部區(qū)域，進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng)，得到出水F；
6)厭氧氨氧化反應(yīng)出水F上流通過三相分離器，在沉淀區(qū)沉淀處理后得到澄清水G。
優(yōu)選地，所述步驟1)中短程硝化池內(nèi)DO濃度為0.3～0.5mg/L，PH范圍為7.3～7.8。
優(yōu)選地，所述步驟4)中短程反硝化區(qū)域DO≤0.5mg/L，溫度為20～40℃，PH范圍為7.0～7.5。
優(yōu)選地，所述步驟5)中前端來(lái)水COD≤100mg/L，NO2‑N與NH4+N的摩爾比范圍為1～1.5:1，溫度為30～40℃。
（發(fā)明人：姜筆存;盧正輝;于偉華;吳江濤;夏英杰;曲艷南;向陽(yáng);李潭;盛瑾錦;劉潤(rùn)澤;史新）
