公布日：2023.11.17
申請日：2022.05.10
分類號：C02F3/10(2006.01)I;C02F3/34(2006.01)I;C02F101/38(2006.01)N
摘要
本發(fā)明提供一種污水深度脫氮反應(yīng)器，涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域。該污水深度脫氮反應(yīng)器，包括深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體和中控系統(tǒng)，所述深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體底部設(shè)置有配水系統(tǒng)，所述深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體下部內(nèi)側(cè)固定連接有固化載體微生物發(fā)生器，所述承托層頂端設(shè)置有組合式填料，所述深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體頂端固定連接有環(huán)形出水堰。通過布水器和頂部為鋸齒狀的環(huán)形出水堰對水體進(jìn)行整流，在深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體底部和頂部分別形成布水區(qū)和清水區(qū)，優(yōu)化水利結(jié)構(gòu)，降低脫氮反應(yīng)器承受的沖擊負(fù)荷，通過環(huán)狀緩沖條和環(huán)形擋板對污水進(jìn)行緩沖，降低環(huán)狀載體內(nèi)微生物母體受到的沖擊，反應(yīng)器脫氮均勻性好，出水水質(zhì)有保障。
權(quán)利要求書
1.一種污水深度脫氮反應(yīng)器，包括深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體(1)和中控系統(tǒng)(8)，其特征在于：所述深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體(1)底部設(shè)置有配水系統(tǒng)(2)，所述深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體(1)下部內(nèi)側(cè)固定連接有固化載體微生物發(fā)生器(3)，所述固化載體微生物發(fā)生器(3)上側(cè)設(shè)置有承托層(4)且承托層(4)固定連接在深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體(1)的內(nèi)側(cè)，所述承托層(4)頂端設(shè)置有組合式填料(5)，所述深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體(1)頂端固定連接有環(huán)形出水堰(6)，所述配水系統(tǒng)(2)與碳源投加系統(tǒng)(7)連通，所述深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體(1)與排水系統(tǒng)(9)連通；所述固化載體微生物發(fā)生器(3)包括環(huán)形管(301)和環(huán)狀緩沖條(305)，所述環(huán)形管(301)內(nèi)側(cè)設(shè)置有環(huán)狀載體(302)，所述環(huán)形管(301)底部設(shè)置有環(huán)形開口(303)，所述環(huán)形開口(303)的內(nèi)外兩側(cè)均設(shè)置有環(huán)形擋板(304)，所述中控系統(tǒng)(8)包括控制器(801)，所述控制器(801)通過無線信號與第一硝酸根離子傳感器(802)、第一亞硝酸根離子傳感器(803)、第一COD傳感器(804)、第二硝酸根離子傳感器(805)、第二亞硝酸根離子傳感器(806)和第二COD傳感器(807)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污水深度脫氮反應(yīng)器，其特征在于：相鄰的所述環(huán)形管(301)通過連桿相連，多個(gè)所述環(huán)形管(301)的中心線呈圓形，多個(gè)所述環(huán)形管(301)的中心線共面且同心，相鄰的環(huán)形管(301)的中心線的半徑之差相等，最外側(cè)所述環(huán)形管(301)通過連桿與深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體(1)相連，所述環(huán)狀載體(302)內(nèi)部設(shè)置有微生物母體，所述環(huán)形擋板(304)固定連接在環(huán)形管(301)的底部，所述環(huán)形擋板(304)的橫截面呈圓弧形，所述環(huán)狀緩沖條(305)通過連桿固定連接在環(huán)形管(301)的內(nèi)部，所述環(huán)形管(301)的頂部和承托層(4)的內(nèi)部均設(shè)置有均勻分布的通孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污水深度脫氮反應(yīng)器，其特征在于：所述配水系統(tǒng)(2)包括供水管(201)和布水器(205)，所述供水管(201)與污水提升泵(202)連通，所述污水提升泵(202)的出水口連通有第一止回閥(203)，所述第一止回閥(203)的頂端固定連接有進(jìn)水管(204)，所述進(jìn)水管(204)與布水器(205)連通，所述進(jìn)水管(204)貫穿深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體(1)的底壁，所述布水器(205)固定連接在深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體(1)的內(nèi)側(cè)底端，所述深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體(1)的高度為13～16m，所述深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體(1)的直徑為2.5～3.5m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污水深度脫氮反應(yīng)器，其特征在于：所述碳源投加系統(tǒng)(7)包括碳源罐(701)和第三止回閥(706)，所述碳源罐(701)底部連通有出料閥(702)，所述出料閥(702)的左端與兩個(gè)計(jì)量泵(703)連通，所述計(jì)量泵(703)的出水口連通有第二止回閥(704)，所述第二止回閥(704)的頂端連通有質(zhì)量流量計(jì)(705)，所述第三止回閥(706)的右端與兩個(gè)質(zhì)量流量計(jì)(705)連通，所述第三止回閥(706)的左端與進(jìn)水管(204)連通，所述第三止回閥(706)固定連接在深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體(1)的底端。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污水深度脫氮反應(yīng)器，其特征在于：所述排水系統(tǒng)(9)包括集水罩(901)和排水管(905)，所述集水罩(901)的底部連通有三通閥(902)，所述三通閥(902)的右端連通有蓄水罐(903)，所述蓄水罐(903)內(nèi)側(cè)頂端設(shè)置有液位計(jì)(904)，所述三通閥(902)的底端與排水管(905)連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種污水深度脫氮反應(yīng)器，其特征在于：所述集水罩(901)固定連接在深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體(1)的頂部外側(cè)，所述環(huán)形出水堰(6)設(shè)置在集水罩(901)的內(nèi)部，所述環(huán)形出水堰(6)的上部呈鋸齒狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污水深度脫氮反應(yīng)器，其特征在于：所述第一硝酸根離子傳感器(802)、第一亞硝酸根離子傳感器(803)和第一COD傳感器(804)均設(shè)置在深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體(1)的底部內(nèi)側(cè)，所述第二硝酸根離子傳感器(805)、第二亞硝酸根離子傳感器(806)和第二COD傳感器(807)均設(shè)置在深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體(1)的頂部內(nèi)側(cè)，所述控制器(801)通過無線信號與污水提升泵(202)、出料閥(702)、計(jì)量泵(703)、質(zhì)量流量計(jì)(705)、三通閥(902)和液位計(jì)(904)相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種污水深度脫氮反應(yīng)器，其特征在于：所述微生物母體的培養(yǎng)方法包括以下步驟：S1.微生物馴化將反硝化菌接種至裝有去離子水的培養(yǎng)皿A中，將厭氧氨氧化菌接種至裝有去離子水的培養(yǎng)皿B中，將脫氮硫桿菌接種至裝有去離子水的培養(yǎng)皿C中，不向培養(yǎng)皿A、培養(yǎng)皿B和培養(yǎng)皿C中加入任何營養(yǎng)物質(zhì)，使反硝化菌、厭氧氨氧化菌和脫氮硫桿菌進(jìn)入休眠狀態(tài)，7～10d后，將培養(yǎng)皿A中的反硝化菌接種至多個(gè)裝有DM培養(yǎng)基的培養(yǎng)瓶A中，將培養(yǎng)皿B中的厭氧氨氧化菌接種至多個(gè)裝有MSF培養(yǎng)基的培養(yǎng)瓶B中，將培養(yǎng)皿C中的脫氮硫桿菌接種至多個(gè)裝有脫氮硫桿菌標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基的培養(yǎng)瓶C中，向培養(yǎng)瓶A、培養(yǎng)瓶B和培養(yǎng)瓶C中加入污水處理廠中的含氮污水，并將多個(gè)培養(yǎng)瓶A、培養(yǎng)瓶B和培養(yǎng)瓶C放置在厭氧工作站內(nèi)進(jìn)行厭氧培養(yǎng)，36～42h后，從多個(gè)培養(yǎng)瓶A、培養(yǎng)瓶B和培養(yǎng)瓶C中篩選出長勢良好的反硝化菌、厭氧氨氧化菌和脫氮硫桿菌；S2.共生培養(yǎng)將污水處理廠中的含氮污水加入多個(gè)培養(yǎng)瓶D中，向每個(gè)培養(yǎng)瓶D中接種S1中長勢良好的反硝化菌、厭氧氨氧化菌和脫氮硫桿菌，并向培養(yǎng)瓶D中加入有機(jī)碳源及碳酸鹽，進(jìn)行共生培養(yǎng)，48～54h后，挑選出反硝化菌、厭氧氨氧化菌和脫氮硫桿菌均長勢良好的培養(yǎng)瓶D，以該培養(yǎng)瓶D中的反硝化菌、厭氧氨氧化菌和脫氮硫桿菌接種至裝有污水處理廠中的含氮污水、有機(jī)碳源和碳酸鹽的培養(yǎng)罐內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)繁培養(yǎng)，3～5d后得到微生物母體。
發(fā)明內(nèi)容
(一)解決的技術(shù)問題
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種污水深度脫氮反應(yīng)器，解決了脫氮反應(yīng)器出水水質(zhì)欠佳和碳源投加精準(zhǔn)度不足的問題。
(二)技術(shù)方案
為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：一種污水深度脫氮反應(yīng)器，包括深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體和中控系統(tǒng)，所述深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體底部設(shè)置有配水系統(tǒng)，所述深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體下部內(nèi)側(cè)固定連接有固化載體微生物發(fā)生器，所述固化載體微生物發(fā)生器上側(cè)設(shè)置有承托層且承托層固定連接在深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體的內(nèi)側(cè)，所述承托層頂端設(shè)置有組合式填料，所述深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體頂端固定連接有環(huán)形出水堰，所述配水系統(tǒng)與碳源投加系統(tǒng)連通，所述深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體與排水系統(tǒng)連通；
所述固化載體微生物發(fā)生器包括環(huán)形管和環(huán)狀緩沖條，所述環(huán)形管內(nèi)側(cè)設(shè)置有環(huán)狀載體，所述環(huán)形管底部設(shè)置有環(huán)形開口，所述環(huán)形開口的內(nèi)外兩側(cè)均設(shè)置有環(huán)形擋板，所述中控系統(tǒng)包括控制器，所述控制器通過無線信號與第一硝酸根離子傳感器、第一亞硝酸根離子傳感器、第一COD傳感器、第二硝酸根離子傳感器、第二亞硝酸根離子傳感器和第二COD傳感器相連。
優(yōu)選的，相鄰的所述環(huán)形管通過連桿相連，多個(gè)所述環(huán)形管的中心線呈圓形，多個(gè)所述環(huán)形管的中心線共面且同心，相鄰的環(huán)形管的中心線的半徑之差相等，最外側(cè)所述環(huán)形管通過連桿與深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體相連，所述環(huán)狀載體內(nèi)部設(shè)置有微生物母體，所述環(huán)形擋板固定連接在環(huán)形管的底部，所述環(huán)形擋板的橫截面呈圓弧形，所述環(huán)狀緩沖條通過連桿固定連接在環(huán)形管的內(nèi)部，所述環(huán)形管的頂部和承托層的內(nèi)部均設(shè)置有均勻分布的通孔。
優(yōu)選的，所述配水系統(tǒng)包括供水管和布水器，所述供水管與污水提升泵連通，所述污水提升泵的出水口連通有第一止回閥，所述第一止回閥的頂端固定連接有進(jìn)水管，所述進(jìn)水管與布水器連通，所述進(jìn)水管貫穿深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體的底壁，所述布水器固定連接在深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體的內(nèi)側(cè)底端。
優(yōu)選的，所述碳源投加系統(tǒng)包括碳源罐和第三止回閥，所述碳源罐底部連通有出料閥，所述出料閥的左端與兩個(gè)計(jì)量泵連通，所述計(jì)量泵的出水口連通有第二止回閥，所述第二止回閥的頂端連通有質(zhì)量流量計(jì)，所述第三止回閥的右端與兩個(gè)質(zhì)量流量計(jì)連通，所述第三止回閥的左端與進(jìn)水管連通，所述第三止回閥固定連接在深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體的底端，所述深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體的高度為13～16m，所述深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體的直徑為2.5～3.5m。
優(yōu)選的，所述排水系統(tǒng)包括集水罩和排水管，所述集水罩的底部連通有三通閥，所述三通閥的右端連通有蓄水罐，所述蓄水罐內(nèi)側(cè)頂端設(shè)置有液位計(jì)，所述三通閥的底端與排水管連通。
優(yōu)選的，所述集水罩固定連接在深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體的頂部外側(cè)，所述環(huán)形出水堰設(shè)置在集水罩的內(nèi)部，所述環(huán)形出水堰的上部呈鋸齒狀。
優(yōu)選的，所述第一硝酸根離子傳感器、第一亞硝酸根離子傳感器和第一COD傳感器均設(shè)置在深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體的底部內(nèi)側(cè)，所述第二硝酸根離子傳感器、第二亞硝酸根離子傳感器和第二COD傳感器均設(shè)置在深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體的頂部內(nèi)側(cè)，所述控制器通過無線信號與污水提升泵、出料閥、計(jì)量泵、質(zhì)量流量計(jì)、三通閥和液位計(jì)相連。
優(yōu)選的，所述微生物母體的培養(yǎng)方法包括以下步驟：
S1.微生物馴化
將反硝化菌接種至裝有去離子水的培養(yǎng)皿A中，將厭氧氨氧化菌接種至裝有去離子水的培養(yǎng)皿B中，將脫氮硫桿菌接種至裝有去離子水的培養(yǎng)皿C中，不向培養(yǎng)皿A、培養(yǎng)皿B和培養(yǎng)皿C中加入任何營養(yǎng)物質(zhì)，使反硝化菌、厭氧氨氧化菌和脫氮硫桿菌進(jìn)入休眠狀態(tài)，7～10d后，將培養(yǎng)皿A中的反硝化菌接種至多個(gè)裝有DM培養(yǎng)基的培養(yǎng)瓶A中，將培養(yǎng)皿B中的厭氧氨氧化菌接種至多個(gè)裝有MSF培養(yǎng)基的培養(yǎng)瓶B中，將培養(yǎng)皿C中的脫氮硫桿菌接種至多個(gè)裝有脫氮硫桿菌標(biāo)準(zhǔn)培養(yǎng)基的培養(yǎng)瓶C中，向培養(yǎng)瓶A、培養(yǎng)瓶B和培養(yǎng)瓶C中加入污水處理廠中的含氮污水，并將多個(gè)培養(yǎng)瓶A、培養(yǎng)瓶B和培養(yǎng)瓶C放置在厭氧工作站內(nèi)進(jìn)行厭氧培養(yǎng)，36～42h后，從多個(gè)培養(yǎng)瓶A、培養(yǎng)瓶B和培養(yǎng)瓶C中篩選出長勢良好的反硝化菌、厭氧氨氧化菌和脫氮硫桿菌；
S2.共生培養(yǎng)
將污水處理廠中的含氮污水加入多個(gè)培養(yǎng)瓶D中，向每個(gè)培養(yǎng)瓶D中接種S1中長勢良好的反硝化菌、厭氧氨氧化菌和脫氮硫桿菌，并向培養(yǎng)瓶D中加入有機(jī)碳源及碳酸鹽，進(jìn)行共生培養(yǎng)，48～54h后，挑選出反硝化菌、厭氧氨氧化菌和脫氮硫桿菌均長勢良好的培養(yǎng)瓶D，以該培養(yǎng)瓶D中的反硝化菌、厭氧氨氧化菌和脫氮硫桿菌接種至裝有污水處理廠中的含氮污水、有機(jī)碳源和碳酸鹽的培養(yǎng)罐內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)繁培養(yǎng)，3～5d后得到微生物母體。
工作原理：通過配水系統(tǒng)和碳源投加系統(tǒng)向深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體內(nèi)分別泵入污水和碳源，通過固化載體微生物發(fā)生器配合組合式填料對污水進(jìn)行脫氮處理，通過排水系統(tǒng)對環(huán)形出水堰處排出的水體進(jìn)行轉(zhuǎn)移，通過中控系統(tǒng)對污水脫氮進(jìn)程進(jìn)行監(jiān)控調(diào)節(jié)，污水提升泵將供水管內(nèi)的污水導(dǎo)入進(jìn)水管內(nèi)，打開出料閥，計(jì)量泵將碳源罐內(nèi)的碳源導(dǎo)入進(jìn)水管內(nèi)，污水與碳源混合后沿進(jìn)水管向上進(jìn)入布水器，布水器將污水和碳源均勻分布在深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體內(nèi)，污水和碳源在深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體內(nèi)從下向上運(yùn)動(dòng)，固化載體微生物發(fā)生器向上產(chǎn)生微生物，微生物母體產(chǎn)生的微生物通過多個(gè)環(huán)形管和承托層上的通孔均勻進(jìn)入組合式填料，組合式填料內(nèi)的微生物對污水進(jìn)行脫氮處理，經(jīng)過脫氮處理的水體從環(huán)形出水堰處溢出至集水罩，三通閥左右兩端導(dǎo)通，底端閉合，從集水罩流出的水體經(jīng)過三通閥進(jìn)入蓄水罐內(nèi)，液位計(jì)配合控制器對蓄水罐內(nèi)的液位高度進(jìn)行檢測，若液位上升至上限閾值，則三通閥的左端和底端導(dǎo)通，右端閉合，水體從排水管排出，若蓄水罐內(nèi)的液位下降至下限閾值，則三通閥左右兩端再次導(dǎo)通，底端再次閉合，污水經(jīng)過固化載體微生物發(fā)生器的過程中，通過環(huán)狀緩沖條和環(huán)形擋板對污水進(jìn)行緩沖，降低環(huán)狀載體內(nèi)微生物母體受到的沖擊，脫氮處理過程中，控制器通過第一硝酸根離子傳感器、第一亞硝酸根離子傳感器和第一COD傳感器以及第二硝酸根離子傳感器、第二亞硝酸根離子傳感器和第二COD傳感器反饋的信息對污水提升泵、計(jì)量泵和質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)。
(三)有益效果
本發(fā)明提供了一種污水深度脫氮反應(yīng)器。具備以下有益效果：
1、本發(fā)明通過布水器和頂部為鋸齒狀的環(huán)形出水堰對水體進(jìn)行整流，在深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體底部和頂部分別形成布水區(qū)和清水區(qū)，優(yōu)化水利結(jié)構(gòu)，保證水流均勻通過深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體，降低脫氮反應(yīng)器承受的沖擊負(fù)荷，通過環(huán)狀緩沖條和環(huán)形擋板對污水進(jìn)行緩沖，降低環(huán)狀載體內(nèi)微生物母體受到的沖擊，微生物母體產(chǎn)生的微生物通過多個(gè)環(huán)形管和承托層上的通孔均勻進(jìn)入組合式填料，保證脫氮均勻性，微生物母體經(jīng)過馴化及共生培養(yǎng)，休眠能力強(qiáng)，能夠?qū)ξ鬯械南鯌B(tài)氮進(jìn)行多酶體系協(xié)同處理，出水水質(zhì)得到保障。
2、本發(fā)明通過配水系統(tǒng)和碳源投加系統(tǒng)向深度脫氮反應(yīng)器設(shè)備本體內(nèi)分別泵入污水和碳源，控制器通過第一硝酸根離子傳感器、第一亞硝酸根離子傳感器和第一COD傳感器以及第二硝酸根離子傳感器、第二亞硝酸根離子傳感器和第二COD傳感器反饋的信息對污水提升泵、計(jì)量泵和質(zhì)量流量計(jì)進(jìn)行變頻調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)碳源的精準(zhǔn)投加，有效防止COD超標(biāo)和總氮超標(biāo)。
3、本發(fā)明通過液位計(jì)配合控制器對蓄水罐內(nèi)的液位高度進(jìn)行檢測，并通過檢測結(jié)果對三通閥的狀態(tài)進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制從集水罩流出的水體的走向，蓄水罐內(nèi)的水能夠作為碳源罐中碳源的溶劑，排水系統(tǒng)對水資源進(jìn)行回收利用。
（發(fā)明人：王志偉;王武波;梁佶威;趙振宏;李可可;李丹;李宇霖）
