一种基于好氧颗粒污泥实现全自养脱氮废水处理装置及处理方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种基于好氧颗粒污泥实现全自养脱氮废水处理装置及处理方法，该处理装置包括用于待处理废水进水的进水管、用于处理后废水出水的出水管、内部填充有CANON颗粒污泥的反应池、连接在反应池底部的具有曝气功能的曝气升流管、与反应池连接用于分离颗粒污泥和水的旋流分离器及连接在曝气升流管和旋流分离器之间的用于回流颗粒污泥的污泥回流系统，曝气升流管的一端由反应池底部穿过并延伸至反应池内部，进水管与曝气升流管相连，所述出水管与所述旋流分离器相连。采用该处理装置对废水进行处理，能够充分发挥CANON工艺的优越性，具有可连续进出水、处理负荷高、剩余污泥少、适用范围广、运行控制灵活等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于好氧颗粒污泥实现全自养脱氮废水处理装置及处理方法
本专利技术涉及一种水处理方法，具体涉及一种基于好氧颗粒污泥实现全自养脱氮废水处理装置及处理方法，属于环保

技术介绍
在污水处理领域中，全程硝化-反硝化过程是当前最常用的生物脱氮工艺，其具有运行稳定、操作简单和技术成熟等优点，同时也存在处理能耗高、严重依赖碳源和剩余污泥产量大等亟待改善的问题。为了实现低C/N比废水的高效处理、追求更高出水要求、推进物质回收与能源自给等新目标，基于厌氧氨氧化（anammox）技术的新型生物脱氮方法越来越获得水处理行业的重视。其中，CANON（completelyautotrophicnitrogenremovalovernitrite）工艺是国内外研究最为广泛、实现工程化应用较早的全自养脱氮技术方法之一。从理论上讲，CANON反应过程需要硝化菌（AOB）与厌氧氨氧化菌（AMX）共同协作才能完成。首先，水中的一部分氨氮在好氧条件下由AOB转化为亚硝态氮，随后剩余的氨氮与亚硝态氮在缺/厌氧条件下由AMX大部分转化为氮气从水中脱除，同时生成少量硝态氮。与最初的亚硝化-厌氧氨氧化两单元串联工艺不同，CANON工艺要求在单个反应器中完成脱氮过程，因而常采用生物膜反应器设计，运行控制的要求也很高。在高基质负荷、高水力选择压的条件下，部分菌群能够通过自适应机制完成自固定过程，逐步实现颗粒化，不需要投加任何人工载体。好氧颗粒污泥作为一种特殊的生物膜技术，不仅可以有效截留生长速率较慢的自养微生物，如AMX和AOB等，获得远超传统活性污泥的微生物总量，而且能够利用各个方向的基质传质与微生物生态位差异，形成由外到内的多个功能分层，从而达到缩小反应器体积和增强反应器处理效能的目标。因此，具备CANON反应功能的好氧颗粒污泥（简称：CANON颗粒污泥）被认为是实现全自养生物脱氮过程的良好载体。但需要注意的是，反应装置是进行污水生化处理的场所，也是决定处理效果的关键因素，如中国专利CN103787499A公开了一种序批式全程自养脱氮颗粒污泥的高效运行方法，采用周期培养方法，该运行方法采用SBR反应器；中国专利CN104261555A公开了一种在连续流反应器中培养全程自养脱氮颗粒污泥的方法，该方法在连续流反应器中运行，该连续流反应器的反应器采用有机玻璃精加工而成，反应器底部安装曝气装置和进水口，在反应器顶部安装三相分离器，污泥经三相分离器截留后，出水从反应器顶部溢流堰流走，在反应区和沉淀区之间设置回流口，采用该连续流反应器，其MLVSS为3.4g/L，反应器内水力停留时间为12h~24h。现有的污水处理反应装置及其控制方法无法充分发挥CANON工艺的优势并确保其稳定运行，原因包括：（1）在现有装置中，序批式生物反应器（SBR）常用于好氧颗粒污泥的培养。尽管借助较高的水力选择压和基质周期性变化等条件，SBR可以获得良好的脱氮性能，但其容积利用率偏低，对自动控制要求较高，与其他连续处理装置较难连接，只适用于小规模污水处理的情形；（2）在现有装置中，各类连续流反应器能够用于更大规模的污水处理，但很难获得足够的水力剪切力以维持颗粒结构稳定。当水中溶解氧浓度过高、氨氮浓度过低时，污泥中容易出现亚硝态氮氧化菌（NOB）过度生长，从而严重破坏CANON反应过程，削弱反应器运行的稳定性；（3）在现有装置中，当曝气反应池与泥水分离装置分开建造时，污泥内回流的动力通常由叶片式水泵提供，在该过程中颗粒污泥极易发生解体，从而失去脱氮功能。因此，如何创新反应装置构型设计及其控制方法，最大程度地适应CANON颗粒污泥的结构与功能特性，以获得高效、稳定的脱氮效能是推动新型生物脱氮工艺实用化的关键。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种基于好氧颗粒污泥实现全自养脱氮废水处理装置。本专利技术同时还提供一种采用上述处理装置处理废水的方法，其充分发挥CANON工艺的优越性，脱氮效率高、无需外加碳源、处理能耗低、剩余污泥少、出水水质稳定、适应范围较广。为解决以上技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一种基于好氧颗粒污泥实现全自养脱氮废水处理装置，包括用于待处理废水进水的进水管、用于处理后废水出水的出水管及内部填充有CANON颗粒污泥的反应池，所述处理装置还包括连接在所述反应池底部的具有曝气功能的曝气升流管、与所述反应池连接用于分离颗粒污泥和水的旋流分离器及连接在所述曝气升流管和旋流分离器之间的用于回流颗粒污泥的污泥回流系统，所述曝气升流管的一端由所述反应池底部穿过并延伸至所述反应池内部，所述进水管与所述曝气升流管相连，所述出水管与所述旋流分离器相连。优选地，所述曝气升流管包括与所述反应池底部连接且一端部穿过所述反应池底部并延伸至所述反应池内部的曝气升流管本体及设置在所述曝气升流管本体内的曝气头，所述污泥回流系统与所述曝气升流管本体相连，所述进水管与所述曝气升流管本体相连。进一步优选地，所述曝气升流管本体包括与所述反应池底部连接且一端部穿过所述反应池底部并延伸至所述反应池内部的圆管及一端部与所述圆管的另一端部连接的渐扩管，所述进水管与所述渐扩管的另一端部相连，所述污泥回流系统与所述渐扩管的侧部相连，所述曝气头设置在所述渐扩管内。更优选地，所述渐扩管的一端部的横截面积大于所述渐扩管的另一端部的横截面积。优选地，所述反应池的池壁开设有出水堰，所述旋流分离器包括用于分离颗粒污泥和水的旋流分离器本体、与所述旋流分离器本体相连的进水渠及一端与所述旋流分离器本体相连的用于排放水的出水渠，所述旋流分离器本体还与所述污泥回流系统相连，所述进水渠与所述反应池相连且所述进水渠连接在所述出水堰处使得从所述出水堰流出的颗粒污泥和水的混合物进入所述进水渠然后进入所述旋流分离器本体进行颗粒污泥和水的分离，所述出水渠的另一端与所述出水管相连。进一步优选地，所述旋流分离器本体包括与所述进水渠和出水渠相连的旋流分离区、设置在所述旋流分离区下方的污泥沉降区及设置在所述污泥沉降区下方的泥斗，所述泥斗与所述污泥回流系统相连，所述泥斗上还连接有用于污泥排放的污泥排放管。优选地，所述污泥回流系统包括连接在所述曝气升流管和旋流分离器之间的污泥回流管及设置在所述污泥回流管上的用于提供污泥回流动力的螺杆泵。优选地，所述反应池内按顺序依次设置有第一隔墙、第二隔墙和第三隔墙将反应池内部分隔成按顺序依次排列的第一廊道、第二廊道、第三廊道和第四廊道，所述第一隔墙的一端部、第三隔墙的一端部通过连接隔墙连接，所述第二隔墙的一端部与所述反应池的侧壁连接，使得所述第一廊道的一端部与所述第二廊道的一端部连通，所述第三廊道的一端部与所述第四廊道的一端部连通，所述第一廊道的另一端部和第四廊道的另一端部连通，所述第二廊道的另一端部和第三廊道的另一端部连通，所述第一廊道、第二廊道、第三廊道和第四廊道内部均填充有所述CANON颗粒污泥，所述待处理废水进入所述反应池后与所述CANON颗粒污泥混合后形成污泥混合液，所述污泥混合液在所述反应池内按顺序依次流经四个廊道，在所述反应池内循环流动。进一步优选地，所述第一隔墙、第二隔墙、第三隔墙分别沿所述反应池的长度方向设置。进一步更优选地，所述第一隔墙、第二隔墙、第三隔墙三者相互平行。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于好氧颗粒污泥实现全自养脱氮废水处理装置，包括用于待处理废水进水的进水管、用于处理后废水出水的出水管及内部填充有CANON颗粒污泥的反应池，其特征在于：所述处理装置还包括连接在所述反应池底部的具有曝气功能的曝气升流管、与所述反应池连接用于分离颗粒污泥和水的旋流分离器及连接在所述曝气升流管和旋流分离器之间的用于回流颗粒污泥的污泥回流系统，所述曝气升流管的一端由所述反应池底部穿过并延伸至所述反应池内部，所述进水管与所述曝气升流管相连，所述出水管与所述旋流分离器相连。

【技术特征摘要】
1.一种基于好氧颗粒污泥实现全自养脱氮废水处理装置，包括用于待处理废水进水的进水管、用于处理后废水出水的出水管及内部填充有CANON颗粒污泥的反应池，其特征在于：所述处理装置还包括连接在所述反应池底部的具有曝气功能的曝气升流管、与所述反应池连接用于分离颗粒污泥和水的旋流分离器及连接在所述曝气升流管和旋流分离器之间的用于回流颗粒污泥的污泥回流系统，所述曝气升流管的一端由所述反应池底部穿过并延伸至所述反应池内部，所述进水管与所述曝气升流管相连，所述出水管与所述旋流分离器相连。2.根据权利要求1所述的基于好氧颗粒污泥实现全自养脱氮废水处理装置，其特征在于：所述曝气升流管包括与所述反应池底部连接且一端部穿过所述反应池底部并延伸至所述反应池内部的曝气升流管本体及设置在所述曝气升流管本体内的曝气头，所述污泥回流系统与所述曝气升流管本体相连，所述进水管与所述曝气升流管本体相连。3.根据权利要求2所述的基于好氧颗粒污泥实现全自养脱氮废水处理装置，其特征在于：所述曝气升流管本体包括与所述反应池底部连接且一端部穿过所述反应池底部并延伸至所述反应池内部的圆管及一端部与所述圆管的另一端部连接的渐扩管，所述进水管与所述渐扩管的另一端部相连，所述污泥回流系统与所述渐扩管的侧部相连，所述曝气头设置在所述渐扩管内。4.根据权利要求1所述的基于好氧颗粒污泥实现全自养脱氮废水处理装置，其特征在于：所述反应池的池壁开设有出水堰，所述旋流分离器包括用于分离颗粒污泥和水的旋流分离器本体、与所述旋流分离器本体相连的进水渠及一端与所述旋流分离器本体相连的用于排放水的出水渠，所述旋流分离器本体还与所述污泥回流系统相连，所述进水渠与所述反应池相连且所述进水渠连接在所述出水堰处使得从所述出水堰流出的颗粒污泥和水的混合物进入所述进水渠然后进入所述旋流分离器本体进行颗粒污泥和水的分离，所述出水渠的另一端与所述出水管相连。5.根据权利要求4所述的基于好氧颗粒污泥实现全自养脱氮废水处理装置，其特征在于：所述旋流分离器本体包括与所述进水渠和出水渠相连的旋流分离区、设置在所述旋流分离区下方的污泥沉降区及设置在所述污泥沉降区下方的泥斗，所述泥斗与所述污泥回流系统相连，所述泥斗上还连接有用于污泥排放的污泥排放管。6.根据权利要求1所述的基于好氧颗粒污泥实现全自养脱氮废水处置装置，其特征在于：所述反应池内按顺序依次设置有第一隔墙、第二隔墙和第三隔墙将反应池内部分隔成按顺序依次排列的第一廊道、第二廊道、第三廊道和第四廊道，所述第一隔墙的一端部、第三隔墙的一端部通过连接隔墙连接，所述第二隔墙的一端部与所述反应池的侧壁连接，使得所述第一廊道...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱飞跃，王建芳，沈耀良，梅娟，
申请(专利权)人：苏州科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32