一种同时脱氮脱碳的好氧生化处理方法及处理装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种同时脱氮脱碳的好氧生化处理方法及处理装置。本发明专利技术制备的活化生物颗粒的颗粒强度较高，制备过程中对微生物活性影响小；应用本发明专利技术的处理装置能够提高工艺流程的处理效率和脱氮脱碳效果，有效的降低能耗和处理成本，有效的提高生产能力；本发明专利技术的高效的好氧脱氮脱碳的生化处理方法对COD、NH3-N和总氮去除效果好，脱除效果稳定。

Aerobic biochemical treatment method and treatment device for simultaneous removal of nitrogen and decarburization

The invention relates to an aerobic biochemical treatment method and a treatment device for simultaneous denitrogenation and decarburization. The strength of the particles activated bio particles prepared by the invention is high, the preparation process of microbial activity influence; processing device using the invention can improve the processing efficiency of the process and the removal effect of nitrogen removal, effectively reduce the energy consumption and treatment cost, improve production capacity; biochemical treatment method of the invention, aerobic nitrogen and carbon on COD, NH3-N and total nitrogen removal and removal effect is stable.

【技术实现步骤摘要】
一种同时脱氮脱碳的好氧生化处理方法及处理装置
本专利技术属于环保废水处理领域，特别是涉及一种同时脱氮脱碳的好氧生化处理方法及处理装置。
技术介绍
炼油废水主要由分散的原油和溶解性有机物如烃类化合物及其衍生物、酚类、杂环化合物等以及氨氮等多种污染物组成，废水量大，组分复杂。对炼油废水系统而言，生化段通常采用A/O或A/O1/O2工艺，从好氧池出水向缺氧池打回流，回流比一般在100％-400％。这个工艺流程俗称"老三套"工艺流程。其中，有机污染物的降解主要在好氧池中完成，在好氧池中，氨氮在硝化菌的作用下氧化生成硝酸根和亚硝酸根；在厌氧池中，发生反硝化作用、生物氨解作用和水解酸化作用，在厌氧池中同时还可以通过水解酸化提高废水的可生物降解性，提高好氧池的好氧生物降解效果。回流过来的硝酸根及亚硝酸根，在反硝化菌的作用下通过反硝化作用生成氮气从处理系统中排除，从而达到了废水脱氮的目的。这个工艺流程对COD和NH3-N去除效果较好，但废水中的总氮脱除效果常常不稳定，时常造成生化后出水总氮超标。同时，较高的回流比增大了能耗，降低了处理装置的生产能力，提高了废水的处理成本。为了解决回流要求带来的问题，提高工艺流程的处理效率和脱氮效果，有效的降低能耗和处理成本，有效提高生产能力，研究者们进行了大量的努力。中国专利(申请号：20031012766.7、200410091131.1及200610012071.9)采用在好氧池中投加微孔悬浮载体的方法，由于受溶解氧在微孔道内部传质速率的影响，在载体的表面区域处于好氧区，而在载体内部基本处于缺氧区。因此，在载体的表面区域生长好氧的异养菌和硝化菌，在载体内部生长缺氧菌和反硝化菌，从而实现在同一生化池中同时出现好氧与缺氧环境。但是，这样获得的缺氧环境和缺氧作用都很有限，不能充分满足反硝化过程对缺氧环境的要求。中国专利(申请号：200610012070.4)在同一个生化池中用分隔板和导流板分隔出多个好氧区和缺氧区，形成多个好氧池与缺氧池的串联。这种反应器虽然在反硝化作用上有所改进，但是过程控制过于复杂，生物好氧分解过程受到一定影响，进水水质的波动易引起出水效果的不稳定。中国专利(申请号：200710062931.4)在生化池中设置了一个内筒体用作气提导流筒，在导流筒内部从底部通入空气气泡，在对废水充氧的同时利用气提原理，实现液体在同一个生化池中的内循环流动。在导流筒内部，液体在气泡的带动下从下向上流动，同时得到充分的充氧，形成好氧区域；在导流筒外，液体携带着细小的气泡从上向下流动，在此过程中，液体中的溶解氧不断被消耗，逐渐形成缺氧区域。由于内循环流速很快，这样液体在循环中不断的经历多次的好氧与缺氧过程。但是，对于本专利给出的悬浮态活性污泥体系而言，在这种内循环流动状态下，无法驯化出专门的好氧菌群和缺氧菌群。中国专利(ZL01263058.6)在活性污泥法曝气池中设置多个气提导流筒，主要实现了好氧环境的多次内循环，提高了传质效率，但是没有得到充分的缺氧环境。中国专利(CN101450830B)同样采用在曝气池中设置多个气提导流筒的方式，但是为了获得充分的缺氧环境，该专利中将悬浮态的活性污泥改为生物膜固定床，以陶粒等颗粒物为载体，实现了在同一个生化池中好氧环境与缺氧环境的反复多次的交替循环。但这里仅是液体在进行内循环流动，生物体处于固定床状态而不是流化床状态，在反应效率上受到一定的影响，并且存在着床层堵塞的可能性。研究者们提出了一种新的更有效的脱氮脱碳方法，这种新的方法是基于异养硝化-好氧反硝化菌的筛选、驯化与应用，在好氧池中投加异养硝化-好氧反硝化菌，就可以实现在同一个生化池中同时脱碳脱氮的目的，从而克服了必须用缺氧环境进行脱氮的约束。中国专利(申请号：2006100102602.1，200910083014.3，200910188109.1，201010210292.3，201110147010.4，201410078681.3)分别从不同菌源筛选出了好氧反硝化菌，在各种好氧反应池中对含氮废水都表现出良好的脱碳脱氮效果。这些专利涉及的主要都是城市废水的脱碳脱氮。中国专利(申请号：201210289935.7)提出了一种以菌丝球为载体的好氧反硝化反应器以及相应的同步硝化反硝化运行方法。将生长较为缓慢的好氧反硝化菌负载在菌丝球上，在好氧条件下，使硝化菌和好氧反硝化菌在同一个反应器中同时良好的生长繁殖，达到同步硝化反硝化的效果。在此专利中，虽然采用了多孔性的菌丝球作为载体，通过用好氧反硝化菌进行培养挂膜，可以有效的增加生长较为缓慢的好氧反硝化菌的量，但是，这种通过挂膜生成的生物膜粒子，当加入到异养菌为优势菌群的曝气池活性污泥中后，随时间延长，菌丝球上的好氧反硝化菌也将逐渐被优势的异养菌所替换，在系统内难以形成长时间稳定的优势菌群。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种同时脱氮脱碳的好氧生化处理方法及处理装置。通过将目的微生物包埋在水溶性高分子溶液中，交联固化后生成具有内部多孔性结构的活化生物颗粒，有利于提高生物反应器内微生物特别是好氧反硝化菌的数量。将活性污泥和制备的活化生物颗粒加入上述的好氧生化处理装置中完成同时脱氮脱碳处理。为了达到上述目的，本专利技术提供了一种好氧生化同时脱氮脱碳的处理装置，其主要由多级耦合式流化床反应器和二沉池两部分组成。多级耦合式流化床反应器为敞口的容器，包括内筒体、导流板、级间分隔板、曝气头和混合液出口多孔板；该多级耦合式流化床反应器设置有进水口和混合液出口通道，流化床反应器与二沉池通过混合液出口通道连接；内筒体垂直设置在流化床反应器内，每两个相邻的内筒体之间设置级间分隔板，级间分隔板与一个内筒体一起构成一级单元流化床；每个级间分隔板的下部设置有具有一定孔径的小孔，该小孔的孔径小于活化生物颗粒的粒径，小孔的作用是让混合液通过，但是阻止活化生物颗粒穿过而进入到下一个单元流化床中，避免活化生物颗粒的堆积；每个级间分隔板的上端连接设置有2块导流板，以获得更好的水流循环流态；每个内筒体下方设置有曝气头，通过曝气能够使活性污泥和活化生物颗粒在内筒体内部上升，然后在在内筒体的壁与级间分隔板之间空间内向下流动，形成局部的内循环(如图3所示，箭头表示的是循环方向)，每个内筒体与级间分隔板一起形成一个独立的内循环三相生物单元流化床，通过共用一个级间分隔板，将两个单元流化床耦合连接在一起；在混合液出口通道处设置有混合液出口多孔板，避免活化生物颗粒流出流化床反应器，提高活化生物颗粒的利用率，达到更好的脱氮脱碳效果。在具体实施例中，导流板可以倾斜设置以更好地引导水流的方向，优选地，每个所述级间分隔板上端的两块所述导流板相互设置成60°夹角，分别与所述级间分隔板呈150°夹角。导流板可以与多级耦合式流化床反应器的壁相连接。在具体实施例中，优选地，所述内筒体个数为至少3个，所述曝气头个数为至少3个，所述级间分隔板个数为至少2个。另外，根据废水处理量的增加，也可以增加单元流化床的个数。本专利技术还提供了一种用于好氧生化脱氮的活化生物颗粒，其制备步骤如下：(1)菌种的筛选与培养：活性污泥中筛选出一株好氧反硝化菌，在富集培养基中培养，然后离心，得到好氧反硝化菌菌泥本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于同时脱氮脱碳的好氧生化处理装置，主要由多级耦合式流化床反应器和二沉池两部分组成，多级耦合式流化床反应器为敞口的容器，包括内筒体、导流板、级间分隔板、曝气头和混合液出口多孔板；所述多级耦合式流化床反应器设置有进水口和混合液出口通道，所述多级耦合式流化床反应器与所述二沉池通过所述混合液出口通道连接；所述内筒体垂直设置在流化床反应器内，每两个相邻的所述内筒体之间设置所述级间分隔板，所述级间分隔板与一个所述内筒体一起构成一级单元流化床；每个所述级间分隔板的下部设置有小孔，所述小孔的孔径小于活化生物颗粒的粒径；每个所述级间分隔板的上端设置有2块所述导流板；每个所述内筒体下方设置有曝气头；每个所述内筒体与所述级间分隔板一起形成一个独立的内循环三相生物单元流化床，通过共用一个所述级间分隔板，将两个所述单元流化床耦合连接在一起；所述混合液出口多孔板设置在所述混合液出口通道处。

【技术特征摘要】
1.一种用于同时脱氮脱碳的好氧生化处理装置，主要由多级耦合式流化床反应器和二沉池两部分组成，多级耦合式流化床反应器为敞口的容器，包括内筒体、导流板、级间分隔板、曝气头和混合液出口多孔板；所述多级耦合式流化床反应器设置有进水口和混合液出口通道，所述多级耦合式流化床反应器与所述二沉池通过所述混合液出口通道连接；所述内筒体垂直设置在流化床反应器内，每两个相邻的所述内筒体之间设置所述级间分隔板，所述级间分隔板与一个所述内筒体一起构成一级单元流化床；每个所述级间分隔板的下部设置有小孔，所述小孔的孔径小于活化生物颗粒的粒径；每个所述级间分隔板的上端设置有2块所述导流板；每个所述内筒体下方设置有曝气头；每个所述内筒体与所述级间分隔板一起形成一个独立的内循环三相生物单元流化床，通过共用一个所述级间分隔板，将两个所述单元流化床耦合连接在一起；所述混合液出口多孔板设置在所述混合液出口通道处。2.如权利要求1所述的生化处理装置，其中，每个所述级间分隔板上端的两块所述导流板相互设置成60°夹角，分别与所述级间分隔板呈150°夹角。3.如权利要求1所述的生化处理装置，其中，所述内筒体个数为至少3个，所述曝气头个数为至少3个，所述级间分隔板个数为至少2个。4.一种用于好氧生化脱氮的活化生物颗粒，其是通过以下步骤制备的：(1)将好氧反硝化菌置于富集培养基中培养，然后离心，得到好氧反硝化菌菌泥；(2)将所述好氧反硝化菌菌泥与包埋剂混合，将其滴加到交联固化剂中交联固化成小球状生物颗粒，静置，所述好氧反硝化菌菌泥的加入量占所述包埋剂加入量的0.01％-10％；然后，对所述生物颗粒的表面进行硬化处理，最后，用好氧反硝化培养基对硬化处理后的生物颗粒进行活化培养，得到活化生物颗粒。5.如权利要求4所述的活化生物颗粒，其中，在步骤(1)中，所述好氧反硝化菌为假单胞菌属，优选地，所述好氧反硝化菌ATCC35512；所述好氧反硝化培养基包含：4.72g琥珀酸钠，1.0gKNO3，1.5gKH2PO4，0.42gNa2HPO4，1.0gMgSO...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕荣湖，张红岩，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油大学北京，中国政法大学，
类型：发明
国别省市：北京,11