一种处理畜禽养殖废水的短程硝化反硝化小型装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种处理畜禽养殖废水的短程硝化反硝化小型装置。包括柱形反应器、曝气系统、进水系统、排水系统、搅拌系统、在线监测系统、温控系统、自控系统，整套装置由不锈钢架架起固定；柱形反应器指的是：圆柱体的反应器主体竖直放置，下端接同直径的圆锥体泥斗，曝气系统中低压曝气泵通过空气管与浅层曝气头相连，高压曝气泵通过空气管与深层曝气头相连，低压曝气泵与高压曝气泵均位于反应器外，启停与转速受PLC自控系统控制；深层曝气头位于反应器主体与泥斗交界高度处、沿反应器主体柱壁的周长上均匀分布固定；浅层曝气头位于距液面处、隔墙任意一侧。本实用新型专利技术的运行方法可以有效的提高畜禽养殖废水氮的生物处理效率，实现常温下对畜禽养殖废水的快速启动，降低短程硝化反硝化工艺由于曝气和加热造成的能耗。

A Short-cut Nitrification and Denitrification Device for Livestock and Poultry Breeding Wastewater Treatment

The utility model discloses a short-cut nitrification and denitrification device for treating livestock and poultry breeding wastewater. Including cylindrical reactor, aeration system, water intake system, drainage system, mixing system, on-line monitoring system, temperature control system, automatic control system, the whole set of equipment is fixed by stainless steel frame; cylindrical reactor refers to: cylindrical reactor main body is placed vertically, the lower end is connected with the same diameter conical mud bucket, low-pressure aeration pump in the aeration system through the air pipe and shallow aerator head. High-pressure aeration pump is connected with deep aeration head through air pipe, low-pressure aeration pump and high-pressure aeration pump are located outside the reactor, start-stop and rotation speed are controlled by PLC automatic control system; deep aeration head is located at the height of the junction between reactor main body and mud bucket, uniformly distributed along the perimeter of reactor main column wall; shallow aeration head is located at any side of the liquid surface and partition wall. The operation method of the utility model can effectively improve the biological treatment efficiency of nitrogen in livestock and poultry breeding wastewater, realize the rapid start-up of livestock and poultry breeding wastewater at room temperature, and reduce the energy consumption of short-cut nitrification and denitrification process due to aeration and heating.

【技术实现步骤摘要】
一种处理畜禽养殖废水的短程硝化反硝化小型装置
本技术属于畜禽养殖废水处理
，涉及一种处理畜禽养殖废水的短程硝化反硝化小型装置。
技术介绍
目前几乎所有的工程化应用的污水处理系统中氮的转移途径都是全程硝化反硝化，而短程硝化反硝化过程相对于全程硝化反硝化减少了亚硝酸盐向硝酸盐的氧化这一步骤，使亚硝酸盐获得积累直接反硝化，这样可大大降低曝气量、外加碳源等能源消耗。但由于短程硝化反硝化反应条件较为苛刻，因此工程化应用并不成熟。我国学者在近20年也开始了这一新工艺的研究，但主要试验对象为生活污水和垃圾渗滤液，应用在畜禽养殖废水处理上的研究非常少，缺乏适用于畜禽养殖废水的最优工艺参数和启动运行方法。目前普遍认为在30℃左右温度下，亚硝化细菌（AOB）更容易成为优势菌种，从而实现亚硝酸盐的积累，但在实际应用中对大量畜禽养殖废水进行加热是不现实的。另外能耗低是短程硝化反硝化工艺相对于现有的传统全程硝化反硝化工艺的最大优势，但随着溶解氧需求的下降曝气方式仍采用常规的曝气头置于水底的深层曝气，并没有将能耗低这一优势最大化。因此本专利专利技术了在常温（20℃左右）下、以市政污水处理厂脱水污泥为接种污泥的短程硝化反硝化反应装置，用于处理畜禽养殖废水，并专利技术了其污泥驯化和稳定运行的方法。
技术实现思路
本技术公开了一种处理畜禽养殖废水的短程硝化反硝化小型装置，该装置包括柱形反应器、曝气系统、进水系统、排水系统、搅拌系统、在线监测系统、温控系统、自控系统，整套装置由不锈钢架架起固定；其特征在于：所述的柱形反应器指的是：圆柱体的反应器主体1竖直放置，下端接同直径的圆锥体泥斗2，圆柱体上端设同材料顶盖，顶盖打9个孔，温度传感器19、加热器20、2台搅拌器的搅拌轴10、溶解氧传感器13、pH传感器15、氧化还原电位传感器17、空气管、进水管4全部由顶盖孔洞穿过进入反应器主体，孔边焊接固定竖直杆，各部件的电线通过线卡绑定在孔边竖直杆作为固定；柱形反应器正中心设同材料的隔墙9将反应器主体一分为二，上端距液面、下端距泥斗上沿水平面各为1米，隔墙两条竖直边与反应器主体柱壁相连固定位置；曝气系统包括：低压曝气泵6、高压曝气泵8、空气管、浅层曝气头5、深层曝气头7；低压曝气泵通过空气管与浅层曝气头相连，高压曝气泵通过空气管与深层曝气头相连，低压曝气泵与高压曝气泵均位于反应器外，启停与转速受PLC自控系统控制；深层曝气头位于反应器主体与泥斗交界高度处、沿反应器主体柱壁的周长上均匀分布固定；浅层曝气头位于距液下、隔墙任意一侧。所述自控系统采用PLC控制器，运行时完全自动控制，只需人工设置相关反应参数。本技术进一步公开了一种处理畜禽养殖废水的短程硝化反硝化小型装置处理畜禽养殖废水的短程硝化反硝化污泥驯化与稳定运行方法，其特征在于按如下的步骤进行：（1）系统启动方法：采用周期性运行方式，每周期包括进水→曝气→沉淀→排水→闲置；1）将畜禽养殖废水预处理，使CODcr在500-2000mg/L，调节碳氮比（C/N）至2.0-6.8；2）在PLC上设置温度为20℃恒温，DO为2.0mg/L，采用深层曝气方式，接种生活污水完全硝化污泥，污泥量为3000mg/L，每周期进水20分钟→曝气8小时→沉淀1小时→排水1小时→闲置100分钟，每天运行2个周期，运行30天；3）在上一步骤完成后继续运行，在PLC上设置温度为20℃恒温，DO调整为1.0mg/L，采用浅层曝气方式，每周期进水20分钟，曝气6小时，沉淀1小时，排水1小时，闲置230分钟，每天运行2个周期，运行30天；排泥，再继续按上一步骤反应条件运行30天；（2）系统启动成功后进入稳定运行期正式进行污水处理：采用周期性运行方式，每周期包括进水→曝气→缺氧搅拌→沉淀→排水→闲置；1）在PLC上设置温度为20℃恒温，DO为1.0mg/L，此时系统内为驯化好的短程硝化反硝化活性污泥，每周期进水20分钟，沉淀1小时，排水1小时，每周期曝气时间由溶解氧检测仪检出的DO数值决定，在曝气352分钟时监测到DO突跃增高，则停止低压曝气泵停止曝气，进入反硝化过程，两台搅拌器开启；2）在缺氧反硝化阶段，时间由pH实时监测值确定，在进入缺氧反硝化阶段85分钟时pH在线检测仪监测到pH极大值，此时停止搅拌器，结束反硝化，进入沉淀阶段。本技术更进一步公开了采用处理畜禽养殖废水的短程硝化反硝化小型装置处理畜禽养殖废水的短程硝化反硝化污泥驯化与稳定运行方法在提高畜禽养殖废水生物处理效率方面的应用；所述的提高畜禽养殖废水生物处理效率指的是：降低畜禽养殖废水中的氮含量，试验结果显示：采用本技术的装置处理畜禽养殖废水可以使畜禽养殖废水中的总氮和氨氮含量显著的降低，总氮去除率达到85%以上，氨氮去除率达到90%以上。本技术更进步的描述如下：进水系统包括：蠕动泵与进水管；蠕动泵与进水管一端相连，进水管另一端深入反应器水底，蠕动泵启停与转速由PLC自控系统控制；排水系统包括：排水电磁阀11与排泥电磁阀12；反应器主体柱壁上沿同一竖直线每隔相同距离开一个孔，每个孔装电磁阀作为排水阀，泥斗顶端开孔装电磁阀作为排泥阀，排水电磁阀与排泥电磁阀与PLC自控系统相连由其控制开闭；排水时排水电磁阀在调控下自上向下依次打开排水，模拟滗水器的逐层排水，避免沉淀污泥流失；排水电磁阀随时控制打开，作为取样口，排泥电磁阀只在排泥时打开；搅拌系统包括两台搅拌器；搅拌器的电机固定于反应器外的上方，搅拌轴10浸入水中，位于被隔墙9分开的反应器主体两侧中心，搅拌器电机的启停和转速由PLC自控系统控制；在线监测系统包括：溶解氧传感器13、pH传感器15、氧化还原电位传感器17、溶解氧监测仪14、pH监测仪16和氧化还原电位监测仪18；溶解氧传感器、pH传感器、氧化还原电位传感器全部浸入反应器水中且分别通过电线与溶解氧监测仪、pH监测仪和氧化还原电位监测仪相连，溶解氧监测仪、pH监测仪和氧化还原电位监测仪的报警信号输出给PLC自控系统；当溶解氧、pH、氧化还原电位数据超过设置的上下限或发生特征性的突变被相应监测仪捕捉到，监测仪会输出报警信号给PLC自控系统，PLC自控系统再根据程序设定给其它系统发出动作指令；温控系统包括：温度传感器19和加热器20，温度传感器和加热器均浸入液体中，温度传感器监测到水温在设定温度±1℃临界温度时，PLC自控系统会发出指令控制加热器的启停；自控系统包括：PLC自控柜一台；自控柜门上安装触摸液晶屏，所有参数设置和设备手动启停均屏触完成。装置采用周期性运行方式，在正式运行前需先进行污泥驯化，培养适合处理对象水质的活性污泥，在污泥驯化阶段每周期包括进水→曝气→沉淀→排水→闲置，在正式运行阶段每周期包括进水→曝气→缺氧搅拌→沉淀→排水→闲置。进水时，蠕动泵开启，根据需要设置好蠕动泵的流量和进水时间，到时间后蠕动泵关闭，曝气泵开始工作。根据所需溶解氧浓度选择采用哪种曝气方式，所需溶解氧较高时采用深层曝气，所需溶解氧较低时采用浅层曝气，曝气泵转速也可调节，曝气时间可人力设置也可根据在线监测到的溶解氧变化特征自动控制。曝气结束后若有缺氧搅拌阶段，则两台搅拌器开启，时间可人力设置也可根据在线监测到的pH变化特征自动控制，若不需缺氧搅拌则直接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种处理畜禽养殖废水的短程硝化反硝化小型装置，该装置包括柱形反应器、曝气系统、进水系统、排水系统、搅拌系统、在线监测系统、温控系统、自控系统，整套装置由不锈钢架架起固定；其特征在于：所述的柱形反应器指的是：圆柱体的反应器主体（1）竖直放置，下端接同直径的圆锥体泥斗（2），圆柱体上端设同材料顶盖，顶盖打9个孔，温度传感器（19）、加热器（20）、2台搅拌器的搅拌轴（10）、溶解氧传感器（13）、pH传感器（15）、氧化还原电位传感器（17）、空气管、进水管（4）全部由顶盖孔洞穿过进入反应器主体，孔边焊接固定竖直杆，各部件的电线通过线卡绑定在孔边竖直杆作为固定；柱形反应器正中心设同材料的隔墙（9）将反应器主体一分为二，上端距液面、下端距泥斗上沿水平面各为1米，隔墙两条竖直边与反应器主体柱壁相连固定位置；曝气系统包括：低压曝气泵（6）、高压曝气泵（8）、空气管、浅层曝气头（5）、深层曝气头（7）；低压曝气泵通过空气管与浅层曝气头相连，高压曝气泵通过空气管与深层曝气头相连，低压曝气泵与高压曝气泵均位于反应器外，启停与转速受PLC自控系统控制；深层曝气头位于反应器主体与泥斗交界高度处、沿反应器主体柱壁的周长上均匀分布固定；浅层曝气头位于距液面下、隔墙任意一侧。...

【技术特征摘要】
1.一种处理畜禽养殖废水的短程硝化反硝化小型装置，该装置包括柱形反应器、曝气系统、进水系统、排水系统、搅拌系统、在线监测系统、温控系统、自控系统，整套装置由不锈钢架架起固定；其特征在于：所述的柱形反应器指的是：圆柱体的反应器主体（1）竖直放置，下端接同直径的圆锥体泥斗（2），圆柱体上端设同材料顶盖，顶盖打9个孔，温度传感器（19）、加热器（20）、2台搅拌器的搅拌轴（10）、溶解氧传感器（13）、pH传感器（15）、氧化还原电位传感器（17）、空气管、进水管（4）全部由顶盖孔洞穿过进入反应器主体，孔边焊接固定竖直杆，各部件的电线通过线卡绑定在孔边竖直杆作为固定；柱形反应器正中心设同材料的隔墙（9）将反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱姗，吴迪，高贤彪，
申请(专利权)人：天津市农业资源与环境研究所，
类型：新型
国别省市：天津,12