基于双回流和梯度限氧的低碳氮比污水脱氮装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于双回流和梯度限氧的低碳氮比污水脱氮装置及其方法，属于环境工程污水生物处理脱氮技术领域。装置包括：调节池、配水槽、生物转盘脱氮反应器、梯度限氧生化池、沉淀池。应用时，待处理污水依次流经调节池、配水槽、生物转盘脱氮反应器、梯度限氧生化池和沉淀池。其中梯度限氧生化池末端部分污水分别回流到配水槽前端和梯度限氧生化池前端，而沉淀池的部分污泥回流到同样的位置，形成双回流系统。本发明专利技术的有益效果在于不需要大量曝气和外加碳源，运行费用低，处理效率高，出水水质稳定，可满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918‑2002)中一级A标准和浙江省清洁水排放标准对氨氮和总氮的要求。

Low carbon nitrogen ratio wastewater denitrification device and method based on double reflux and gradient oxygen limitation

【技术实现步骤摘要】
基于双回流和梯度限氧的低碳氮比污水脱氮装置及其方法
本专利技术属于环境工程污水生物处理脱氮
，具体涉及一种基于双回流和梯度限氧，通过自养硝化反硝化对低碳氮比污水脱氮的方法。
技术介绍
近几十年来，我国经济社会快速发展、城镇规模日益扩大、城镇污水排放量急剧增加，而现有城镇污水处理厂因技术工艺存在缺陷等问题，导致大量氮元素等进入水体，水环境污染状况日益恶化。同时，国家对污水处理厂的出水水质要求越来越严格，《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A标准要求出水氨氮浓度小于5mg/L，总氮浓度小于15mg/L。浙江省更是提出了清洁水排放，氨氮浓度小于3mg/L，总氮浓度小于12mg/L，达到地表水IV类水标准排放。目前，很多城镇污水处理厂的排放标准依然处于一级B标准，有的甚至不能稳定达标，出水水质亟待提高。目前关于污水脱氮的方法可以分为物化法和生物法，其中生物法因高效性和经济可行性而被广泛应用于城镇污水的处理。传统的污水生物脱氮技术包括氨化、硝化和反硝化三个过程：氨化是指水体中的有机氮在氨化菌的作用下转化成氨态氮；硝化则是氨态氮被氨氧化菌氧化成亚硝态氮，继而由亚硝酸盐氧化菌将亚硝态氮氧化成硝态氮；反硝化，即在缺氧或者厌氧的条件下，亚硝态氮和硝态氮被反硝化菌还原成氮气。硝化过程需要大量曝气消，动力消耗大；反硝化过程需要大量的碳源。我国城镇污水的碳氮比普遍低于4，碳源不足，在实际运行中，需要投加碳源，造成运行费用增加。同时，外加碳源还会导致剩余污泥量增大，加大污水处理厂处理污泥的成本和难度。因此，在现有的基础研究上，突破传统工艺，开发处理效率高、运行费用低、出水水质符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A的城镇污水生物脱氮处理技术具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有污水生物脱氮技术处理低碳氮比污水硝化过程需要大量曝气，反硝化过程需要外加碳源的不足，提供一种基于双回流和梯度限氧，通过自养硝化反硝化对低碳氮比污水高效脱氮的方法。本专利技术提供的方法不需要大量曝气和外加碳源，运行费用低，处理效率高，出水水质稳定，氨氮浓度小于3mg/L，总氮浓度小于12mg/L，可满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A标准和浙江省清洁水排放标准对氨氮和总氮的要求。为实现上述专利技术的目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于双回流和梯度限氧的低碳氮比污水脱氮装置，其包括调节池、配水槽、生物转盘脱氮反应器、梯度限氧生化池和沉淀池；调节池、配水槽、生物转盘脱氮反应器、梯度限氧生化池和沉淀池通过配水管道依次首尾连通；所述调节池前端设置进水口；所述梯度限氧生化池包括四个依次串联相连通的反应室，进水以推流的方式顺次通过第一反应室、第二反应室、第三反应室和第四反应室；每个所述反应室内装有搅拌装置和曝气装置；所述梯度限氧生化池末端设置污水回流管道，用于将部分污水分别回流到配水槽前端和梯度限氧生化池的第一反应室前端；所述沉淀池末端设有出水口和排泥口；所述排泥口设于沉淀池底部，外接污泥管道，用于排出沉淀池的污泥，同时将部分污泥分别回流到配水槽前端和梯度限氧生化池的第一反应室前端。作为优选，所述生物转盘脱氮反应器的盘片为立体网状结构，空隙率95％～98％以上。作为优选，所述生物转盘脱氮反应器的转盘上部装有半圆形玻璃钢盖。作为优选，所述生物转盘脱氮反应器的转速可调节。本专利技术的另一目的在于提供一种利用上述任一方案所述处理装置的基于双回流和梯度限氧的低碳氮比污水脱氮方法，其步骤如下：1)污水通过调节池后，与梯度限氧生化池末端回流液及沉淀池回流污泥混合并进入配水槽，利用微生物分解硫系污染物消除异味，同时根据进水水质调节回流比保证进入生物转盘脱氮反应器的氨氮浓度低于200mg/L；2)将配水槽的出水引入生物转盘脱氮反应器，通过调节转盘的转速来控制生物转盘脱氮反应器内溶氧浓度为0.8～1.0mg/L，利用生物膜上的生物相，实现氮系及碳系污染物的部分去除，优化进入梯度限氧生化池的水质；3)将生物转盘脱氮反应器的出水引入梯度限氧生化池，通过控制曝气装置使四个反应室内的曝气量随水流方向依次递减，实现污水氮的深度脱除；梯度限氧生化池的第四反应室末端部分污水回流至配水槽和梯度限氧生化池的第一反应室前端；4)梯度限氧生化池出水引入沉淀池，泥水分离后澄清液外排，部分污泥分别回流至配水槽和梯度限氧生化池前端，其余污泥排出。作为优选，所述步骤2)中生物转盘脱氮反应器工作时污泥浓度在10000～30000mg/L。作为优选，所述配水槽中的出水亚硝态氮与氨氮的摩尔比为1.0～1.4：1。作为优选，所述梯度限氧生化池中第一反应室、第二反应室、第三反应室和第四反应室的溶解氧浓度分别控制在0.8～0.6mg/L、0.6～0.4mg/L、0.4～0.2mg/L和0.2mg/L以下。作为优选，步骤1)中污水的城镇污水。与现有的技术相比，本专利技术的有益成果在于：1、本专利技术脱氮效率高，最终出水氨氮浓度小于3mg/L，总氮浓度小于12mg/L，符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A标准和浙江省清洁水排放标准对氨氮和总氮的要求。2、本专利技术能耗低，在整个处理过程溶解氧浓度均低于1.0mg/L，曝气量小，节省大量能耗。3、本专利技术无需外加碳源，节省了外加碳源的费用，同时减少了剩余污泥产生量，与活性污泥法相比，剩余污泥产生量减少40～50％。附图说明图1为本专利技术的工艺流程图；附图标记如下：调节池1、配水槽2、生物转盘脱氮反应器3、梯度限氧生化池4、沉淀池5。具体实施方式下面结合附图实施例对本专利技术作进一步详细阐述。这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。如图1所示，本实施例中的一种基于双回流和梯度限氧的低碳氮比污水脱氮装置，其包括调节池1、配水槽2、生物转盘脱氮反应器3、梯度限氧生化池4和沉淀池5；调节池1、配水槽2、生物转盘脱氮反应器3、梯度限氧生化池4和沉淀池5通过配水管道依次首尾连通。调节池1前端设置进水口，待处理污水从该进水口输入。梯度限氧生化池4包括四个依次串联相连通的反应室，进水以推流的方式顺次通过第一反应室、第二反应室、第三反应室和第四反应室。每个反应室内装有独立的搅拌装置和曝气装置，通过调节曝气速率和搅拌速度可以分别控制四个反应室溶解氧浓度。梯度限氧生化池4末端设置污水回流管道，用于将部分污水分别回流到配水槽2前端和梯度限氧生化池4的第一反应室前端。沉淀池5末端设有出水口和排泥口，出水口外接出水管；排泥口设于沉淀池5底部，外接污泥管道，用于排出沉淀池5的污泥，同时将部分污泥分别回流到配水槽2前端和梯度限氧生化池4的第一反应室前端。本实施例中，生物转盘脱氮反应器3的盘片为立体网状结构，盘片的立体网状结构采用网状纤维加工而成，空隙率95％～98％以上。生物转盘脱氮反应器3的转盘上部装有半圆形玻璃钢盖。生物转盘脱氮反应器3的转速可调节，通过调节转盘转速可使系统处于不同的溶氧状态。基于上述处理装置的基于双回流和梯度限氧的低碳氮比污水脱氮方法，其步骤如下：1)污水通过调节池1后，与梯度限氧生化池4末端回流液及沉淀池5回流污泥混合并进入配水槽2，利用微生物分解硫系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双回流和梯度限氧的低碳氮比污水脱氮装置，其特征在于，包括调节池(1)、配水槽(2)、生物转盘脱氮反应器(3)、梯度限氧生化池(4)和沉淀池(5)；调节池(1)、配水槽(2)、生物转盘脱氮反应器(3)、梯度限氧生化池(4)和沉淀池(5)通过配水管道依次首尾连通；所述调节池(1)前端设置进水口；所述梯度限氧生化池(4)包括四个依次串联相连通的反应室，进水以推流的方式顺次通过第一反应室、第二反应室、第三反应室和第四反应室；每个所述反应室内装有搅拌装置和曝气装置；所述梯度限氧生化池(4)末端设置污水回流管道，用于将部分污水分别回流到配水槽(2)前端和梯度限氧生化池(4)的第一反应室前端；所述沉淀池(5)末端设有出水口和排泥口；所述排泥口设于沉淀池(5)底部，外接污泥管道，用于排出沉淀池(5)的污泥，同时将部分污泥分别回流到配水槽(2)前端和梯度限氧生化池(4)的第一反应室前端。

【技术特征摘要】
1.一种基于双回流和梯度限氧的低碳氮比污水脱氮装置，其特征在于，包括调节池(1)、配水槽(2)、生物转盘脱氮反应器(3)、梯度限氧生化池(4)和沉淀池(5)；调节池(1)、配水槽(2)、生物转盘脱氮反应器(3)、梯度限氧生化池(4)和沉淀池(5)通过配水管道依次首尾连通；所述调节池(1)前端设置进水口；所述梯度限氧生化池(4)包括四个依次串联相连通的反应室，进水以推流的方式顺次通过第一反应室、第二反应室、第三反应室和第四反应室；每个所述反应室内装有搅拌装置和曝气装置；所述梯度限氧生化池(4)末端设置污水回流管道，用于将部分污水分别回流到配水槽(2)前端和梯度限氧生化池(4)的第一反应室前端；所述沉淀池(5)末端设有出水口和排泥口；所述排泥口设于沉淀池(5)底部，外接污泥管道，用于排出沉淀池(5)的污泥，同时将部分污泥分别回流到配水槽(2)前端和梯度限氧生化池(4)的第一反应室前端。2.如权利要求1所述的一种基于双回流和梯度限氧的低碳氮比污水脱氮装置，其特征在于：所述生物转盘脱氮反应器(3)的盘片为立体网状结构，空隙率95％～98％以上。3.如权利要求1所述的一种基于双回流和梯度限氧的低碳氮比污水脱氮装置，其特征在于：所述生物转盘脱氮反应器(3)的转盘上部装有半圆形玻璃钢盖。4.如权利要求1所述的一种基于双回流和梯度限氧的低碳氮比污水脱氮装置，其特征在于：所述生物转盘脱氮反应器(3)的转速可调节。5.一种利用如权利要求1～4任一所述处理装置的基于双回流和梯度限氧的低碳氮比污水脱氮方法，其特征在于，步骤如下：1)污水通过调节池(1)后，与梯度限氧生化池(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：张砺彦，傅木星，
申请(专利权)人：杭州迪利生态循环经济工程有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33