一种短程硝化耦合还原态腐殖质强化厌氧脱氮装置制造方法及图纸

本发明专利技术为一种短程硝化耦合还原态腐殖质强化厌氧脱氮装置。第一部分为用于生成还原态腐殖质的HSR反应器，水流处于环形运动，并通过投加Fe

【技术实现步骤摘要】
一种短程硝化耦合还原态腐殖质强化厌氧脱氮装置
本专利技术涉及一种污水处理装置，具体地涉及一种短程硝化耦合还原态腐殖质强化厌氧脱氮装置。
技术介绍
还原态腐殖质拥有较强的供电子能力，可强化废水硝酸盐的厌氧转化。研究发现AQDS(腐殖质模式物)的还原物(AH2QDS,氢醌)在微生物还原硝酸盐和N2O中起到电子供体作用，而以AHDS作为还原性腐殖质模式物，硝酸盐为电子受体。吴磊构建的腐殖活性污泥A2O系统，其技术核心是在污泥回流段增设腐殖活性污泥培养池以产生还原态腐殖质，然后进入活性污泥系统中来增加电子供体量，从而强化胞外电子传递效率，提高微生物反硝化脱氮能力。所以，如果ANAMMOX系统中腐殖质以还原态形式存在，这将极大强化ANAMMOX工艺硝酸盐副产物的有效脱除。但目前大部分文献主要研究原态或氧化态腐殖质和对厌氧氨氧化工艺的影响，还原态腐殖质对厌氧氨氧化工艺的影响研究则很少。在厌氧条件下，腐殖质还原菌能够利用电子供体(有机酸等)还原腐殖质，并从此代谢过程得到能量。夏交辉发现电子供体和Fe3+都能够促进腐殖质呼吸作用，并且Fe3+能够耦联腐殖质呼吸得到电子转化为吸附态的Fe2+；而赵然发现厌氧氨氧化菌除能利用部分有机物作为电子供体，还能利用Fe2+作为无机物电子供体，从而将硝态氮转化为亚硝态氮，自身又转化为Fe3+，并且铁还原可能是厌氧氨氧化菌获得氮代谢以外能量来源的代谢途径。所以，当将腐殖质还原微生物系统与厌氧氨氧化系统耦联时，将Fe3+加入到腐殖质还原微生物系统中，可能促进生成更多的还原性腐殖质，促进腐殖质呼吸作用；并且生成的Fe2+又可能增加厌氧氨氧化菌获得更多的能量，从而促进氮代谢速率，并获得稳定的亚硝态氮的积累。首次将HSR反应器与Anammox-DN反应器相耦合，通过腐殖质还原菌生成的还原态腐殖质来促进反硝化反反应速率，对于当前治理含有较多腐殖质的氨氮废水具有现实性的指导意义，并为硝态氮的去除开辟一条新思路。采用氮气回流系统来控制HSR反应器处于缺氧状态，保证了腐殖质还原菌的生长，并通过N2流来促进物料与微生物接触充分，实现了反应器高效、稳定、节能的运行效果；HSR反应器得到的Fe2+流入厌氧氨氧化(Anammox)反应区，能够作为电子供体而被厌氧氨氧化菌利用，将部分硝态氮转化为亚硝态氮，为亚硝态氮的积累提供了新途径，同时从此过程中获得能量，促进了厌氧氨氧化反应的进行。厌氧氨氧化(Anammox)反应区通过建立厌氧氨氧化菌与少量硝酸盐异化还原菌之间的共生关系，从而通过硝酸盐异化还原为氨氮并生产CO2，促进了厌氧氨氧化反应的进行。进入HSR反应器的原水中含有一部分有机物，可作为碳源来促进腐殖质还原菌生成还原态腐殖质，并且短程硝化区的出水中含有原水中的有机碳，可作为电子供体而被反硝化菌利用，节省了碳源的投加量。HSR反应器上部的分流管用于分流两侧及中间进水，下部的分流管用于再分流中间进水，最终分为四股水流。并且HSR反应器底部设有多孔管，用于使回流氮气分散均匀并使反应器处于缺氧状态，同时结合分流设计使反应器水流处于环形运动，促进物料与废水的充分接触，提升HSR反应器整体运行效率。短程硝化反应器设计受生物转盘启发，设置两排平行放置的“米”字型biofringe填料，用于附着硝化细菌，同时底部配有高度、切口不同的曝气头来为短程硝化菌提供充足的氧气，并连有气体流量计和空气压缩泵，使一半暴露于外部的“米”字型填料处于环形运动，促进了微生物与废水接触充分，同时通过部分吸收外部氧气来降低曝气量，实现了能源消耗的降低。第三部分前的中间水箱通过只引入短程硝化反应器出水，同时将第一部分装置出口的氮气和反硝化回流氮气再次合流引入中间水箱，起到模拟N2曝气的作用，避免了短程硝化反应器出水中含有的少量氧气在和第一部分装置出水合流后可能氧化第一部分装置出水中的Fe2+和还原态腐殖质，降低了氧气含量，从而防止氧气对后续反应产生影响，并且采用装置自身的氮气进行模拟曝气，节省了能耗。Anammox-DN反应器底部进水口设有波浪形挡板，使进水从挡板两侧通过向中间运动，与波浪形聚乙烯海绵填料充分接触后再从填料中间的缝隙通过，然后再向两侧运动，部分固体被斜挡板截留，而气体和液体则沿导管流入上层波浪形挡板两侧，反复进行如此的运动。最终气流和水流沿锥形挡板左侧进入DN反应区，气流从氮气出口回流到HSR反应器底部的多孔管与Anammox-DN反应器入口，分别促进物料与微生物的充分接触与保证Anammox-DN反应器处于厌氧环境；波浪形以及斜形挡板的设计实现了聚乙烯海绵填料与废水的充分接触以及固液的分离。进入DN反应区的水流沿多组平行的锥形挡板和器壁缓慢进行环形运动，与颗粒活性炭膜充分接触，实现了避免由于气流水流过大而影响反硝化菌附着的效果，并且底部的锥形设计可增大污泥与器壁的碰撞几率，有利于颗粒污泥的形成。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种新的污水处理系统，以达到脱氮效率高，运行效果稳定，反应速率快，无需外加碳源的目的。第一部分：HSR反应器；原水通过水泵和流量计控制HSR反应器的原水流量为0.5～5L/h，并与Anammox-DN反应器回流水合流作为该反应器进水；外部利用pH检测器、酸碱投加装置调节进水pH为5～8，加药瓶投加1～1.1mg/mL的Fe3+溶液；内外的分流管将进水均分成四股水流，内部设有颗粒活性炭；HSR反应器底部设多孔管，将Anammox-DN反应器回流氮气分散至反应器中，使该反应器溶解氧含量在0.3mg/L以下；顶部设氮气出口，将该HSR反应器氮气与Anammox-DN反应器回流氮气合流并进入中间水箱；同时设HSR反应器出水口，使HSR反应器出水与中间水箱出水合流并进入Anammox-DN反应器；第二部分：短程硝化反应器；顶部设两组泳动床生物填料biofringe填料与短程硝化反应器出水口，出水口将处理后的水导入中间水箱，并与HSR反应器氮气和Anammox-DN反应器回流氮气共同注入，氮气使中间水箱溶解氧含量在0.3mg/L以下，最终气体从中间水箱的气体出口释放；底部配有多个曝气头，外部连有一气体流量计和一气泵，使短程硝化反应器内溶解氧浓度始终为0.3mg/L以下；第三部分：Anammox-DN反应器；Anammox-DN反应器外的pH检测器、酸碱投加装置将HSR反应器出水与中间水箱出水合流水的pH调为7.3～7.5后作为该反应器进水；外层为水循环层，并连有水箱、水泵和温控仪来保持反应器温度在30±5℃，侧边设多个采样口进行采样检测；一波浪形挡板两侧距反应器底部7～8cm，Anammox-DN反应器顶部设回流氮气至HSR反应器和中间水箱的氮气出口与回流部分出水用于与原水合流进入HSR反应器的出水口,且回流比为30％～50％；下层Anammox反应区设两组波浪形挡板和两组中间带有缺口的波浪形聚乙烯海绵填料，且从上到下排列依次为挡板-填料-挡板-填料，最下层填料距离底部一波浪形挡板3.5～本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种短程硝化耦合还原态腐殖质强化厌氧脱氮装置，其特征在于包括以下部分：/n第一部分：HSR反应器；/n原水通过水泵和流量计控制HSR反应器的原水流量为0.5～5L/h，并与Anammox-DN反应器回流水合流作为该反应器进水；/n外部利用pH检测器、酸碱投加装置调节进水pH为5～8，加药瓶投加1～1.1mg/mL的Fe

【技术特征摘要】
1.一种短程硝化耦合还原态腐殖质强化厌氧脱氮装置，其特征在于包括以下部分：
第一部分：HSR反应器；
原水通过水泵和流量计控制HSR反应器的原水流量为0.5～5L/h，并与Anammox-DN反应器回流水合流作为该反应器进水；
外部利用pH检测器、酸碱投加装置调节进水pH为5～8，加药瓶投加1～1.1mg/mL的Fe3+溶液；
内外的分流管将进水均分成四股水流，内部设有颗粒活性炭；
HSR反应器底部设多孔管，将Anammox-DN反应器回流氮气分散至反应器中，使该反应器溶解氧含量在0.3mg/L以下；
顶部设氮气出口，将该HSR反应器氮气与Anammox-DN反应器回流氮气合流并进入中间水箱；同时设HSR反应器出水口，使HSR反应器出水与中间水箱出水合流并进入Anammox-DN反应器；
第二部分：短程硝化反应器；
顶部设两组泳动床生物填料biofringe填料与短程硝化反应器出水口，出水口将处理后的水导入中间水箱，并与HSR反应器氮气和Anammox-DN反应器回流氮气共同注入，氮气使中间水箱溶解氧含量在0.3mg/L以下，最终气体从中间水箱的气体出口释放；底部配有多个曝气头，外部连有一气体流量计和一气泵，使短程硝化反应器内溶解氧浓度始终为0.3mg/L以下；
第三部分：Anammox-DN反应器；Anammox-DN反应器外的pH检测器、酸碱投加装置将HSR反应器出水与中间水箱出水合流水的pH调为7.3～7.5后作为该反应器进水；外层为水循环层，并连有水箱、水泵和温控仪来保持反应器温度在30±5℃，侧边设多个采样口进行采样检测；一波浪形挡板两侧距反应器底部7～8cm，Anammox-DN反应器顶部设回流氮气至HSR反应器和中间水箱的氮气出口与回流部分出水用于与原水合流进入HSR反应器的出水口,且回流比为30％～50％；下层Anammox反应区设两组波浪形挡板和两组中间带有缺口的波浪形聚乙烯海绵填料，且从上到下排列依次为挡板-填料-挡板-填料，最下层填料距离底部一波浪形挡板3.5～4.5cm；...

【专利技术属性】
技术研发人员：张莉，郝仕伟，王月萍，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京;11