一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置及方法，包括厌氧反应器、MBR膜池、反硝化生物滤池、一体式厌氧氨氧化反应器、曝气风机和若干管道，第一厌氧反应器、第二厌氧反应器、MBR膜池、反硝化生物滤池和一体式厌氧氨氧化反应器通过管道依次连接；一体式厌氧氨氧化反应器包括短程硝化区域和厌氧氨氧化区域，短程硝化区域上设有进水口，厌氧氨氧化区域设有出水口，短程硝化区域底部设有曝气头，短程硝化区域底部的曝气头和MBR膜池底部的曝气头均通过管道与曝气风机连接，短程硝化区域和厌氧氨氧化区域内均设有若干填料。以简化工艺流程，降低渗滤液处理运行成本，达到稳定高效脱氮的目的。定高效脱氮的目的。定高效脱氮的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置及方法


[0001]本专利技术涉及废水处理领域，特别是一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置及方法。

技术介绍

[0002]反硝化：也称脱氮作用，是指细菌将硝酸盐中的氮通过一系列中间产物还原为氮气的生物化学过程。参与这一过程的细菌统称为反硝化菌。
[0003]短程硝化：正常硝化是氨氮生成亚硝氮，进而生成硝氮。硝氮在缺氧条件下，转化为亚硝态氮再转化为氮气，称为反硝化。短程硝化是指氨氮在氨氧化菌（AOB）的作用下生成亚硝态氮，不再继续转化为硝氮的过程。
[0004]垃圾渗滤液一类的高浓度氨氮和总氮的稳定高效的去除一直是困扰渗滤液处理中的行业难题。目前渗滤液的生化脱氮处理单元多采用传统的活性污泥法，比较常用的工艺是“厌氧+硝化/反硝化+超滤+纳滤+反渗透”；为提高总氮去除率，保证总氮达到较高的排放标准，一般还采用“厌氧+两级硝化/反硝化+超滤+纳滤+两级反渗透”得处理工艺。该工艺目前被广泛应用于垃圾渗滤液一类的高有机物高氨氮废水中，但该工艺存在运行投资成本较高的问题，为解决该问题，广大学者将目光转向一种更加高效的脱氮处理技术中，即短程硝化和厌氧氨氧化技术。
[0005]短程硝化技术和厌氧氨氧化技术是近年来发展比较快的新型污水生物处理技术，短程硝化
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厌氧氨氧化的组合工艺也被众多高校和科研单位研究和尝试推广应用，该技术有较大的应用价值和广泛的发展前景。
[0006]短程硝化技术是指在有氧条件下，污水中的氨氮经亚硝化细菌(AOB)的作用转化为亚硝 态氮，此时反应即停止，不继续将亚硝态氮转化为硝态氮。
[0007]厌氧氨氧化技术是厌氧氨氧化菌(AnAOB)利用短程硝化阶段产生的亚硝氮和污水中的 氨氮反应生成氮气的过程：该技术具有诸多优点，比如节省曝气量、节约能源、产泥量少等。
[0008]厌氧氨氧化技术是指在无氧条件下，厌氧氨氧化菌将污水中存在的氨氮和亚硝态氮同时转化成氮气的过程。厌氧 氨氧化技术具有节约碳源、节省成本、产泥量少等优点。目前，科研人员常常把这两种技术联用，典型的列子就是短程硝化
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厌氧氨氧化工艺。
[0009]厌氧氨氧化菌的存在形式主要以颗粒污泥、生物膜和介于两者之间的泥膜混合形式，颗粒污泥在一般工业废水尤其是垃圾渗滤液的厌氧处理当中难以培养、形成，即使接种，在实际项目运行中也经常因水质问题或运行管理不当造成颗粒污泥解体、流失，反应器性能因此也大受影响，因此依赖于颗粒污泥的厌氧反应器在处理高浓度有机及氨氮废水的项目在运行中均存在较大的问题，在运行中受到污水中盐分、硬度、有机物及重金属毒性等
影响，存在颗粒污泥解体流失的风险，后期运行操作条件要求较高。厌氧氨氧化作为一种厌氧处理技术，以颗粒污泥形式运行同样存在上述风险。在颗粒污泥状态较差，运行不稳定时，还需要考虑前后工艺段的泥水分离，保证各单元内部污泥不流失，这样就会增加工艺单元。
[0010]生物膜法是利用附着在填料表面的微生物降解污水营养物质的生物处理方法，具有微生物多样化、生物量高的特点。生物膜法中的微生物，由于是固定在填料上的，可以形成比较稳定的生态系统。相较颗粒污泥法，生物膜法对盐分、硬度、有机物及重金属等具有较强的耐受性。
[0011]因此相较于颗粒污泥，生物膜法更适用于厌氧氨氧化技术处理高浓度工业废水，尤其是垃圾渗滤液这一类高盐、高硬度的废水。但是由于厌氧氨氧化菌存在世代时间长(不小于11d)、增殖速率慢等缺陷，限制了其进一步的推广应用。针对这一问题，研究人员多采用生物膜反应器让厌氧氨氧化菌在载体上附着、生长，以提高其增殖速率。但是，现行的厌氧氨氧化生物膜反应器多是直接使用的传统的生物膜反应装置，如MBBR、固定床填料反应器、颗粒污泥与生物膜相结合等形式，很少考虑厌氧氨氧化菌独特的生理特性和生长特点及水质对厌氧氨氧化菌的影响，导致其生长速率缓慢，挂膜过程时间长，生物膜易脱落，操作复杂，填料容易堵塞及结垢等。
[0012]公开号为CN103172175B的专利是一种同步短程硝化与生物膜式厌氧氨氧化的装置。该专利名称虽为“生物膜式厌氧氨氧化装置”但该装置实际运行中为泥膜混合形式。说明书第[0023]段，所述步骤（2）中，短程硝化污泥的投加量为5
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10gMLSS/L，同时内部填充30％到60％的海绵填料；第[0022]段，沉淀池污泥回流至反应器前端，回流比为80％
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120％。由[0022]和[0023]段可以看出该反应器为固定床填料的一体式泥膜混合工艺。
[0013]CN103172175B和本申请有以下不同：
①
本申请短程硝化单元为悬浮填料形式运行，厌氧氨氧化单元为固定床填料形式运行，两个单元填料采用K3类型填料；且系统不投加活性污泥，反应器内部以纯生物膜法运行，不需要设置沉淀池和污泥回流系统。CN103172175B中主体反应器以泥膜混合形式运行，短程硝化和厌氧氨氧化在同一个系统中同时存在。
[0014]目前绝大部分的试验研究及工程案例均为颗粒污泥或者泥膜混合形式，以纯生物膜法形式运行的厌氧氨氧化案例较少，主要的原因是纯生物膜法需要解决工艺中填料污堵的问题及运行操作复杂等问题。现有的针对高浓度有机及氨氮的废水处理的厌氧氨氧化处理工艺存在工艺流程较长，运行不稳定。

技术实现思路

[0015]本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，本专利技术提出一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置及方法，本专利技术适用于处理高浓度有机及氨氮废水，以期降低现有厌氧氨氧化处理工艺的流程，提高系统运行稳定性及系统脱氮除碳的效率。
[0016]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置，两个厌氧反应器、MBR膜池、反硝化生物滤池、一体式厌氧氨氧化反应器、曝气风机和若干管道；两个厌氧反应器分别为第一厌氧反应器和第二厌氧反应器，两个厌氧反应器均设有进水口、出水口和沼气出口，沼气出
口设置于厌氧反应器顶部，第一厌氧反应器的出水口与第二厌氧反应器的进水口通过管道连接；MBR膜池内部设有浸没式超滤膜组件，底部设有曝气头，MBR膜池上还设有进水口、出水口和排泥口，MBR膜池的进水口与第二厌氧反应器的出水口通过管道连接；反硝化生物滤池内部设有陶粒填料，反硝化生物滤池上设有进水口和出水口，反硝化生物滤池的进水口与MBR膜池的出水口通过管道连接，反硝化生物滤池的进水口与MBR膜池的出水口连接的管道上设有超滤膜出水泵；一体式厌氧氨氧化反应器包括短程硝化区域和厌氧氨氧化区域，短程硝化区域上设有进水口，厌氧氨氧化区域设有出水口，短程硝化区域的进水口与反硝化生物滤池的出水口通过管道连接，短程硝化区域底部设有曝气头，短程硝化区域底部的曝气头和MBR膜池底部的曝气头均通过管道与曝气风机连接，短程硝化区域和厌氧氨氧化区域内均设有若干填料，短程硝化区域内的填料上附着有短程硝化菌，厌氧氨氧化区域内的填料上附着有厌氧氨氧化菌。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置，其特征在于：两个厌氧反应器、MBR膜池（5）、反硝化生物滤池（9）、一体式厌氧氨氧化反应器（11）、曝气风机（7）和若干管道（1）；两个厌氧反应器分别为第一厌氧反应器和第二厌氧反应器（3），两个厌氧反应器均设有进水口、出水口和沼气出口（2），沼气出口（2）设置于厌氧反应器顶部，第一厌氧反应器的出水口与第二厌氧反应器（3）的进水口通过管道（1）连接；MBR膜池（5）内部设有浸没式超滤膜组件（6），底部设有曝气头（13），MBR膜池（5）上还设有进水口、出水口和排泥口，MBR膜池（5）的进水口与第二厌氧反应器（3）的出水口通过管道（1）连接；反硝化生物滤池（9）内部设有陶粒填料（22），反硝化生物滤池（9）上设有进水口和出水口，反硝化生物滤池（9）的进水口与MBR膜池（5）的出水口通过管道（1）连接，反硝化生物滤池（9）的进水口与MBR膜池（5）的出水口连接的管道（1）上设有超滤膜出水泵（8）；一体式厌氧氨氧化反应器（11）包括短程硝化区域和厌氧氨氧化区域，短程硝化区域上设有进水口，厌氧氨氧化区域设有出水口，短程硝化区域的进水口与反硝化生物滤池（9）的出水口通过管道（1）连接，短程硝化区域底部设有曝气头（13），短程硝化区域底部的曝气头（13）和MBR膜池（5）底部的曝气头（13）均通过管道（1）与曝气风机（7）连接，短程硝化区域和厌氧氨氧化区域内均设有若干填料（21），短程硝化区域内的填料（21）上附着有短程硝化菌，厌氧氨氧化区域内的填料（21）上附着有厌氧氨氧化菌。2.根据权利要求1所述的一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置，其特征在于：还包括排水口（20），反硝化生物滤池（9）和短程硝化区域上均设有内回流进水口（10），厌氧氨氧化区域的出水口通过管道（1）分别与反硝化生物滤池（9）的内回流进水口（10）、短程硝化区域的内回流进水口（10）和排水口（20）连接。3.根据权利要求1所述的一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置，其特征在于：短程硝化区域为装填K3型填料的移动床生物膜反应器，填料填充率为30%—50%；厌氧氨氧化区域为装填K3型填料的固定床生物膜反应器。4.根据权利要求1所述的一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置，其特征在于：还包括折流挡板（15）和板插阀（12），短程硝化区域和厌氧氨氧化区域通过折流挡板（15）和插板阀（12）分隔，折流挡板（15）向短程硝化区域倾斜，折流挡板（15）的倾斜角度为斜向上45
°
—60
°
。5.根据权利要求1所述的一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置，其特征在于：短程硝化区和厌氧氨氧化区体积比为2：1
‑
3：1。6.根据权利要求4所述的一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置，其特征在于：厌氧氨氧化区域还包括填料斜斗（16），厌氧氨氧化区域的填料设置于填料斜斗（16）上方，填料斜斗（16）向短程硝化区域倾斜，填料斜斗（16）的倾斜角度为斜向下45
°
—60
°
。7.根据权利要求1所述的一种一体式厌氧氨氧化处理高氨氮废水的装置，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾宪勇，邢梦娇，邓凯文，何敏霞，樊星，李佳琦，谢勇，
申请(专利权)人：光大环保技术研究院南京有限公司光大环保技术研究院深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：