序批式内循环生物脱氮工艺及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种序批式内循环生物脱氮工艺，主要包括进水、生物脱氮反应、沉淀和 排水排泥四个步骤，生物脱氮反应又包括由短程硝化处理到脱氧处理、由脱氧处理到厌氧氨 氧化处理、最后回到短程硝化处理的内循环式反应，短程硝化处理、脱氧处理、厌氧氨氧化 处理分别是在同一反应器中互相连通的三个不同反应区域内进行。本发明专利技术还公开了一种生物 脱氮装置，该装置被分隔为三个互相连通的短程硝化处理反应区域、脱氧处理反应区域和厌 氧氨氧化处理反应区域，该装置中还设有曝气装置、内循环泵、布水器等相关设备。本发明专利技术 的工艺运行管理方便，能耗低，脱氮效率高且处理效果稳定，与本发明专利技术工艺配套的装置则具 有设备紧凑、使用方便、成本投入小等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及废水或污水的生物处理，尤其涉及一种短程硝化-厌氧氨氧化的废(污)水生 物处理工艺及装置。
技术介绍
废水脱氮方法包括物化法和生化法，其中生化法被普遍认为是更为经济有效的脱氮技术， 因此研究开发高效、低耗的生物脱氮工艺及其装置已成为当前水处理领域的重要研究课题。传统的好氧-厌氧生物脱氮工艺(A/0法)主要是通过硝化-反硝化两个生物反应过程协作 完成。在硝化阶段，氨氮被转化为硝酸盐氮的过程分成两个连续的反应，首先是由亚硝酸盐 细菌将氨氮转化为亚硝酸盐，然后由硝酸盐细菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐；在反硝化阶段， 硝酸盐被反硝化细菌还原成为氮气。此工艺有两方面的不足，首先是将亚硝酸盐转化成硝酸 盐的过程使脱氮反应增加了额外的氧气消耗，从而增加了能耗；其次是反硝化反应需要碳源 作为电子供体，若污水中碳源不足(C/N过低)，则需投加甲醇等有机碳，这不仅增加了运行 费用，还增加了运行管理的难度。因此，国内外的专家学者一直都在尝试寻找一种低耗高效 的脱氮工艺。短程硝化-厌氧氨氧化的协同作用原理为高氨氮垃圾渗滤液的脱氮提供了一条新型的高 效生物脱氮途径。该途径和传统的A/0生物脱氮途径相比至少可以节约62.5M的能耗，节约 50%的碱量，无需外加碳源，而且在运行过程中污泥产量极小，仅为传统生物脱氮过程的15%， 大大节约了运行成本。目前，短程硝化-厌氧氨氧化工艺在国际上的工程应用主要有四处荷兰鹿特丹Dokhaven 市政污水处理厂的污泥消化液处理工程、荷兰Lichtenvoorde制革废水处理项目、日本三重县 半导体加工废水处理项目和荷兰Olburgen 土豆加工废水处理项目，其中前三项工程都是采用 一个前置短程硝化(SHARON)反应装置加一个厌氧氨氧化(ANAMMOX)反应装置的两级 工艺，最后一项工程则采用了短程硝化和厌氧氨氧化在同一个反应装置中进行的一级反应 (CANON)。这些工程应用在实践上证明了短程硝化和厌氧氨氧化组合工艺具有低能耗、低 污泥产量、低投资成本和运行费用等各种特点，但是也暴露了目前这两种主要工艺类型的不 足。两级工艺易于出现短程硝化阶段积累的亚硝酸盐浓度过高而对微生物产生抑制的问题， 同时由于短程硝化和厌氧氨氧化分别在不同的容器中进行，使得整个工艺的基建投资和占地 面积增加； 一级工艺则由于使专性厌氧的厌氧氨氧化细菌长期处于一定浓度的有氧环境中， 从而在一定程度上降低了厌氧氨氧化细菌的活性。因此，如何同时解决一级工艺中厌氧氨氧化细菌长期受到溶解氧抑制的问题和两级工艺中短程硝化代谢产物(亚硝酸盐)的积累对反 应中微生物产生抑制的问题，以更加充分的发挥短程硝化和厌氧氨氧化组合工艺的生物脱氮 能力，就成为本领域所面临的一大难题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术中存在的不足，在充分吸取上述一级工艺和两 级工艺优点的基础上，提供一种运行灵活、管理方便、污泥产量小、能耗低、基建运行费用 小、脱氮效率高且处理效果稳定的序批式内循环生物脱氮工艺，还提供一种设备紧凑、使用 方便、成本投入小且能有效应用于本专利技术工艺的生物脱氮装置。为解决上述技术问题，本专利技术提出的技术方案为一种序批式内循环生物脱氮工艺，主要 包括进水、生物脱氮反应、沉淀和排水排泥四个步骤，其特征在于所述生物脱氮反应为包 括短程硝化处理、脱氧处理、厌氧氨氧化处理的内循环式反应；所述内循环是指由短程硝化 处理到脱氧处理、由脱氧处理到厌氧氨氧化处理、最后回到短程硝化处理的三步循环；所述 短程硝化处理、脱氧处理、厌氧氨氧化处理分别是在同一反应器中互相连通的三个不同反应 区域内进行。上述技术方案的进水步骤中，应先将待处理水的pH值调节至7.7~8.0，再将调pH值后 的待处理水输送到所述反应器的短程硝化处理反应区域内。上述技术方案的短程硝化处理反应区域内，溶解氧浓度控制在1.0~1.5mg/L;所述厌氧氨 氧化处理反应区域内的液流速度控制在0.5~0.8m/h。上述技术方案中，所述短程硝化处理反应区域和脱氧处理反应区域是通过一曝气装置分 隔；在整个生物脱氮工艺过程中，可根据待处理水的水质和处理深度要求的不同对曝气装置 的位置进行调节，进而改变短程硝化处理反应区域的体积，操作非常方便灵活。整个生物脱氮过程的基本原理是待处理水中的氨氮在短程硝化处理反应区域中受亚硝 酸盐细菌的生物作用而被转化成亚硝酸盐，为厌氧氨氧化处理反应区域提供反应基质，亚硝 酸盐和氨氮在厌氧氨氧化处理反应区域内的厌氧氨氧化细菌作用下发生反应，并生成氮气。 脱氧处理反应区域中富集了大量的兼性微生物，能够彻底消耗污水从短程硝化处理反应区域 携带的溶解氧，避免溶解氧随污水进入厌氧氨氧化处理反应区域而形成对厌氧氨氧化细菌的 有氧抑制；污水在生物脱氮装置中循环脱氮的同时，污水中的部分有机物也被生物脱氮装置 中的一些微生物消耗而转化为二氧化碳或者甲烷。本专利技术还提供一种用于上述工艺中的生物脱氮装置，其特征在于所述生物脱氮装置的反 应空间被分隔为三个互相连通的短程硝化处理反应区域、脱氧处理反应区域和厌氧氨氧化处 理反应区域，所述短程硝化处理反应区域的底部通过一曝气装置中预留的孔隙与脱氧处理反应区域的顶部相连通，所述脱氧处理反应区域的底部通过内循环泵和布水器与厌氧氨氧化处 理反应区域的底部相连通，所述厌氧氨氧化处理反应区域的顶部通过一出水口与短程硝化处 理反应区域的顶部相连通；所述内循环泵设于脱氧处理反应区域的底部，所述布水器设于厌 氧氨氧化处理反应区域的底部；所述脱氧处理反应区域内开设有排泥口和排水口，所述厌氧 氨氧化处理反应区域内开设有排泥口和导气口 。作为对上述技术方案的进一步改进，所述生物脱氮装置主要是由两个相互嵌套的外筒和 内筒组成，外筒上方敞口，内筒上方带有封盖，内筒底部由一多孔型支撑架支承并固定于外 筒的中央；所述厌氧氨氧化处理反应区域设于内筒的内腔中；所述曝气装置设于内筒和外筒 之间形成的环状空腔的中部，所述短程硝化处理反应区域设于曝气装置以上的环状空腔中， 所述脱氧处理反应区域设于曝气装置以下由内筒和外筒围成的空腔中。上述技术方案中，所述排泥口可设在脱氧处理反应区域和厌氧氨氧化处理反应区域的底 部污泥淤积处，所述排水口可设在脱氧处理反应区域上部，所述导气口可设在厌氧氨氧化处 理反应区域的顶部；还可以在短程硝化处理反应区域上部开设一取样口，以便于检测装置中 的物质成分及其浓度。上述生物脱氮装置中，所述短程硝化处理反应区域内设有第一附着式生物生长系统，该 系统釆用悬挂式填料，该填料上富集有亚硝酸盐细菌；所述脱氧处理反应区域内设有第二附 着式生物生长系统，该系统采用规整型填料，该规整型填料上富集有兼性微生物(兼性微生 物在污水处理系统中广泛存在，在生物脱氮装置的运行过程中，兼性微生物会随着亚硝酸盐 细菌和厌氧氨氧化细菌的富集而逐渐富集)；所述厌氧氨氧化处理反应区域内采用悬浮式生物 生长系统，该悬浮式生物生长系统内包含有厌氧氨氧化细菌组成的絮状污泥或颗粒污泥。上述生物脱氮装置中，所述悬挂式填料为半软性组合填料，该填料在第一附着式生物生 长系统内的填充比为30%~50%;所述规整型填料为鲍尔环或陶瓷环，该填料在第二附着式生 物生长系统内的填充比为20%~40本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种序批式内循环生物脱氮工艺，主要包括进水、生物脱氮反应、沉淀和排水排泥四个步骤，其特征在于：所述生物脱氮反应为包括短程硝化处理、脱氧处理、厌氧氨氧化处理的内循环式反应；所述内循环是指由短程硝化处理到脱氧处理、由脱氧处理到厌氧氨氧化处理、最后回到短程硝化处理的三步循环；所述短程硝化处理、脱氧处理、厌氧氨氧化处理分别是在同一反应器中互相连通的三个不同反应区域内进行。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐峥勇，曾光明，杨朝晖，张长，刘婕丝，曹明，孙红松，
申请(专利权)人：徐峥勇，曾光明，杨朝晖，张长，刘婕丝，曹明，孙红松，
类型：发明
国别省市：43