一种同步脱除氨氮和硝态氮的一体化反应系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种同步脱除氨氮和硝态氮的一体化反应系统与控制方法,该系统包括反应器、进水泵、进水布水器、曝气单元、水质分析单元、监测单元、椭球筒、圆弧盖板、污泥泵、循环进泥管道、吸泥管道、循环回泥管道、排泥管道、pH调节管路、氨氮调节管路，通过内循环结构，以AOB为外包，ANAOB为核心的颗粒污泥生长增速、增值新模式。本发明专利技术可以快速纯化并富集功能菌颗粒污泥，大大缩短厌氧氨氧化一体化反应器启动时间，可以同时脱除氨氮和硝态氮，脱氮效率高，工艺运行稳定可控。工艺运行稳定可控。工艺运行稳定可控。

【技术实现步骤摘要】
一种同步脱除氨氮和硝态氮的一体化反应系统及方法


[0001]本专利技术涉及脱氮反应一体化反应装置，具体涉及一种同步脱除氨氮和硝态氮的一体化反应系统及方法。

技术介绍

[0002]近几年在氨氮废水处理中，厌氧氨氧化技术因为不需要外加碳源，而且可以减少硝化投碱和硝化曝气成本，工艺应用装置研究越来越多。厌氧氨氧化工艺可分为一段式和二段式工艺，二段式工艺相对占地面积大，投资成本高，为了保证后端的处理效率，需要依靠加大回流稀释前端进水，另外需要配比亚硝态氮与氨氮比例，亚硝酸盐很容易累计；一段式需要使短程硝化及厌氧氨氧化在同一反应器内进行，工艺启动时间很长，反应器内微生物间生态关系复杂，混合菌种难以培养，不同菌种生长要求相矛盾，最佳反应条件难以控制，菌种稳定性差。
[0003]厌氧氨氧化菌种活性受抑制因素多，富集难度大，污泥容易跑泥等问题限制了厌氧氨氧化工艺的发展与运用，厌氧氨氧化一体化工艺中一个最主要问题是如何控制反应器内厌氧氨氧化菌ANAOB和氨氧化菌AOB两种菌种的正常生长及数量比例。
[0004]ANAOB倍增时间11天，有效持留SRT大于50天，而AOB的倍增时间为1
‑
2天，淘洗絮状松散污泥以保留AOB的污泥泥龄为3天，传统方法根据污泥泥龄的差异，通过分开排泥来控制AOB与ANAOB污泥的数量。目前常采用旋流分离的方法将旋流最上层以AOB菌属占多数的絮体污泥排出，保留下层的含ANAOB菌属的颗粒污泥。但传统方法无法控制AOB与ANAOB的数量比例，而且在实际旋流分离装置容易使ANAOB颗粒破碎为絮状污泥，随着上层絮体污泥排出而大量流失ANAOB菌。因此，控制一体化反应器内两种菌种比例问题需要新的解决思路与方式。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：相对于两段式厌氧氨氧化工艺，一体式工艺投资成本低，占地面积小，运营方式简单，且可一定程度上避免亚硝酸盐抑制问题。传统厌氧氨氧化一体化反应器中，曝气区域与无氧区域没有结构性的有效隔离，混为一体的两个区域间缺乏传质推动力，液体无法形成有效循环流动，很难形成以AOB为外包，以ANAOB为核心的颗粒污泥。整个反应器内，颗粒污泥和絮状污泥无序混杂，随流体上升，一般会经过反应器上部的沉淀器进行泥水分离，在排出絮状污泥的同时也大量流失了颗粒污泥，如何控制截留颗粒状污泥是当前工艺技术面临的难题。为了形成以AOB为外包，以ANAOB为核心的颗粒污泥，均衡一体式反应器内两种菌种，本专利技术提供一种同步脱除氨氮和硝态氮的一体化反应系统及方法。
[0006]技术方案：为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一种同步脱除氨氮和硝态氮的一体化反应系统，包括反应器、进水泵、进水布水器、曝气单元、水质分析单元、监测单元、椭球筒、圆弧盖板、污泥泵、循环进泥管道、吸泥管道、循环回泥管道、排泥管道、PH调节管路、氨氮调节管路，其中：
[0008]所述椭球筒通过安装支架安装在反应器内部，所述椭球筒形状为中间宽上下两头窄，且所述椭球筒上下两端均开口。所述进水布水器安装在反应器底部，且所述进水布水器位于椭球筒的下方。所述圆弧盖板安装在椭球筒的上方，且所述圆弧盖板的圆心向下。
[0009]所述曝气单元包括高压风机、上层曝气模块、下层曝气模块，所述下层曝气模块设置于反应器内壁与椭球筒外壁中心处，所述上层曝气模块设置于下层曝气模块的上方，所述高压风机分别与上层曝气模块、下层曝气模块连接。
[0010]所述反应器顶部设置有泥水分离区，所述泥水分离区上方为斜管沉淀区，泥水分离区下方为斜管污泥沉降区。
[0011]所述循环进泥管道一端与斜管污泥沉降区连通，所述循环进泥管道的另一端与污泥泵的进口端一连通。所述吸泥管道的一端与反应器底部污泥沉降区连通，另一端与污泥泵的进口端二连通。所述循环回泥管道一端与反应器内壁连通，另一端与污泥泵的出口端一连通，所述污泥泵的出口端二与排泥管道连通。
[0012]所述PH调节管路、氨氮调节管路分别与进水布水器进水口连接。
[0013]所述监测单元包括pH在线监测仪、氨氮在线检测仪、亚硝态氮检测仪、DO在线监测仪，所述pH在线监测仪、氨氮在线检测仪、亚硝态氮检测仪、DO在线监测仪安装在反应器上。
[0014]所述水质分析单元分别与监测单元、高压风机、PH调节管路、氨氮调节管路连接。
[0015]优选的：所述下层曝气模块采用Φ150混合流曝气器，所述Φ150混合流曝气器垂直于反应器底部，且所述Φ150混合流曝气器沿椭球筒周向均匀分布。所述上层曝气模块采用Φ100混合流曝气器，所述Φ100混合流曝气器沿椭球筒周向均匀分布。所述高压风机分别与Φ150混合流曝气器、Φ100混合流曝气器通过通气管道连接。
[0016]优选的：所述pH在线监测仪通过pH监测探头监测反应器内部液体pH值，所述氨氮在线检测仪通过氨氮监测探头监测反应器内部液体氨氮浓度，所述亚硝态氮在线监测仪通过亚硝态氮监测探头监测反应器内部亚硝态氮浓度，所述DO在线监测仪通过DO在线监测探头监测反应器内部DO值。
[0017]优选的：泥水分离区设置有均与反应器内部连通的分离入口和外延口，分离入口上设置有分离入口截网，所述斜管沉淀区内设置有斜管沉淀挡板，所述斜管沉淀挡板斜管沉淀区分为内外两部分。所述斜管沉淀区内设置有排气管、可调节伸缩吹气管道。
[0018]优选的：所述循环进泥管道包括污泥循环单侧管、污泥循环汇总管，所述污泥循环单侧管通过污泥循环汇总管与斜管污泥沉降区连通。
[0019]优选的：所述进水布水器的布水孔相互交错，且布水孔呈45
°
倾斜向上。
[0020]优选的：所述安装支架包括底部支架、中部支架、上部支架，所述椭球筒的底部通过底部支架固定安装在反应器内壁上，所述椭球筒的中部通过中部支架固定安装在反应器内壁上，所述椭球筒的上部通过上部支架固定安装在反应器内壁上。
[0021]优选的：所述进水布水器上设置有进水泵。
[0022]一种同步脱除氨氮和硝态氮的一体化反应方法，采用上述同步脱除氨氮和硝态氮的一体化反应系统，包括以下步骤：
[0023]步骤1，反应器接种AOB和ANAOB并初步驯化后，污水经进水布水器进入反应器内部。
[0024]步骤2，反应器底部侧位污水经下层曝气模块曝气，混合介质正向向上传输，局部
上升流速>3m/s，上层曝气模块曝气，介质由侧壁向中心旋流向上运动，撞击反应器内壁和椭球筒外壁后冲向圆弧盖板。
[0025]步骤3，经圆弧盖板遮挡后，混合流体流入椭球筒内，并在椭球筒底部形成冲向两边水流，从而形成了两个内循环流。
[0026]步骤4，部分混合流体继续向上经泥水分离区和分离入口截网，流至斜管沉淀区，经斜管沉淀挡板遮挡后先向下翻过斜管沉淀挡板后在再向上，混合物经过斜管沉淀区发生泥水分离，颗粒污泥沉降性能好沉入底部，上层是清水。
[0027]步骤5，泥水分离区设外延口，少部分混合液通过外延口进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同步脱除氨氮和硝态氮的一体化反应系统，其特征在于：包括反应器、进水泵（1）、进水布水器（11）、曝气单元、水质分析单元（3）、监测单元、椭球筒（4）、圆弧盖板（5）、污泥泵（7）、循环进泥管道（71）、吸泥管道（72）、循环回泥管道（73）、排泥管道（74）、PH调节管路（12）、氨氮调节管路（13），其中：所述椭球筒（4）通过安装支架安装在反应器内部，所述椭球筒（4）形状为中间宽上下两头窄，且所述椭球筒（4）上下两端均开口；所述进水布水器（11）安装在反应器底部，且所述进水布水器（11）位于椭球筒（4）的下方；所述圆弧盖板（5）安装在椭球筒（4）的上方，且所述圆弧盖板（5）的圆心向下；所述曝气单元包括高压风机（2）、上层曝气模块、下层曝气模块，所述下层曝气模块设置于反应器内壁与椭球筒（4）外壁中心处，所述上层曝气模块设置于下层曝气模块的上方，所述高压风机（2）分别与上层曝气模块、下层曝气模块连接；所述反应器顶部设置有泥水分离区（6），所述泥水分离区（6）上方为斜管沉淀区（65），泥水分离区（6）下方为斜管污泥沉降区；所述循环进泥管道（71）一端与斜管污泥沉降区连通，所述循环进泥管道（71）的另一端与污泥泵（7）的进口端一连通；所述吸泥管道（72）的一端与反应器底部污泥沉降区连通，另一端与污泥泵（7）的进口端二连通；所述循环回泥管道（73）一端与反应器内壁连通，另一端与污泥泵（7）的出口端一连通，所述污泥泵（7）的出口端二与排泥管道（74）连通；所述PH调节管路（12）、氨氮调节管路（13）分别与进水布水器（11）进水口连接；所述监测单元包括pH在线监测仪（31）、氨氮在线检测仪（32）、亚硝态氮检测仪（33）、DO在线监测仪（34），所述pH在线监测仪（31）、氨氮在线检测仪（32）、亚硝态氮检测仪（33）、DO在线监测仪（34）安装在反应器上；所述水质分析单元（3）分别与监测单元、高压风机（2）、PH调节管路（12）、氨氮调节管路（13）连接。2.根据权利要求1所述同步脱除氨氮和硝态氮的一体化反应系统，其特征在于：所述下层曝气模块采用Φ150混合流曝气器（21），所述Φ150混合流曝气器（21）垂直于反应器底部，且所述Φ150混合流曝气器（21）沿椭球筒（4）周向均匀分布；所述上层曝气模块采用Φ100混合流曝气器（22），所述Φ100混合流曝气器（22）沿椭球筒（4）周向均匀分布；所述高压风机（2）分别与Φ150混合流曝气器（21）、Φ100混合流曝气器（22）通过通气管道连接。3.根据权利要求2所述同步脱除氨氮和硝态氮的一体化反应系统，其特征在于：所述pH在线监测仪（31）通过pH监测探头（311）监测反应器内部液体pH值，所述氨氮在线检测仪（32）通过氨氮监测探头（321）监测反应器内部液体氨氮浓度，所述亚硝态氮在线监测仪（33）通过亚硝态氮监测探头（331）监测反应器内部亚硝态氮浓度，所述DO在线监测仪（34）通过DO在线监测探头（341）监测反应器内部DO值。4.根据权利要求3所述同步脱除氨氮和硝态氮的一体化反应系统，其特征在于：泥水分离区（6）设置有均与反应器内部连通的分离入口和外延口（66），分离入口上设置有分离入口截网（61），所述斜管沉淀区（65）内设置有斜管沉淀挡板（62），所述斜管沉淀挡板（62）斜管沉淀区（65）分为内外两部分；所述斜管沉淀区（65）内设置有排气管（63）、可调节伸缩吹气管道（64）。5.根据权利要求4所述同步脱除氨氮和硝态氮的一体化反应系统，其特征在于：所述循
环进泥管道（71）包括污泥循环单侧管（711）、污泥循环汇总管（712），所述污泥循环单侧管（711）通过污泥循环汇总管（712）与斜管污泥沉降区连通。6.根据权利要求5所述同步脱除氨氮和硝态氮的一体化反应系统，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐建功，许朋朋，李志荣，袁香，仝辉，张子种，
申请(专利权)人：江苏道同环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：