复合式生物膜自养脱氮的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种复合式生物膜自养脱氮的装置，设有依序连通的进水水箱、缺氧反应器、第一、第二、第三、第四好氧反应器和沉淀池；进水水箱进水连通城市污水处理厂的消化污泥脱水液，出水连通缺氧反应器；沉淀池底部设有排泥管和阀门，经污泥回流泵与缺氧反应器连通；缺氧反应器内设有搅拌器；第一、二、三、四好氧反应器中设有固定填料和与空气压缩机连通的曝气头；沉淀池设有清水溢流口。本实用新型专利技术适用于污水处理中高氨氮污泥脱水液的脱氮，结构完善，操作简单，脱氮效果好，能耗低。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于生化法污水处理
，具体是一种利用生物膜全程自养脱氮技术处理高氨氮废水的装置。该装置以固定填料为载体富集厌氧氨氧化菌，通过氨氧化菌和厌氧氨氧化菌的有机协同，实现经济高效地脱氮。该工艺适用于城市污水处理厂高氨氮消化污泥脱水液处理，也适用于高氨氮、低碳氮比的工业废水处理。
技术介绍
氮污染物的去除已经成为污水处理和再生回用的关键问题。我国2002年颁布的《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中要求所有排污单位出水水质为氨氮小于5mg/L，总氮小于15mg/L。“十二五”国民经济和社会发展规划纲要中，明确提出氨氮总量减排10%的目标。作为新增的约束性指标，氨氮减排的制度和措施都需在实践中探索。传统的生物脱氮技术一般采用硝化-反硝化工艺，通过硝化菌将氨氮氧化成硝态氮，然后反硝化菌利用有机物将硝态氮还原成氮气。传统脱氮工艺操作复杂，运行成本较高。针对传统脱氮工艺中存在的问题，科研人员研发出多种新型的生物脱氮工艺，包括受到广泛重视的厌氧氨氧化技术。该技术利用厌氧氨氧化菌的特殊代谢途径完成脱氮。这种细菌可利用亚硝酸盐作为电子供体直接将氨氮氧化成氮气。厌氧氨氧化技术与传统脱氮工艺相比具有明显的优势:厌氧氨氧化菌是化能自养菌，以无机碳作为碳源，因此脱氮过程中无需有机碳源；硝化过程只需将50%的氨氮氧化至亚硝酸盐，需氧量和供氧能耗大幅下降；厌氧氨氧化的脱氮效率和去除负荷较高，同时剩余污泥产量少。厌氧氨氧化技术应用于高氨氮废水处理中，可节省运行费用，产生显著的经济效益。同时厌氧氨氧化工艺与传统工艺相比可减少温室气体氧化亚氮的排放，环境效益明显。厌氧氨氧化工艺是可持续发展的生物脱氮技术，有着广泛和良好的前景。但是厌氧氨氧化菌属于自养菌，细胞产率低，不容易在短时间内富集。目前报道的厌氧氨氧化菌倍增时间通常要10天，甚至更长。另外反应器初期的时候污泥容易流失，导致厌氧氨氧化菌顺利富集更加困难。目前直接从城市污水处理厂污泥进行富集培养，厌氧氨氧化工程的成功启动需要2年甚至更长的时间。为缩短厌氧氨氧化工艺的启动时间，需要强化反应器的污泥持留能力，以促进厌氧氨氧菌的快速富集。采用新型的生物膜技术可强化污泥持留和富集的能力。试验证明通过在系统内投加填料如PE海绵填料，PEG聚乙二醇填料等可一定程度上缩短厌氧氨氧化工艺的启动时间。但是目前的厌氧氨氧化生物膜工艺仍存在某些技术问题，影响厌氧氨氧化工艺的启动和稳定运行，包括:①需要较大的曝气量维持填料的悬浮或流化状态，从而实现良好的传质。曝气量增加的情况下难以维持降低的溶解氧，而高溶解氧对厌氧氨氧化菌有一定的抑制作用。②生物膜系统一般处于完全混合的状态，系统内的氨氮浓度较低，缺乏维持稳定短程硝化的有利条件；该情况下亚硝酸氧化菌会逐渐富集，从而使得出水中的硝态氮浓度增加，降低系统的总氮去除率。综上，目前处理高氨氮废水的推广应用需要解决的问题包括:如何在反应器内有效的持留并富集厌氧氨氧化菌；如何协调反应器不同菌种的相互比例从而提高反应运行的稳定性；如何降低系统运行维护的复杂程度。因此，需要提出一种新型的利用厌氧氨氧化工艺处理高氨氮废水的装置和方法。
技术实现思路
本技术为了解决上述技术问题，提出一种复合式生物膜自养脱氮的装置，应用厌氧氨氧化复合生物膜工艺处理高氨氮废水，该装置应用新型填料和悬浮活性污泥有效的持留富集厌氧氨氧化菌，提高曝气池中对污泥的持留能力，增加曝气池中的微生物的浓度。该种反应器在悬浮污泥和生物膜上形成不同的优势菌属，从而将活性污泥法和生物膜法的优点有机的结合起来，可显著提高系统的处理能力和运行稳定性。并通过合理的反应器结构和水力流态为不同功能的微生物提供的适宜生长环境，实现厌氧氨氧化工艺的快速启动，并提闻系统的脱氣效率以及工艺的稳定性。本技术的技术方案是:复合式生物膜自养脱氮的装置，其特征是:设有依序连通的用以储存高氨氮浓度的消化污泥脱水液的进水水箱(I)、缺氧反应器(3)、第一好氧反应器(4)、第二好氧反应器(5)、第三好氧反应器￠)、第四好氧反应器(7)和沉淀池(8);所述进水水箱的进水口与污水处理装置的消化污泥脱水液连通，进水水箱的出水口通过进水泵(2)与缺氧反应器(3)的进水口连通；所述沉淀池(8)设有排泥管和阀门(9)，该排泥管并通过污泥回流泵(10)经污泥回流管路与缺氧反应器(3)连通；缺氧反应器(3)内设有搅拌器(11);所述第一、二、三、四好氧反应器中设有边长为0.5-1.5cm的正立方体形固定填料(15)，该四个好氧反应器底部均设有与空气压缩机(12)连通的曝气头，每个好氧反应器的曝气头与空气压缩机之间的曝气管路上设有气体流量计(14)，好氧反应器中均设有溶解氧监测仪(13);所述沉淀池上部设有清水溢流口(81)。本技术进一步完善和实施的补充方案是:所述曝气管路上的气体流量计为在线气体流量计，所述好氧反应器的溶解氧监测仪为在线溶解氧监测仪，在所述缺氧反应器中和沉淀池的清水溢流口处设有在线氨氮浓度监测仪；所述缺氧反应器的进水泵和搅拌器电机、好氧反应器的空气压缩机、污泥回流泵均设有可控变频器，并设有PLC控制器，该PLC控制器与所述在线溶解氧监测仪和在线氨氮浓度监测仪、在线气体流量计进行信号连接，并与所述进水泵和空气压缩机、污泥回流泵、搅拌器电机进行控制连接。与传统的高氨氮污水处理工艺和常规的厌氧氨氧化脱氮处理工艺等现有技术相t匕，本技术具有如下优点:I)本技术通过复合生物膜技术为不同的功能菌属提供适宜的生长条件。利用悬浮活性污泥为氨氧化菌生长提供充足的溶解氧等适宜的生长条件，利用固定填料为厌氧氨氧化菌富集提供适宜的环境，避免污泥絮体中过高的溶解氧对厌氧氨氧化菌的抑制作用。2)本技术的 推流式设计有利于短程硝化的实现和稳定。和完全混合式的反应器不同，该技术属于推流式设计，可以提供较大的氨氮浓度梯度，增加了传质推动力和对亚硝酸氧化菌的选择性抑制作用。从而有利于短程硝化的快速实现和稳定维持。3)本技术的运行能耗降低。采用固定填料的生物膜和悬浮污泥相结合的技术，曝气系统只需实现悬浮污泥的有效混合即可，不需要额外的能耗实现填料的悬浮和混合。这有效的降低了运行能耗，同时也有利于低溶解氧的控制和维持。附图说明图1为本技术装置的结构示意图。图1中:1-进水水箱；2-进水泵；3-缺氧反应器；4-第一好氧反应器；5—第二好氧反应器；6—第三好氧反应器；7—一第四好氧反应器；8—沉淀池；9—控制阀；10—污泥回流泵；11—搅拌器；12—空气压缩机；13—溶解氧监测仪；14——气体流量计；15——固定填料；81——清水溢流口。具体实施方式以下结合附图和实施方式对本技术做进一步的说明:如图1所示，复合式生物膜自养脱氮的装置，设有依序连通的用以储存高氨氮浓度的消化污泥脱水液的进水水箱1、缺氧反应器3、第一好氧反应器4、第二好氧反应器5、第三好氧反应器6、第四好氧反应器7和沉淀池8 ;所述进水水箱的进水口与污水处理装置的消化污泥脱水液连通，进水水箱的出水口通过进水泵2与缺氧反应器3的进水口连通；所述沉淀池8设有排泥管和阀门9，该排泥管并通过污泥回流泵10经污泥回流管路与缺氧反应器3连通；缺氧反应器3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合式生物膜自养脱氮的装置，其特征是：设有依序连通的用以储存高氨氮浓度的消化污泥脱水液的进水水箱(1)、缺氧反应器(3)、第一好氧反应器(4)、第二好氧反应器(5)、第三好氧反应器(6)、第四好氧反应器(7)和沉淀池(8)；所述进水水箱的进水口与污水处理厂的消化污泥脱水液连通，进水水箱的出水口通过进水泵(2)与缺氧反应器(3)的进水口连通；所述沉淀池(8)设有排泥管和阀门(9)，该排泥管并通过污泥回流泵(10)经污泥回流管路与缺氧反应器(3)连通；缺氧反应器(3)内设有搅拌器(11)；所述第一、二、三、四好氧反应器中设有边长为0.5?1.5cm的正立方体形固定填料(15)，该四个好氧反应器底部均设有与空气压缩机(12)连通的曝气头，每个好氧反应器的曝气头与空气压缩机之间的曝气管路上设有气体流量计(14)，好氧反应器中均设有溶解氧监测仪(13)；所述沉淀池上部设有清水溢流口(81)。

【技术特征摘要】
1.一种复合式生物膜自养脱氮的装置，其特征是:设有依序连通的用以储存高氨氮浓度的消化污泥脱水液的进水水箱(I)、缺氧反应器(3)、第一好氧反应器(4)、第二好氧反应器(5)、第三好氧反应器￠)、第四好氧反应器(7)和沉淀池(8);所述进水水箱的进水口与污水处理厂的消化污泥脱水液连通，进水水箱的出水口通过进水泵(2)与缺氧反应器(3)的进水口连通；所述沉淀池(8)设有排泥管和阀门(9)，该排泥管并通过污泥回流泵(10)经污泥回流管路与缺氧反应器(3)连通；缺氧反应器(3)内设有搅拌器(11);所述第一、二、三、四好氧反应器中设有边长为0.5-1.5cm的正立方体形固定填料(15)，该四个好氧反应器底部均设有与空气压缩机(12)连通的...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋勇，张树军，常江，甘一萍，张亮，孟春霖，韩晓宇，
申请(专利权)人：北京城市排水集团有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：