復合式生物膜自養脫氮的裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種復合式生物膜自養脫氮的裝置，設有依序連通的進水水箱、缺氧反應器、第一、第二、第三、第四好氧反應器和沉淀池；進水水箱進水連通城市污水處理廠的消化污泥脫水液，出水連通缺氧反應器；沉淀池底部設有排泥管和閥門，經污泥回流泵與缺氧反應器連通；缺氧反應器內設有攪拌器；第一、二、三、四好氧反應器中設有固定填料和與空氣壓縮機連通的曝氣頭；沉淀池設有清水溢流口。本實用新型專利技術適用于污水處理中高氨氮污泥脫水液的脫氮，結構完善，操作簡單，脫氮效果好，能耗低。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于生化法污水處理
，具體是一種利用生物膜全程自養脫氮技術處理高氨氮廢水的裝置。該裝置以固定填料為載體富集厭氧氨氧化菌，通過氨氧化菌和厭氧氨氧化菌的有機協同，實現經濟高效地脫氮。該工藝適用于城市污水處理廠高氨氮消化污泥脫水液處理，也適用于高氨氮、低碳氮比的工業廢水處理。
技術介紹
氮污染物的去除已經成為污水處理和再生回用的關鍵問題。我國2002年頒布的《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中要求所有排污單位出水水質為氨氮小于5mg/L，總氮小于15mg/L?！笆濉眹窠洕蜕鐣l展規劃綱要中，明確提出氨氮總量減排10%的目標。作為新增的約束性指標，氨氮減排的制度和措施都需在實踐中探索。傳統的生物脫氮技術一般采用硝化-反硝化工藝，通過硝化菌將氨氮氧化成硝態氮，然后反硝化菌利用有機物將硝態氮還原成氮氣。傳統脫氮工藝操作復雜，運行成本較高。針對傳統脫氮工藝中存在的問題，科研人員研發出多種新型的生物脫氮工藝，包括受到廣泛重視的厭氧氨氧化技術。該技術利用厭氧氨氧化菌的特殊代謝途徑完成脫氮。這種細菌可利用亞硝酸鹽作為電子供體直接將氨氮氧化成氮氣。厭氧氨氧化技術與傳統脫氮工藝相比具有明顯的優勢:厭氧氨氧化菌是化能自養菌，以無機碳作為碳源，因此脫氮過程中無需有機碳源；硝化過程只需將50%的氨氮氧化至亞硝酸鹽，需氧量和供氧能耗大幅下降；厭氧氨氧化的脫氮效率和去除負荷較高，同時剩余污泥產量少。厭氧氨氧化技術應用于高氨氮廢水處理中，可節省運行費用，產生顯著的經濟效益。同時厭氧氨氧化工藝與傳統工藝相比可減少溫室氣體氧化亞氮的排放，環境效益明顯。厭氧氨氧化工藝是可持續發展的生物脫氮技術，有著廣泛和良好的前景。但是厭氧氨氧化菌屬于自養菌，細胞產率低，不容易在短時間內富集。目前報道的厭氧氨氧化菌倍增時間通常要10天，甚至更長。另外反應器初期的時候污泥容易流失，導致厭氧氨氧化菌順利富集更加困難。目前直接從城市污水處理廠污泥進行富集培養，厭氧氨氧化工程的成功啟動需要2年甚至更長的時間。為縮短厭氧氨氧化工藝的啟動時間，需要強化反應器的污泥持留能力，以促進厭氧氨氧菌的快速富集。采用新型的生物膜技術可強化污泥持留和富集的能力。試驗證明通過在系統內投加填料如PE海綿填料，PEG聚乙二醇填料等可一定程度上縮短厭氧氨氧化工藝的啟動時間。但是目前的厭氧氨氧化生物膜工藝仍存在某些技術問題，影響厭氧氨氧化工藝的啟動和穩定運行，包括:①需要較大的曝氣量維持填料的懸浮或流化狀態，從而實現良好的傳質。曝氣量增加的情況下難以維持降低的溶解氧，而高溶解氧對厭氧氨氧化菌有一定的抑制作用。②生物膜系統一般處于完全混合的狀態，系統內的氨氮濃度較低，缺乏維持穩定短程硝化的有利條件；該情況下亞硝酸氧化菌會逐漸富集，從而使得出水中的硝態氮濃度增加，降低系統的總氮去除率。綜上，目前處理高氨氮廢水的推廣應用需要解決的問題包括:如何在反應器內有效的持留并富集厭氧氨氧化菌；如何協調反應器不同菌種的相互比例從而提高反應運行的穩定性；如何降低系統運行維護的復雜程度。因此，需要提出一種新型的利用厭氧氨氧化工藝處理高氨氮廢水的裝置和方法。
技術實現思路
本技術為了解決上述技術問題，提出一種復合式生物膜自養脫氮的裝置，應用厭氧氨氧化復合生物膜工藝處理高氨氮廢水，該裝置應用新型填料和懸浮活性污泥有效的持留富集厭氧氨氧化菌，提高曝氣池中對污泥的持留能力，增加曝氣池中的微生物的濃度。該種反應器在懸浮污泥和生物膜上形成不同的優勢菌屬，從而將活性污泥法和生物膜法的優點有機的結合起來，可顯著提高系統的處理能力和運行穩定性。并通過合理的反應器結構和水力流態為不同功能的微生物提供的適宜生長環境，實現厭氧氨氧化工藝的快速啟動，并提聞系統的脫氣效率以及工藝的穩定性。本技術的技術方案是:復合式生物膜自養脫氮的裝置，其特征是:設有依序連通的用以儲存高氨氮濃度的消化污泥脫水液的進水水箱(I)、缺氧反應器(3)、第一好氧反應器(4)、第二好氧反應器(5)、第三好氧反應器￠)、第四好氧反應器(7)和沉淀池(8);所述進水水箱的進水口與污水處理裝置的消化污泥脫水液連通，進水水箱的出水口通過進水泵(2)與缺氧反應器(3)的進水口連通；所述沉淀池(8)設有排泥管和閥門(9)，該排泥管并通過污泥回流泵(10)經污泥回流管路與缺氧反應器(3)連通；缺氧反應器(3)內設有攪拌器(11);所述第一、二、三、四好氧反應器中設有邊長為0.5-1.5cm的正立方體形固定填料(15)，該四個好氧反應器底部均設有與空氣壓縮機(12)連通的曝氣頭，每個好氧反應器的曝氣頭與空氣壓縮機之間的曝氣管路上設有氣體流量計(14)，好氧反應器中均設有溶解氧監測儀(13);所述沉淀池上部設有清水溢流口(81)。本技術進一步完善和實施的補充方案是:所述曝氣管路上的氣體流量計為在線氣體流量計，所述好氧反應器的溶解氧監測儀為在線溶解氧監測儀，在所述缺氧反應器中和沉淀池的清水溢流口處設有在線氨氮濃度監測儀；所述缺氧反應器的進水泵和攪拌器電機、好氧反應器的空氣壓縮機、污泥回流泵均設有可控變頻器，并設有PLC控制器，該PLC控制器與所述在線溶解氧監測儀和在線氨氮濃度監測儀、在線氣體流量計進行信號連接，并與所述進水泵和空氣壓縮機、污泥回流泵、攪拌器電機進行控制連接。與傳統的高氨氮污水處理工藝和常規的厭氧氨氧化脫氮處理工藝等現有技術相t匕，本技術具有如下優點:I)本技術通過復合生物膜技術為不同的功能菌屬提供適宜的生長條件。利用懸浮活性污泥為氨氧化菌生長提供充足的溶解氧等適宜的生長條件，利用固定填料為厭氧氨氧化菌富集提供適宜的環境，避免污泥絮體中過高的溶解氧對厭氧氨氧化菌的抑制作用。2)本技術的 推流式設計有利于短程硝化的實現和穩定。和完全混合式的反應器不同，該技術屬于推流式設計，可以提供較大的氨氮濃度梯度，增加了傳質推動力和對亞硝酸氧化菌的選擇性抑制作用。從而有利于短程硝化的快速實現和穩定維持。3)本技術的運行能耗降低。采用固定填料的生物膜和懸浮污泥相結合的技術，曝氣系統只需實現懸浮污泥的有效混合即可，不需要額外的能耗實現填料的懸浮和混合。這有效的降低了運行能耗，同時也有利于低溶解氧的控制和維持。附圖說明圖1為本技術裝置的結構示意圖。圖1中:1-進水水箱；2-進水泵；3-缺氧反應器；4-第一好氧反應器；5—第二好氧反應器；6—第三好氧反應器；7—一第四好氧反應器；8—沉淀池；9—控制閥；10—污泥回流泵；11—攪拌器；12—空氣壓縮機；13—溶解氧監測儀；14——氣體流量計；15——固定填料；81——清水溢流口。具體實施方式以下結合附圖和實施方式對本技術做進一步的說明:如圖1所示，復合式生物膜自養脫氮的裝置，設有依序連通的用以儲存高氨氮濃度的消化污泥脫水液的進水水箱1、缺氧反應器3、第一好氧反應器4、第二好氧反應器5、第三好氧反應器6、第四好氧反應器7和沉淀池8 ;所述進水水箱的進水口與污水處理裝置的消化污泥脫水液連通，進水水箱的出水口通過進水泵2與缺氧反應器3的進水口連通；所述沉淀池8設有排泥管和閥門9，該排泥管并通過污泥回流泵10經污泥回流管路與缺氧反應器3連通；缺氧反應器3本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種復合式生物膜自養脫氮的裝置，其特征是：設有依序連通的用以儲存高氨氮濃度的消化污泥脫水液的進水水箱(1)、缺氧反應器(3)、第一好氧反應器(4)、第二好氧反應器(5)、第三好氧反應器(6)、第四好氧反應器(7)和沉淀池(8)；所述進水水箱的進水口與污水處理廠的消化污泥脫水液連通，進水水箱的出水口通過進水泵(2)與缺氧反應器(3)的進水口連通；所述沉淀池(8)設有排泥管和閥門(9)，該排泥管并通過污泥回流泵(10)經污泥回流管路與缺氧反應器(3)連通；缺氧反應器(3)內設有攪拌器(11)；所述第一、二、三、四好氧反應器中設有邊長為0.5?1.5cm的正立方體形固定填料(15)，該四個好氧反應器底部均設有與空氣壓縮機(12)連通的曝氣頭，每個好氧反應器的曝氣頭與空氣壓縮機之間的曝氣管路上設有氣體流量計(14)，好氧反應器中均設有溶解氧監測儀(13)；所述沉淀池上部設有清水溢流口(81)。

【技術特征摘要】
1.一種復合式生物膜自養脫氮的裝置，其特征是:設有依序連通的用以儲存高氨氮濃度的消化污泥脫水液的進水水箱(I)、缺氧反應器(3)、第一好氧反應器(4)、第二好氧反應器(5)、第三好氧反應器￠)、第四好氧反應器(7)和沉淀池(8);所述進水水箱的進水口與污水處理廠的消化污泥脫水液連通，進水水箱的出水口通過進水泵(2)與缺氧反應器(3)的進水口連通；所述沉淀池(8)設有排泥管和閥門(9)，該排泥管并通過污泥回流泵(10)經污泥回流管路與缺氧反應器(3)連通；缺氧反應器(3)內設有攪拌器(11);所述第一、二、三、四好氧反應器中設有邊長為0.5-1.5cm的正立方體形固定填料(15)，該四個好氧反應器底部均設有與空氣壓縮機(12)連通的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔣勇，張樹軍，常江，甘一萍，張亮，孟春霖，韓曉宇，
申請(專利權)人：北京城市排水集團有限責任公司，
類型：實用新型
國別省市：