申请日2013.09.17
公开(公告)日2014.09.17
IPC分类号C02F3/30; C02F3/34
摘要
一种中低浓度氨氮废水的生物强化处理装置，其特征在于：设有调节池、进水泵、缺氧区、沉淀一区、曝气生物流化床区、鼓风机、混合液回流泵、沉淀二区、剩余污泥排放泵，调节池通过进水泵进水口、进水阀门、进水流量计、进水泵与缺氧区相连;缺氧区通过过水孔与沉淀一区连接;沉淀一区通过过水孔与曝气生物流化床连接;曝气生物流化床区通过过水孔与沉淀二区连接，通过内回流泵进水口、内回流阀门、内回流流量计、内回流泵、内回流泵出水口与缺氧区连接。其提供了一种高效、经济、稳定、剩余污泥少的中低浓度氨氮废水的生物强化处理装置。
权利要求书
1.一种中低浓度氨氮废水的生物强化处理装置，其特征在于设有调节池、进水泵、缺氧区、沉淀一区、曝气生物流化床区、鼓风机、混合液回流泵、沉淀二区、剩余污泥排放泵，调节池通过进水泵进水口、进水阀门、进水流量计、进水泵与缺氧区相连;缺氧区通过过水孔与沉淀一区连接;沉淀一区通过过水孔与曝气生物流化床连接;曝气生物流化床区通过过水孔与沉淀二区连接，通过内回流泵进水口、内回流阀门、内回流流量计、内回流泵、内回流泵出水口与缺氧区连接;鼓风机通过曝气阀门、曝气流量计与曝气生物流化床底部设置曝气管相连;沉淀一区、沉淀二区通过剩余污泥排放口、剩余污泥阀门和剩余污泥排放泵进行污泥排放。
2. 如权利要求1所述的装置，其特征在于调节池设置进水泵进水口;缺氧区内填充组合微生物填料、搅拌装置、进水泵出水口、混合液回流泵出水口;曝气生物流化床底部设置曝气管和曝气倒角，上部设置拦网，拦网以下填充包埋法固定化载体，拦网上部设置混合液回流泵进水口;沉淀区设置出水口和剩余污泥排放口。
3. 如权利要求1所述的装置，其特征在于缺氧区搅拌装置功率为4-10W/m3，搅拌方式可采用搅拌器搅拌或水泵内循环搅拌。
4. 如权利要求1所述的装置，其特征在于曝气生物流化床区内曝气倒角角度为45°-60°，高度为100mm-500mm。
5. 如权利要求1所述的装置，其特征在于曝气生物流化床区的拦网孔径为1-2mm，设置在水面以下100mm-800mm。
6. 如权利要求1所述的装置，其特征在于曝气生物流化床区内回流管位于拦网以上100mm-500mm。
7. 如权利要求1所述的装置，其特征在于曝气生物流化床区内载体为包埋法固定化微生物载体，载体内菌种主要为氨氧化细菌，载体粒径为3-5mm，载体投加量为5%-30%。
8. 如权利要求1所述的装置，其特征在于曝气生物流化床区曝气方式为穿孔曝气或者微孔曝气。
说明书
一种中低浓度氨氮废水的生物强化处理装置
技术领域
本发明属于水处理领域，具体涉及一种中低浓度氨氮废水的生物处理装置。
背景技术
氨氮废水来源于化工、养殖、城市污水等多个行业领域，大量氨氮废水的直接排放会刺激藻类等水生植物过度生长，出现赤湖、赤潮等富营养化的污染现象，其中一些藻类蛋白质毒素可富集在水产生物体内，并通过食物链使人中毒。目前国内对中低浓度氨氮废水的处理方法主要是通过生物法脱氮，利用硝化细菌的硝化作用以及反硝化细菌的脱氮作用实现废水中氮的去除。然而，硝化细菌生长缓慢、世代周期长、在传统生化体系与异养菌竞争不占优势而易被淘汰，在常规生化处理系统中硝化细菌所占比例往往较低，以至于传统生化对废水中氮的去除效果有限。此外，传统生化脱氮还具有占地面积大、有机负荷高、低温时效率低等不足。
针对目前生物法脱氮技术效率较低、能耗较高的不足，新型废水生物脱氮工艺：短程硝化-反硝化工艺孕育而生。它在理念和技术上突破了传统硝化-反硝化工艺的框架。传统的生物脱氮是将氨氮完全氧化成硝酸盐氮再进行反硝化。从氮的微生物转化过程来看，氨态氮被氧化成硝态氮是由两类独立的细菌催化完成的两个不同反应。然而对于反硝化菌无论是从NO2--N还是NO3--N均可以作为最终受氢体。因而整个生物脱氮过程可以通过NH4+-N→NO2--N→N2的途径完成。所谓短程硝化就是将硝化过程控制HNO2阶段而终止，随后进行反硝化。与传统硝化反硝化相比，短程硝化反硝化不仅可以节省能耗约25% (以氧计)，节约碳源40% (以甲醇计)，而且可以缩短反应时间，大幅度降低产生的污泥量。
然而，由于氨氧化细菌对pH、温度、溶氧、污泥龄、抑制性物质等诸多条件较为敏感，因此，在实际运行过程中很难实现氨氧化细菌的富集。
发明内容
本发明的目的是为了解决目前生化脱氮技术存在的不足，将生物流化床技术、包埋法固定化微生物技术、短程硝化-反硝化技术结合起来，提供一种高效、经济、稳定、剩余污泥少的中低浓度氨氮废水的生物强化处理装置。
本发明的技术解决方案：一种中低浓度氨氮废水的生物强化处理装置，其特征在于：设有调节池、进水泵、缺氧区、沉淀一区、曝气生物流化床区、鼓风机、混合液回流泵、沉淀二区、剩余污泥排放泵，调节池通过进水泵进水口、进水阀门、进水流量计、进水泵与缺氧区相连;缺氧区通过过水孔与沉淀一区连接;沉淀一区通过过水孔与曝气生物流化床连接;曝气生物流化床区通过过水孔与沉淀二区连接，通过内回流泵进水口、内回流阀门、内回流流量计、内回流泵、内回流泵出水口与缺氧区连接;鼓风机通过曝气阀门、曝气流量计与曝气生物流化床底部设置曝气管相连;沉淀一区、沉淀二区通过剩余污泥排放口、剩余污泥阀门和剩余污泥排放泵进行污泥排放。
所述的调节池设置进水泵进水口;缺氧区内填充组合微生物填料、搅拌装置、进水泵出水口、混合液回流泵出水口;曝气生物流化床底部设置曝气管和曝气倒角，上部设置拦网，拦网以下填充包埋法固定化载体，拦网上部设置混合液回流泵进水口;沉淀区设置出水口和剩余污泥排放口。
所述的缺氧区搅拌装置功率为4-10W/m3，搅拌方式可采用搅拌器搅拌或水泵内循环搅拌。
所述的曝气生物流化床区内曝气倒角角度为45°-60°，高度为100mm-500mm。
所述的曝气生物流化床区的拦网孔径为1-2mm，设置在水面以下100mm-800mm。
所述的曝气生物流化床区内回流管位于拦网以上100mm-500mm。
所述的曝气生物流化床区内载体为包埋法固定化微生物载体，载体内菌种主要为氨氧化细菌，载体粒径为3-5mm，载体投加量为5%-30%。
所述的曝气生物流化床区曝气方式为穿孔曝气或者微孔曝气。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1. 适应能力强，处理效果好。包埋法固定化微生物技术使微生物尤其是氨氧化细菌保存在固定化载体内，可增加其在生化系统中的固体停留时间，有效地解决生化系统中氨氧化细菌生长缓慢、世代周期长、在传统生化体系与异养菌竞争不占优势、易流失等问题。此外，针对废水中污染物的多样性，菌种来自传统生化系统，自身具有多样性及较强的适应能力，其对废水中氨氮以外的其他污染物也有较好的去除能力。此外，曝气生物流化床技术(ABFT)具有比表面积大、接触均匀、传质速度快、压损低等优点，能够提高固定化微生物载体对废水中污染物的去除效率。
2. 本发明具有节能降耗的优点。固定化微生物载体中包埋的主要为氨氧化细菌，在好氧条件下，它可以将废水中的氨氮转化为亚硝态氮，生成的亚硝态氮在缺氧条件下由反硝化细菌直接转化为氮气得以去除，相比传统生化脱氮而言，减少了亚硝态氮转化为硝态氮(好氧阶段)以及硝态氮转化为亚硝态氮(缺氧阶段)过程，实现短程硝化-反硝化效果，可节约25%左右的供氧量、40%左右的碳源，减少30%-40%的反应器容积。
3. 污泥产泥量少。随着国内污水处理厂数量的增加，污水处理厂剩余污泥的处置已成为一个难题。本发明的菌种来自传统生化系统，一方面在生产过程中可以“消耗”污水处理厂的剩余污泥，另一方面，菌种在固定化球体中生长、自身消耗，剩余污泥排放量很少，有利于缓解污泥处理难题。
4. 本发明还能有效解决传统生化系统活性污泥易膨胀等问题。
