申请日2011.06.24
公开(公告)日2011.11.23
IPC分类号C02F9/14
摘要
本发明公开的低碳氮比污水生态化处理装置，包括反应器、蠕动泵、污水沉淀池、转子流量计、曝气泵、两个时间控制器、污泥收集箱、污水调节箱和溢流废水收集箱，反应器用挡板依次分隔为第一厌氧室、第一好氧室、第二厌氧室、第二好氧室和第三厌氧室共五个室，五个室内均有人工水草生态基，五个室的上部种植有多年生黑麦草。本发明装置采取连续进水和间歇曝气方式，实现低碳氮比废水氮磷的同步脱除，具有设备简单、生态化、流程短、能耗低、投资省的优点。
权利要求书
1.低碳氮比污水生态化处理装置，其特征在于包括固定在支架(13)上的反应器(1)以及蠕动泵(9)、污水沉淀池(2)、转子流量计(8)、曝气泵(7)、两个时间控制器(6-1、6-2)、污泥收集箱(5)、污水调节箱(10)和溢流废水收集箱(4)，反应器(1) 从左向右通过挡板(15)依次分隔为第一厌氧室(21-1)、第一好氧室(22-1)、第二厌氧室(21-2)、第二好氧室(22-2)和第三厌氧室(21-3)共五个室，在第一、第二两个好氧室(22-1、22-2)的底部分别设置微孔曝气器(12)，在第一厌氧室(21-1)底部装有微孔布水器(11)，蠕动泵(9)的进水口与污水调节箱(10)相连，蠕动泵(9)的出水口与第一厌氧室(21-1)的微孔布水器(11)相连，第一、第二好氧室(22-1、22-2)的微孔曝气器(12)均与转子流量计(8)的出口相连，转子流量计(8)的进口与曝气泵(7)相连，反应器(1)五个室的底部分别通过第一污泥收集阀(3-1)和污泥收集箱(5)相连，污水沉淀池(2)的进水口与第三厌氧室(21-3)出水口相连，污水沉淀池(2)的出水口与溢流废水收集箱(4)相连，污水沉淀池(2)的底部通过第二污泥收集阀(3-2)与污泥收集箱(5)相连，蠕动泵(9)连接第一时间控制器(6-1)，曝气泵(7)连接第二时间控制器(6-2)，五个室内均有人工水草生态基(16)，五个室的顶部自下而上依次叠置带有网孔的托盘(17)、塑料网(18)和无纺布(19)，并在其上种植有多年生黑麦草(20)，在反应器(1) 的五个室上分别设有污水收集阀(14)。
2.根据权利要求1所述的低碳氮比污水生态化处理装置，其特征在于托盘网孔孔径为40mm，塑料网网孔孔径2mm，无纺布规格为10g/m2。
说明书
低碳氮比污水生态化处理装置
技术领域
本发明涉及一种低碳氮比污水生态化处理装置。
背景技术
目前，我国水污染问题严重，水体富营养化现象日趋凸显，已成为制约我国经济社会发展的主要因素之一。氮磷是引起水体富营养化的主要因素和限制性因子，因此，有效控制点源和面源氮磷的排放显得尤为重要。通过硝化-反硝化过程实现氮的去除，是目前最常用和最成熟的生物脱氮技术，充足的碳源是反硝化高效脱氮的关键。理论上，1g NO3--N反硝化需消耗3.7g COD，因此C/N小于3.7，脱氮过程会因碳源不足而影响脱氮效果。畜禽水产养殖废水、农村生活污水和部分工业污染废水等C/N比均低于理论值，脱氮效果差。
针对低C/N比污水，实际污水处理工程中主要靠外加碳源实现氮的去除，但投加的甲醇、乙醇、葡萄糖等碳源极大增加了污水处理的运行成本。改进常规工艺，通过控制反应器时间或者空间上的分段进水，改进传统SBR和AO工艺的脱氮成果，TN去除率可由40%升至90%以上。但分段进水控制过程复杂，针对不同水质进水比率和好氧厌氧容积比需要及时调整，在推广应用上增加了难度。近年来，针对低C/N比污水处理的新型工艺得到极大发展，其中最流行的是 短程硝化反硝化工艺和厌氧氨氧化工艺，两者结合实现了完全自养脱氮工艺即CANON工艺，原理为：好氧条件下亚硝酸细菌氧化氨成亚硝酸盐，厌氧条件下厌氧氨氧化菌把氨和亚硝酸盐转化成氮气。CANON工艺比传统工艺减少63%的供氧量和100%的碳源，但该工艺工作环境的稳态即供氧量和硝态氮浓度的协调，严重制约工艺本身的实际应用。
依据我国污染源排放现状，大部分排放源位置分散，废水难以集中处理。同时，针对广大经济文化落后地区，操作复杂的成熟生物脱氮工艺无法得到有效应用和推广。因此，开发一种操作运行方便，适应我国广大地区污水处理现状的低C/N比污水处理工艺具有重要意义。
发明内容
本发明的目的是针对我国目前广大地区产生的各种低C/N比污水，生化方法难以简单处理的现状，而提出一种低碳氮比污水生态化处理装置。
本发明的低碳氮比污水生态化处理装置，包括固定在支架上的反应器以及蠕动泵、污水沉淀池、转子流量计、曝气泵、两个时间控制器、污泥收集箱、污水调节箱和溢流废水收集箱，反应器从左向右通过挡板依次分隔为第一厌氧室、第一好氧室、第二厌氧室、第二好氧室和第三厌氧室共五个室，在第一、第二两个好氧室的底部分别设置微孔曝气器，在第一厌氧室底部装有微孔布水器，蠕动泵的进水口与污水调节箱相连，蠕动泵的出水口与第一厌氧室的微孔布水器相连，第一、第二好氧室的微孔曝气器均与转子流量计的出口相连，转子流量计的进口与曝气泵相连，反应器五个室的底部分别通过第一污泥收集阀和污泥收集箱相连，污水沉淀池的进水口与第三厌氧室出水口相连，污水沉淀池的出水口与溢流废水收集箱相连，污水沉淀池的底部通过第二污泥收集阀与污泥收集箱相连，蠕动泵连接第一时间控制器，曝气泵连接第二时间控制器，五个室内均有人工水草生态基，五个室的顶部自下而上依次叠置带有网孔的托盘、塑料网和无纺布，并在其上种植有多年生黑麦草，在反应器的五个室上分别设有污水收集阀。
通常，上述的托盘网孔孔径为40mm，塑料网网孔孔径2mm，无纺布规格为10g/m2。
本发明的低碳氮比污水生态化处理装置充分利用有限碳源，通过协同植物吸收氮素和根系分泌有机碳源，提高废水碳氮比，实现低能耗生态化脱氮，主要特点为：
1、反应器内部设置挡板，通过上下折流，控制水流的速度，实现较长的水力停留时间，同时挡板把反应器分隔为五个小室，减少水流对生物膜的冲击，水流在每个室内充分混合，使硝化-反硝化反应过程彻底;反应器五个小室依次为第一厌氧区、第一好氧区、第二厌氧区、第二好氧区和第三厌氧区，集成传统A/O法的优点，规避A/O法硝态氮生成率高、COD利用率低、总氮去除率低等问题，通过厌氧/好氧交替实现好氧硝化产生的硝态氮在厌氧区及时反硝化，实现有限碳源有效利用，大幅度脱除氮素;通过间歇曝气和水流剪切力作用，人工水草生态基在水中不断摇曳，形成近乎自然的生物膜，摇曳过程中生物膜微域形成厌氧/好氧交替环境，表层氮素通过硝化/反硝化，内层氮素辅助以厌氧氨氧化等过程去除，聚磷菌以聚磷的形式并借助生物膜脱落排泥除磷。
2、本发明装置中生长的陆生植物多年生黑麦草一年四季能够生长，生长速度快，生物量大，根系发达，刈割后生长迅速，氮磷吸收效率高，并与塑料网、无纺布交织成致密的网，适合微生物生长，防止各小室污泥流失;多年生黑麦草吸收废水中氨氮和转化形成的硝态氮，同时黑麦草致密的根系溢泌或分泌有机碳，提高废水C/N比，间接补充硝化/反硝化过程中所需的碳源，实现高效率脱氮。
本发明的有益效果是：
多年生黑麦草吸收氮磷和释放碳源，提高水中C/N比，协同人工水草生态基摇曳形成的好氧/厌氧交替微环境，促进氮素通过硝化/反硝化和厌氧氨氧化作用去除，磷素通过排泥去除。
反应器好氧/厌氧交替环境，促进碳源有效利用，硝化生产的硝态氮及时被转化。
本发明具有操作管理简单、生态化、流程短、能耗低、投资省等优点，刈割黑麦草可用作牧草，营养价值高，具有显著的经济效益及环境效益。
