申请日2020.11.13
公开（公告）日2021.02.26
IPC分类号C02F3/30; C02F7/00; C02F101/16; C02F101/30
摘要
本发明的处理含有机物含氮废水的两级自循环分置曝气组合塔，包括一级曝气柱、反应柱以及二级曝气柱反应柱，级曝气柱底部设置有曝气盘，反应柱底部设置有布水管，反应柱中设置有对溶解氧浓度进行检测的DO探头，一级反应柱和二级反应柱中均培养有颗粒污泥，一级曝气柱和反应柱、二级曝气柱和反应柱实现对废水处理的第一、第二级自循环分置曝气组合塔。本发明的两级自循环分置曝气组合塔，在无外界动力源的情况下实现了废水在反应柱与曝气柱之间的循环流动，降低了废水处理过程中的能耗。污水在一级反应柱与曝气柱之间的多次循环流动后，达到去除废水中有机物的目的；废水在二级反应柱与二级曝气柱之间的循环流动，实现废水的脱氮处理。
权利要求书
1.一种处理含有机物含氮废水的两级自循环分置曝气组合塔，包括进水口（1）、出水口（11）以及依次相邻设置的一级曝气柱（2）、一级反应柱（4）、二级曝气柱（7）和二级反应柱（9），一级曝气柱、一级反应柱、二级曝气柱和二级反应柱均竖向设置；进水口与一级曝气柱的上部相通，用于向一级曝气柱中通入待处理的含有机物含氮废水，出水口与二级反应柱的上部相通，用于将处理后的废水排出；其特征在于：所述一级曝气柱和二级曝气柱的底部均设置有曝气盘（12），一级反应柱和二级反应柱的底部均设置有布水管（13）；一级曝气柱经一级连接柱（3）与一级反应柱中的布水管相连通，一级反应柱经一级回流柱（5）与一级曝气柱相连通，一级连接柱和一级回流柱均竖向设置；一级连接柱的上端与一级曝气柱的上部相通，下端与一级反应柱中的布水管相通，一级回流柱的上端与一级反应柱的上部相通，下端与一级曝气柱的下部相通；一级反应柱的上部经连接口（6）与二级曝气柱的上部相通；
二级曝气柱经二级连接柱（9）与二级反应柱中的布水管相连通，二级反应柱经二级回流柱（10）与二级曝气柱相连通，二级连接柱、二级回流柱均竖向设置；所述二级连接柱的上端与二级曝气柱的上部相连通，下端与二级反应柱中的布水管相通，二级回流柱的上端与二级反应柱的上部相通，下端与二级曝气柱的下部相通；所述一级反应柱和二级反应柱中均设置有对溶解氧浓度进行检测的DO探头，一级反应柱和二级反应柱中均培养有颗粒污泥。
2.根据权利要求1所述的处理含有机物含氮废水的两级自循环分置曝气组合塔，其特征在于：所述一级反应柱（4）和二级反应柱（9）中的布水管（13）均为环形形状，环形布水管的下表面上均匀开设有若干朝下的布水孔（14），所有布水孔位于同一水平面内。
3.根据权利要求1或2所述的处理含有机物含氮废水的两级自循环分置曝气组合塔，其特征在于：所述一级连接柱（3）、一级回流柱（5）、二级连接柱（8）和二级回流柱（10）的管径均大于连接口（6）和出水口（11）的口径，并且大于200mm；一级连接柱、一级回流柱、二级连接柱和二级回流柱的上、下端均为避免水头损失的弧形段。
4.一种基于权利要求1所述的处理含有机物含氮废水的两级自循环分置曝气组合塔的废水处理方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：
a).进水和一次曝气，待处理的含有机物含氮废水经进水口流入一次曝气柱中，在一次曝气柱底部曝气盘的曝气作用下，实现对废水的曝气充氧，曝气后一次曝气柱底部废水的密度减小而压强降低，在压力差的作用下一次反应柱中的废水流入一次曝气柱的底部；曝气后的废水上升以及进水使得一次曝气柱中的液面上升，在液位差的作用下一次曝气柱上部的废水经一级连接柱进入一级反应柱底部的布水管中，实现了无外界动力源的情况下废水在一级曝气柱与一级反应柱之间的循环流动；
b).布水和一次好氧反应，一级连接柱的进水经布水管上的布水孔流出，朝下的出水将一次反应柱底部的污泥冲散防止污泥淤积；均匀布水后的废水在一级反应柱中由下至上均匀上升的过程中，与一级反应柱中颗粒污泥中的微生物充分接触将废水中的有机物去除，并消耗废水中的溶解氧；
c).一次回流和出水，一级反应柱中的大部分废水经一级回流柱回流至一级曝气柱中，剩余的少部分经连接口进入二级曝气柱，废水经多次在一级曝气柱与一级反应柱之间的循环处理后，实现废水中有机物的去除；
d).二次曝气，在二级曝气柱中曝气盘的曝气作用下，对二级曝气柱中的废水进行充氧，同时在压力差的作用下二级反应柱中的废水经二级回流柱回流至二级曝气柱，在液位差的作用下二级曝气柱上部的废水经二级连接柱流入二级反应柱，实现废水在二级曝气柱与二级反应柱之间的循环流动；
e).布水和二次好氧反应，经曝气充氧后的废水经二级反应柱底部的布水管实现均匀布水，废水在二次反应柱中均匀上升的过程中，在二次反应柱下部，分布着短程硝化污泥，污水中的微生物在缺氧条件下发生短程硝化反应，将部分氨氮转化为亚硝氮，二次反应柱的上部，分布着为优势污泥的厌氧氨氧化污泥，污水中剩余的氨氮与反应生成的亚硝氮发生厌氧氨氧化反应从而实现脱氮；
f).二次回流和出水，二级反应柱中经硝化和反硝化处理后的废水大部分经二级回流柱回流至二级曝气柱中，剩余的少部分经出水口排出，废水经多次在二级反应柱与二级曝气柱之间的循环处理后，实现废水的脱氮。
5.根据权利要求4所述的处理含有机物含氮废水的两级自循环分置曝气组合塔的废水处理方法，其特征在于：在废水处理初期，一级反应柱和二级反应柱中均以普通絮状污泥启动，开始时污泥沉降性能较差，控制一级曝气柱和二级曝气柱中的曝气量较少，使一级反应柱和二级反应柱中污水上升流速较低而不至于污泥流失；随着污泥沉降性能增加，开始根据污水中污染物质的浓度控制一级反应柱和二级反应柱进水中的溶解氧以及回流量来驯化所需功能菌，使之成为优势菌种，从而完成启动过程。
6.根据权利要求4所述的处理含有机物含氮废水的两级自循环分置曝气组合塔的废水处理方法，其特征在于：在一级反应柱中实现有机物的去除而氨氮不会或者只有少量被降解，需要严格控制控制溶解氧量以及回流量，根据污水的回流量以及进水中有机物的浓度，估算出有机物消耗完所需要的溶解氧量，同时通过控制一级曝气柱中的曝气量使污水在一级反应柱中的溶解氧在0.5-3mg/L范围内，使氨氮不至于大量降解；
在二级反应柱中要实现污水中的自养脱氮，要严格控制废水在二级反应柱中的溶解氧以及污水回流量，根据污水回流量、进水量，算出60%进水氨氮转化为亚硝氮所需要的溶解氧量，同时控制曝气量使污水进入二级反应柱中的溶解氧在0.2-1 mg/L范围内，保证污水短程硝化而不是全程硝化。
说明书
处理含有机物含氮废水的两级自循环分置曝气组合塔
技术领域
本发明涉及一种污水处理组合塔，更具体的说，尤其涉及一种针对含物有机物含氮废水的处理，利用各种不同功能菌的作用，使污水可达标排放或回用的处理含有机物含氮废水的两级自循环分置曝气组合塔。
背景技术
目前含有机物含氮废水处理过程通常旨在去除污水中有机物以及氮，这些污染物质在污水中可以被微生物降解而消耗水中的溶解氧，引起水体富营养化。
传统处理含有机物含氮废水的工艺有AO、AAO等，但是传统污水处理方法要求很高的C/N比，且耗能大、剩余污泥量多、工艺复杂，且传统污水处理方法达不到很高的污泥浓度。在实际应用中，关于好氧颗粒污泥应用是很少的，主要是因为现有的培养好氧颗粒污泥的方法培养时间长，且无法长时间保持稳定，控制参数等也存在不确定性。
本文旨在发明一种能够快速将沉淀性能好的污泥筛选出来，并且实现超高污泥浓度，结合短程硝化厌氧氨氧化污泥、设计两级循环，使污水在两极循环中分别循环，同时实现有机物和氮的去除的污水处理组合塔。
发明内容
本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种处理含有机物含氮废水的两级自循环分置曝气组合塔。
本发明的处理含有机物含氮废水的两级自循环分置曝气组合塔，包括进水口、出水口以及依次相邻设置的一级曝气柱、一级反应柱、二级曝气柱和二级反应柱，一级曝气柱、一级反应柱、二级曝气柱和二级反应柱均竖向设置；进水口与一级曝气柱的上部相通，用于向一级曝气柱中通入待处理的含有机物含氮废水，出水口与二级反应柱的上部相通，用于将处理后的废水排出；其特征在于：所述一级曝气柱和二级曝气柱的底部均设置有曝气盘，一级反应柱和二级反应柱的底部均设置有布水管；一级曝气柱经一级连接柱与一级反应柱中的布水管相连通，一级反应柱经一级回流柱与一级曝气柱相连通，一级连接柱和一级回流柱均竖向设置；一级连接柱的上端与一级曝气柱的上部相通，下端与一级反应柱中的布水管相通，一级回流柱的上端与一级反应柱的上部相通，下端与一级曝气柱的下部相通；一级反应柱的上部经连接口与二级曝气柱的上部相通；
二级曝气柱经二级连接柱与二级反应柱中的布水管相连通，二级反应柱经二级回流柱与二级曝气柱相连通，二级连接柱、二级回流柱均竖向设置；所述二级连接柱的上端与二级曝气柱的上部相连通，下端与二级反应柱中的布水管相通，二级回流柱的上端与二级反应柱的上部相通，下端与二级曝气柱的下部相通；所述一级反应柱和二级反应柱中均设置有对溶解氧浓度进行检测的DO探头，一级反应柱和二级反应柱中均培养有颗粒污泥。
本发明的处理含有机物含氮废水的两级自循环分置曝气组合塔，所述一级反应柱和二级反应柱中的布水管均为环形形状，环形布水管的下表面上均匀开设有若干朝下的布水孔，所有布水孔位于同一水平面内。
本发明的处理含有机物含氮废水的两级自循环分置曝气组合塔，所述一级连接柱、一级回流柱、二级连接柱和二级回流柱的管径均大于连接口和出水口的口径，并且大于200mm；一级连接柱、一级回流柱、二级连接柱和二级回流柱的上、下端均为避免水头损失的弧形段。
本发明的处理含有机物含氮废水的两级自循环分置曝气组合塔的废水处理方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：
a).进水和一次曝气，待处理的含有机物含氮废水经进水口流入一次曝气柱中，在一次曝气柱底部曝气盘的曝气作用下，实现对废水的曝气充氧，曝气后一次曝气柱底部废水的密度减小而压强降低，在压力差的作用下一次反应柱中的废水流入一次曝气柱的底部；曝气后的废水上升以及进水使得一次曝气柱中的液面上升，在液位差的作用下一次曝气柱上部的废水经一级连接柱进入一级反应柱底部的布水管中，实现了无外界动力源的情况下废水在一级曝气柱与一级反应柱之间的循环流动；
b).布水和一次好氧反应，一级连接柱的进水经布水管上的布水孔流出，朝下的出水将一次反应柱底部的污泥冲散防止污泥淤积；均匀布水后的废水在一级反应柱中由下至上均匀上升的过程中，与一级反应柱中颗粒污泥中的微生物充分接触将废水中的有机物去除，并消耗废水中的溶解氧；
c).一次回流和出水，一级反应柱中的大部分废水经一级回流柱回流至一级曝气柱中，剩余的少部分经连接口进入二级曝气柱，废水经多次在一级曝气柱与一级反应柱之间的循环处理后，实现废水中有机物的去除；
d).二次曝气，在二级曝气柱中曝气盘的曝气作用下，对二级曝气柱中的废水进行充氧，同时在压力差的作用下二级反应柱中的废水经二级回流柱回流至二级曝气柱，在液位差的作用下二级曝气柱上部的废水经二级连接柱流入二级反应柱，实现废水在二级曝气柱与二级反应柱之间的循环流动；
e).布水和二次好氧反应，经曝气充氧后的废水经二级反应柱底部的布水管实现均匀布水，废水在二次反应柱中均匀上升的过程中，在二次反应柱下部，分布着短程硝化污泥，污水中的微生物在缺氧条件下发生短程硝化反应，将部分氨氮转化为亚硝氮，二次反应柱的上部，分布着为优势污泥的厌氧氨氧化污泥，污水中剩余的氨氮与反应生成的亚硝氮发生厌氧氨氧化反应从而实现脱氮；
f).二次回流和出水，二级反应柱中经硝化和反硝化处理后的废水大部分经二级回流柱回流至二级曝气柱中，剩余的少部分经出水口排出，废水经多次在二级反应柱与二级曝气柱之间的循环处理后，实现废水的脱氮。
本发明的处理含有机物含氮废水的两级自循环分置曝气组合塔的废水处理方法，在废水处理初期，一级反应柱和二级反应柱中均以普通絮状污泥启动，开始时污泥沉降性能较差，控制一级曝气柱和二级曝气柱中的曝气量较少，使一级反应柱和二级反应柱中污水上升流速较低而不至于污泥流失；随着污泥沉降性能增加，开始根据污水中污染物质的浓度控制一级反应柱和二级反应柱进水中的溶解氧以及回流量来驯化所需功能菌，使之成为优势菌种，从而完成启动过程。
本发明的处理含有机物含氮废水的两级自循环分置曝气组合塔的废水处理方法，在一级反应柱中实现有机物的去除而氨氮不会或者只有少量被降解，需要严格控制控制溶解氧量以及回流量，根据污水的回流量以及进水中有机物的浓度，估算出有机物消耗完所需要的溶解氧量，同时通过控制一级曝气柱中的曝气量使污水在一级反应柱中的溶解氧在0.5-3mg/L范围内，使氨氮不至于大量降解；
在二级反应柱中要实现污水中的自养脱氮，要严格控制废水在二级反应柱中的溶解氧以及污水回流量，根据污水回流量、进水量，算出60%进水氨氮转化为亚硝氮所需要的溶解氧量，同时控制曝气量使污水进入二级反应柱中的溶解氧在0.2-1 mg/L范围内，保证污水短程硝化而不是全程硝化。
本发明的有益效果是：本发明的两级自循环分置曝气组合塔，第一级组合塔中设置有一级曝气柱和一级反应柱，第二级组合塔中设置有二级曝气柱和二级反应柱，在一级曝气柱底部曝气盘的曝气作用下，不仅实现了对待处理废水的曝气充氧，而且还使得一级曝气柱底部因曝气而密度降低和压强减小，一级反应柱中的废水在压力差的作用下流入一级曝气柱，一级曝气柱中的废水在液位差的作用下流入一级反应柱，这样，在无外界动力源的情况下实现了废水在一级反应柱与一级曝气柱之间的循环流动；同理，二级反应柱与二级曝气柱之间的废水亦可在无外界动力源的情况下进行循环流动，降低了废水处理过程中的能耗。
待处理含有机物含氮废水在一级反应柱中由下至上均匀上升的过程中，废水与一级反应柱中颗粒污泥中的微生物充分接触发生好氧反应，实现废水中有机物的去除，经污水在一级反应柱与曝气柱之间的多次循环流动后，达到去除废水中绝大多数有机物的目的。废水在二级反应柱中由下至上均匀上升的过程中，废水中的氨氮首先在二级反应柱底部短程硝化污泥的作用下发生硝化反应，部分氨氮转化为亚硝氮；然后废水与二级反应柱上部的厌氧氨氧化污泥充分接触，在厌氧氨氧化菌的作用下发生反硝化，将亚硝氮和剩余氨氮转化为氮气，经废水在二级反应柱与二级曝气柱之间的循环流动，实现废水的脱氮处理。
（发明人：戚伟康;施棋;刘丽芳;李博）
