公布日：2022.04.29
申请日：2021.12.16
分类号：C02F3/30(2006.01)I;C02F3/02(2006.01)I;C02F3/28(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种低碳氮比废水处理的装置及方法，属于污水处理技术领域。该装置包括进水泵、短程硝化池、沉淀池、中间储罐以及一体化反应器；所述进水泵出口设有第一出水阀及第二出水阀，所述短程硝化池与第一出水阀相连；所述沉淀池与短程硝化池相连，所述中间储罐与第二出水阀以及沉淀池相连，中间储罐底部设置短程反硝化提升泵；所述一体化反应器与短程反硝化提升泵的出口相连，一体化反应器从下至上分别为短程反硝化反应区、厌氧氨氧化反应区以及沉淀区；通过将不同反应阶段分隔设置于不同的区域，创造了独立环境，避免不同阶段的相互影响，有利于实现各阶段最佳的反应条件。
权利要求书
1.一种低碳氮比废水处理的装置，其特征在于，包括进水泵(101)、短程硝化池(201)、沉淀池(301)、中间储罐(401)以及一体化反应器(501)；所述进水泵(101)出口设有第一出水阀(102)及第二出水阀(103)；所述短程硝化池(201)与第一出水阀(102)相连，短程硝化池(201)内部设置曝气装置(202)，其通过风管(204)与曝气风机(203)相连；所述沉淀池(301)与短程硝化池(201)相连，沉淀池(301)底部设置排泥泵，排泥泵(302)出口分成两路，一路装设阀门一(303)，另一路装设阀门二(304)；所述中间储罐(401)与第二出水阀(103)以及沉淀池(301)相连，中间储罐(401)顶部设置搅拌机(402)，中间储罐(401)底部设置短程反硝化提升泵(403)；所述一体化反应器(501)与短程反硝化提升泵(403)的出口相连，一体化反应器(501)的下部区域为短程反硝化反应区(510)、中部区域为厌氧氨氧化反应区(520)以及上部区域为沉淀区(530)；所述短程反硝化反应区(510)下部设有第一旋转布水器(503)和短程反硝化进水管(502)，第一旋转布水器(503)的中央位置与短程反硝化进水管(502)相连，短程反硝化反应区(510)顶部设有分隔挡板(504)，分隔挡板(504)上设有短程反硝化排气管(505)和厌氧氨氧化进水管(507)；所述厌氧氨氧化反应区(520)内部设置第二旋转布水器(506)，其通过厌氧氨氧化进水管(507)与下部区域相连。
2.根据权利要求1所述的一种低碳氮比废水处理的装置，其特征在于，所述第一旋转布水器(503)沿其圆周逆时针方向均匀设置导流板。
3.根据权利要求1所述的一种低碳氮比废水处理的装置，其特征在于，所述第二旋转布水器(506)的中央位置与厌氧氨氧化进水管(507)相连，厌氧氨氧化进水管(507)的始端设在下部区域的右上角，第二旋转布水器(506)沿圆周逆时针方向均匀设置导流板。
4.根据权利要求1所述的一种低碳氮比废水处理的装置，其特征在于，所述厌氧氨氧化反应区(520)顶部设置三相分离器(508)，三相分离器(508)顶部设置三相分离器排气管(509)。
5.利用权利要求1‑4任一项所述的装置进行一种低碳氮比废水处理的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)打开第一出水阀，并调节适当开度，将原污水A部分进入短程硝化池，污水在短程硝化池内曝气充氧，COD被大幅降解，氨氮被氨氧化菌(AOB)转变为NO2‑，得到含悬浮污泥的污水B；2)将含悬浮污泥的污水B进入沉淀池，澄清得到污水C；3)将经过沉淀后的污水C进入中间储罐，打开第二出水阀并调节适当开度，将原污水A部分进入中间储罐，开启中间储罐搅拌机，得到混合均匀的污水D，混合均匀后的污水D中含有NH4+‑N、NO2‑‑N及COD；4)将混合均匀后的污水D进入一体化反应器的下部区域，进行短程反硝化反应，实现利用污水中的COD进行NO2‑‑N的还原，降低进水中的有机物，避免对后续厌氧氨氧化过程的影响，经过反应，得到出水E；5)经过短程反硝化处理后的出水E进入一体化反应器的中部区域，进行厌氧氨氧化反应，得到出水F；6)厌氧氨氧化反应出水F上流通过三相分离器，在沉淀区沉淀处理后得到澄清水G。
6.根据权利要求5所述一种低碳氮比废水处理的方法，其特征在于，所述步骤1)中短程硝化池内DO浓度为0.3～0.5mg/L，PH范围为7.3～7.8。
7.根据权利要求5所述一种低碳氮比废水处理的方法，其特征在于，所述步骤4)中短程反硝化区域DO≤0.5mg/L，温度为20～40℃，PH范围为7.0～7.5。
8.根据权利要求5所述一种低碳氮比废水处理的方法，其特征在于，所述步骤5)中前端来水COD≤100mg/L，NO2‑‑N与NH4+‑N的摩尔比范围为1～1.5:1，温度为30～40℃。
发明内容
本发明的目的在于，针对现有技术中低碳氮比废水处理总氮去除率较低、能源消耗较高的不足，提供一种低碳氮比废水处理的装置及方法，通过将各反应阶段置于不同区域，以克服上述的技术问题。
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种低碳氮比废水处理的装置，包括进水泵、短程硝化池、沉淀池、中间储罐以及一体化反应器；
所述进水泵出口设有第一出水阀及第二出水阀；
所述短程硝化池与第一出水阀相连，短程硝化池内部设置曝气装置，其通过风管与曝气风机相连；
所述沉淀池与短程硝化池相连，沉淀池底部设置排泥泵，排泥泵出口分成两路，一路装设阀门一，另一路装设阀门二；
所述中间储罐与第二出水阀以及沉淀池相连，中间储罐顶部设置搅拌机，中间储罐底部设置短程反硝化提升泵；
所述一体化反应器与短程反硝化提升泵的出口相连，一体化反应器的下部区域为短程反硝化反应区、中部区域为厌氧氨氧化反应区以及上部区域为沉淀区。
通过将不同反应阶段分隔设置于不同的区域，创造了独立环境，避免不同阶段的相互影响，有利于实现各阶段最佳的反应条件，同时实现了良好的水力混合效果；利用原水中的碳源进行短程反硝化，既去除了碳源，减少了氧气的消耗，进一步避免了对厌氧氨氧化反应的抑制。
优选地，所述短程反硝化反应区下部设有第一旋转布水器和短程反硝化进水管，第一旋转布水器的中央位置与短程反硝化进水管相连，短程反硝化反应区顶部设有分隔挡板，分隔挡板上设有短程反硝化排气管和厌氧氨氧化进水管；通过上述结构的设置，有利于布水器的均匀配水，另外能够保证混合污水在下部反应区内利用污水中的碳源进行短程反硝化反应，产生的N2通过排气管外排，反应后的污水进入中部反应区。
优选地，第一旋转布水器沿圆周逆时针方向均匀设置导流板；通过导流板的设置，污水沿着导流板切向方向射流进入下部反应区，实现整个短程反硝化区域竖向的循环流动。
优选地，所述厌氧氨氧化反应区内部设置第二旋转布水器，其通过厌氧氨氧化进水管与下部区域相连。
优选地，所述第二旋转布水器的中央位置与厌氧氨氧化进水管相连，厌氧氨氧化进水管的始端设在下部区域的右上角，第二旋转布水器沿圆周逆时针方向均匀设置导流板；通过上述结构的设置，使得下部反应区污水在旋转流动方向进入第二旋转布水器，不改变下部反应区的水流状态；并且可实现布水器的均匀配水，另外污水沿着导流板切向射流进入中部反应区，实现整个厌氧氨氧化区域竖向的垂直扰动。
优选地，所述厌氧氨氧化反应区顶部设置三相分离器，三相分离器顶部设置三相分离器排气管。
本发明的一种低碳氮比废水处理的方法，包括以下步骤：
1)打开第一出水阀，并调节适当开度，将原污水A部分进入短程硝化池，污水在短程硝化池内曝气充氧，COD被大幅降解，氨氮被氨氧化菌(AOB)转变为NO2‑，得到含悬浮污泥的污水B；
2)将含悬浮污泥的污水B进入沉淀池，澄清得到污水C；
3)将经过沉淀后的污水C进入中间储罐，打开第二阀门并调节适当开度，将原污水A部分进入中间储罐，开启中间储罐搅拌机，得到混合均匀的污水D，混合均匀后的污水D中含有NH4+N、NO2‑N及COD；
4)将混合均匀后的污水D进入一体化反应器的下部区域，进行短程反硝化反应，实现利用污水中的COD进行NO2‑N的还原，降低进水中的有机物，避免对后续厌氧氨氧化过程的影响，经过反应，得到出水E；
5)经过短程反硝化处理后的出水E进入一体化反应器的中部区域，进行厌氧氨氧化反应，得到出水F；
6)厌氧氨氧化反应出水F上流通过三相分离器，在沉淀区沉淀处理后得到澄清水G。
优选地，所述步骤1)中短程硝化池内DO浓度为0.3～0.5mg/L，PH范围为7.3～7.8。
优选地，所述步骤4)中短程反硝化区域DO≤0.5mg/L，温度为20～40℃，PH范围为7.0～7.5。
优选地，所述步骤5)中前端来水COD≤100mg/L，NO2‑N与NH4+N的摩尔比范围为1～1.5:1，温度为30～40℃。
（发明人：姜笔存;卢正辉;于伟华;吴江涛;夏英杰;曲艳南;向阳;李潭;盛瑾锦;刘润泽;史新）
