本發(fā)明屬于污水處理領(lǐng)域，具體涉及一種適用市政污水廠二級出水中運行的脫氮裝置及其運行方法。
背景技術(shù)：
我國地表水氨氮污染嚴重。據(jù)統(tǒng)計，2012年全國廢水排放總量為684.6億噸，化學(xué)需氧量排放總量為2423.7萬噸，與上年相比下降3.05％；氨氮排放總量為253.6萬噸。地表水氨氮年平均濃度超過Ⅲ類水質(zhì)標準，成為影響水環(huán)境質(zhì)量的重要因素。氨氮的大量排放不僅造成了水環(huán)境污染和水體富營養(yǎng)化及水體發(fā)生赤潮等現(xiàn)象,而且在工業(yè)廢水處理和回用工程中造成用水設(shè)備中微生物繁殖,形成生物垢,堵塞管道和用水設(shè)備,影響熱交換。目前，國內(nèi)外學(xué)者對含氮污水的研究主要集中在開發(fā)新型脫氮技術(shù)，以達到更好處理氨氮的目的和環(huán)保的要求。
目前，我國污水處理廠廣泛應(yīng)用的生活污水脫氮的傳統(tǒng)技術(shù)(硝化—反硝化)面臨工藝流程長，外加碳源多，曝氣量大，能耗高等問題。利用新型的生物脫氮技術(shù)(亞硝化-厭氧氨氧化)可以解決部分上述問題，但大部分反應(yīng)裝置依然需要對亞硝化部分進行曝氣，無法將工藝能耗降到最低。另外，需要高碳氮比污水的傳統(tǒng)生物脫氮工藝與需要低碳氮比污水的新型生物脫氮工藝目前并沒有綜合應(yīng)用，介于兩種工藝要求水質(zhì)之間的水質(zhì)類型無法進行處理。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種不需要外加曝氣的一體化節(jié)能生物脫氮裝置及方法，可以根據(jù)進水水質(zhì)條件自由轉(zhuǎn)換于傳統(tǒng)生物脫氮工藝與新型生物脫氮工藝之間，可使脫氮工藝能耗最大限度的降低，從而為解決生活污水脫氮問題提供一種設(shè)備及方法。
本發(fā)明所提供的一種脫氮裝置，是針對污水處理廠二級出水為進水的連續(xù)運行裝置，同時具備二沉池的功能，最大限度節(jié)省設(shè)備占地。其特征在于：包括與好氧生物轉(zhuǎn)盤聯(lián)通的布水管、能控制升降的轉(zhuǎn)盤刷、內(nèi)部漏斗狀沉淀池、外部多孔狀火山巖固體填料、出水溢流槽、污泥回流泵、進水電磁閥和轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速控制裝置。進水泵與布水管相連，控制進水流量；布水管與帶有轉(zhuǎn)速控制裝置的好氧生物轉(zhuǎn)盤相連，從轉(zhuǎn)盤中部布水；好氧生物轉(zhuǎn)盤固定在內(nèi)部漏斗狀沉淀池體上部，用以附著去除氨氮的好氧硝化菌(亞硝化菌和硝化菌)以及去除COD好氧異養(yǎng)菌，這一部分為裝置好氧區(qū)；內(nèi)部沉淀池體通過放置多孔狀火山巖固體填料的透水隔板與外部沉淀池體相連，內(nèi)部沉淀池與外部沉淀池構(gòu)成了裝置的雙沉淀區(qū)；多孔狀火山巖固體填料放置在透水隔板上部，用以附著去除硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮的厭氧脫氮菌(厭氧氨氧化菌和反硝化菌)，這一部分為裝置厭氧區(qū)；出水溢流堰在外部池體上部，溢流高度低于布水管高度；排泥口與污泥回流口在外部沉淀池底設(shè)置，回流口配有污泥回流泵用以控制污泥回流量。
其中，布水管在均勻布水同時具有支撐好氧生物轉(zhuǎn)盤的功能。
其中，生物轉(zhuǎn)盤上部安裝有可以升降的轉(zhuǎn)盤刷，由轉(zhuǎn)盤刷控制器來調(diào)節(jié)高度，用以定期清除轉(zhuǎn)盤外表面老化生物膜及生長過度的微生物量。
其中，生物轉(zhuǎn)盤為網(wǎng)格狀表面，提供更大比表面積的同時可以在刷除轉(zhuǎn)盤老化生物膜時保留適量微生物量，便于之后再次掛膜。
其中，反應(yīng)器有內(nèi)外兩個沉淀區(qū)域，具備沉淀池功能。
其中，多孔狀火山巖固體填料粒徑需較大(12mm≤d≤15mm)，否則影響出水水頭高度。
其中，透水隔板固定在外部池體上，且透水孔應(yīng)小于固體填料粒徑。
一體化節(jié)能脫氮裝置的運行方法，其特征在于，包括以下步驟：
1)二級出水(泥水混合液)由進水管經(jīng)進水泵(1)進入布水管(2)通入好氧生物轉(zhuǎn)盤(3)，好氧生物轉(zhuǎn)盤通過轉(zhuǎn)盤控制器(13)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，好氧生物轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速宜控制在2.0～4.0r/min，控制好氧區(qū)水力停留時間HRT好氧在1.0～2.0h；
2)泥水混合液隨后雙沉淀區(qū)(5)，經(jīng)泥水分離后，污泥沉淀進入排泥管(8)或者污泥回流管(9)，回流污泥回流至市政污水廠的生化池，污泥回流比為20％～50％；
3)污水上流經(jīng)過透水隔板(7)通入多孔狀火山巖固體填料,控制厭氧區(qū)水力停留時間HRT厭氧在4.0～6.0h；
4)污水通過多孔狀火山巖固體填料(6)后進入上層清水溢流區(qū)，經(jīng)過出水溢流擋板(10)進入出水管(11)；
定期去除多余和老化微生物，COD值大于50mg/L的條件下控制在10～20d/次，COD值小于50mg/L的情況下控制在20～30d/次。
本發(fā)明生活污水脫氮裝置及方法，工藝靈活性高，運行能耗低，可以滿足各種污水處理廠二級出水，同時具備生物轉(zhuǎn)盤刷，可以控制轉(zhuǎn)盤生物膜的生長，為生活污水的脫氮處理提供了一種適用性強、成本低的新途徑。
附圖說明
圖1-本發(fā)明的側(cè)視圖。
圖中：1-進水泵；2-布水管；3-好氧生物轉(zhuǎn)盤；4-轉(zhuǎn)盤刷；5-雙沉淀區(qū)；6-多孔狀火山巖固體填料；7-透水隔板；8-排泥管；9-污泥回流管；10-出水溢流擋板；11-出水管；12-轉(zhuǎn)盤刷控制器；13-轉(zhuǎn)盤控制器。
具體實施方案
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
參考圖，本發(fā)明一體化節(jié)能脫氮裝置包括布水管2、好氧生物轉(zhuǎn)盤3、轉(zhuǎn)盤刷4、雙沉淀區(qū)5、固體填料6、透水隔板7、轉(zhuǎn)盤刷控制器12、轉(zhuǎn)盤控制器13。
1)二級出水(泥水混合液)由進水管經(jīng)進水泵(1)進入布水管(2)通入好氧生物轉(zhuǎn)盤(3)，好氧生物轉(zhuǎn)盤通過轉(zhuǎn)盤控制器(13)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，水中殘留COD與好氧生物轉(zhuǎn)盤上附著的好氧異養(yǎng)菌接觸在轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動同時增加溶解氧含量消耗掉COD，同時水中氨氮與好氧生物轉(zhuǎn)盤上附著的好氧硝化菌接觸，將氨氮部分轉(zhuǎn)化為亞硝氮，控制好氧生物轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速宜控制在2.0～4.0r/min，控制好氧區(qū)水力停留時間HRT好氧在1.0～2.0h；
2)泥水混合液隨后雙沉淀區(qū)(5)，經(jīng)泥水分離后，污泥沉淀進入排泥管(8)或者污泥回流管(9)，回流污泥回流至市政污水廠的生化池，保證生化池內(nèi)有足夠的生物量，污泥回流比為20％～50％；
3)污水上流經(jīng)過透水隔板(7)通入固體填料(6),固體填料部分為缺氧厭氧區(qū)域，填料上附著有反硝化菌和厭氧氨氧化菌，污水中殘余的氨氮和亞氮在有COD的情況下發(fā)生反硝化過程脫氮，在沒有COD的情況下發(fā)生厭氧氨氧化過程脫氮，控制厭氧區(qū)水力停留時間HRT厭氧在4.0～6.0h；
4)污水通過多孔狀火山巖固體填料(6)后進入上層清水溢流區(qū)，經(jīng)過出水溢流擋板(10)進入出水管(11)；
好氧生物轉(zhuǎn)盤(3)生物量由轉(zhuǎn)盤刷(4)和轉(zhuǎn)盤控制器(12)來控制，定期去除多余和老化微生物，COD值大于50mg/L的條件下控制在10～20d/次，COD值小于50mg/L的情況下控制在20～30d/次。
實際安裝運行時，首先根據(jù)需處理水質(zhì)各種指標平均值的大小確定好氧區(qū)與厭氧區(qū)的體積比例，從而確定多孔火山巖固體填料高度，同時控制填料直徑不低于12mm，以至于影響出水水頭高度。固體填料可選用多孔狀火山巖或其他密度相似的(1.2～1.5g/cm3)多孔狀填料，需保證遇水不上浮同時微生物可以附著。
生物轉(zhuǎn)盤3間隔5mm均勻固定于布水管2上，并整體安裝于池體內(nèi)部沉淀池上方。這樣可以保證生物轉(zhuǎn)盤能夠與空氣和液面都有半個盤面的接觸，讓轉(zhuǎn)盤上微生物也與空氣有半個轉(zhuǎn)盤面積的接觸，達到“曝氣”的目的。
運行時可根據(jù)實際進水負荷通過轉(zhuǎn)盤控制器13對生物轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)。
以某市政污水處理廠二級出水為處理對象，試驗期間進水水質(zhì)如下：
試驗條件：裝置好氧區(qū)和厭氧區(qū)體積比為1:4，進水流量為5L/h，HRT為6.3h，污泥回流比為20％，好氧生物轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速為3.0r·min-1左右，好氧區(qū)的DO在2.5～4.0mg/L，厭氧區(qū)DO在0.4～0.5mg/L，好氧區(qū)水力停留時間HRT好氧＝1.5h，厭氧區(qū)水力停留時間HRT厭氧＝4.8h。
試驗結(jié)果：待系統(tǒng)穩(wěn)定后，出水平均COD、NH4+-N、NO2--N、NO3--N、TN、TP等分別為25.26、0.88、0.05、9.36、10.29，各出水指標均穩(wěn)定達到一級A標準。
以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并非來限制本發(fā)明的范圍，凡依本發(fā)明范圍所述構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均應(yīng)包括于本發(fā)明范圍內(nèi)。