本實(shí)用新型涉及一種廢水處理裝置，尤其涉及一種抗沖擊負(fù)荷的生物脫氮裝置。
背景技術(shù)：
生物脫氮一般需要經(jīng)過(guò)硝化過(guò)程和反硝化過(guò)程兩個(gè)階段，氨氮在有氧條件下被硝化菌氧化為NO2-和NO3-，隨后在厭氧條件下被反硝化菌還原轉(zhuǎn)化為N2的過(guò)程。目前我國(guó)生物脫氮一般采用A/O工藝，廢水在O池經(jīng)過(guò)好氧硝化，再回流至A池，利用原污水碳源進(jìn)行反硝化完成脫氮過(guò)程，該工藝無(wú)需外加碳源，工藝流程簡(jiǎn)單，但是由于內(nèi)循環(huán)液來(lái)自于好氧池，導(dǎo)致厭氧池內(nèi)DO濃度較高，使A池難以保持理想的缺氧狀態(tài)，導(dǎo)致脫氮效率不高。
中國(guó)發(fā)明專利201010602503.8公開了一種抗沖擊負(fù)荷的禽畜養(yǎng)殖場(chǎng)污水處理裝置及其處理方法：包括淺池、厭氧腔和生物濾床，淺池與厭氧腔、生物濾床之間相互連通。本發(fā)明的抗沖擊負(fù)荷的禽畜養(yǎng)殖場(chǎng)污水處理裝置的處理方法，通過(guò)以下幾個(gè)階段完成：第一階段，將污水排入到淺池內(nèi)；第二階段，污水生化處理；第三階段，晾曬污物并清除，第四階段，消化反消化循環(huán)強(qiáng)化脫氮。該工藝適用于處理水量較小的廢水，且自動(dòng)化程度不高，應(yīng)用范圍較小。
發(fā)明專利201510980220.X公開了一種生物脫氮裝置：布水器設(shè)于凈化池上部，且其進(jìn)水口與凈化池進(jìn)水管連通；纖維填料設(shè)于布水器的下方；固體填料設(shè)于纖維填料的下方；多個(gè)凈化池出水口設(shè)于凈化池側(cè)壁的不同高度位置，并且每個(gè)凈化池出水口的所在高度均低于固體填料表面；反沖洗氣盤設(shè)于固體填料的下方，且其進(jìn)水口與反沖洗進(jìn)水管連通；反沖洗出水口設(shè)于凈化池側(cè)壁上，并且反沖洗出水口的所在高度高于固體填料上表面。該技術(shù)方案利用同時(shí)硝化反硝化脫氮，抗沖擊負(fù)荷能力較弱，且底部固體填料容易堵塞。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種抗沖擊負(fù)荷的生物脫氮裝置，主要用于處理C/N比較低、水量和水質(zhì)變化較大的廢水。
一種抗沖擊負(fù)荷的生物脫氮裝置，包括順次設(shè)置的好氧硝化池和厭氧反硝化池，所述厭氧反硝化池內(nèi)順?biāo)鞣较蛞来螢槊摎鈪^(qū)、生物脫氧區(qū)、初級(jí)反硝化區(qū)、二級(jí)反硝化區(qū)和三相分離區(qū)，所述脫氣區(qū)內(nèi)填充脫氣填料，所述生物脫氧區(qū)內(nèi)含厭氧活性污泥，所述初級(jí)反硝化區(qū)內(nèi)設(shè)置生物斜板填料，所述二級(jí)反硝化區(qū)內(nèi)填充厭氧生物填料。
廢水首先在好氧硝化池內(nèi)循環(huán)，好氧硝化后的廢水進(jìn)入?yún)捬跸趸貎?nèi)，依次流經(jīng)脫氣區(qū)進(jìn)行氣泡脫除、生物脫氧區(qū)進(jìn)行溶氧脫除、初級(jí)反硝化和二級(jí)反硝化脫氮后，在三相分離區(qū)內(nèi)由三相分離器進(jìn)行氣、水、泥的分離。
優(yōu)選地，所述好氧硝化池內(nèi)設(shè)有立置的轉(zhuǎn)軸以及固定在轉(zhuǎn)軸上的若干層中空的多孔轉(zhuǎn)盤，所述多孔轉(zhuǎn)盤的中空腔中填充多孔生物填料，所述轉(zhuǎn)軸由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。
進(jìn)一步優(yōu)選地，所述多孔轉(zhuǎn)盤的底面和頂面分布若干通孔、側(cè)面為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，所述通孔帶有一段向下的延伸部分，延伸部分漸擴(kuò)呈喇叭口。
進(jìn)一步地，所述喇叭口的底部大孔直徑為頂部小孔直徑的1.5～3倍，所述底部大孔的直徑為10～30mm，多孔轉(zhuǎn)盤開孔率為30％～60％。
所述好氧硝化池內(nèi)底部布置微孔曝氣盤，微孔曝氣盤外接供氣泵，進(jìn)一步地，所述好氧硝化池設(shè)置為圓筒形。
所述多孔轉(zhuǎn)盤根據(jù)水質(zhì)情況可以設(shè)置3～5層，每層轉(zhuǎn)盤的中心處與轉(zhuǎn)軸固定，轉(zhuǎn)軸通過(guò)減速器連接電機(jī)，轉(zhuǎn)速可以在(10～200rpm之間可以調(diào)節(jié))單層轉(zhuǎn)盤的厚度設(shè)置為3～10mm
轉(zhuǎn)盤材質(zhì)為鋼制，供氣風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的氣泡由大孔徑進(jìn)入，小孔徑出，通過(guò)改變孔的直徑，提高出氣口的流速，防止脫落污泥堵塞小孔造成布?xì)獠痪鶆颉?/p>
優(yōu)選地，多孔轉(zhuǎn)盤中的多孔生物填料填充率自下而上逐層遞增。
進(jìn)一步地，第一層多孔轉(zhuǎn)盤內(nèi)生物填料填充率在40～50％，往上每增加一層填充率增加5～10％，即第二層多孔轉(zhuǎn)盤內(nèi)生物填料填充率比第一層多孔轉(zhuǎn)盤內(nèi)填充率高5～10％，以此類推。逐層遞增的布置方式可以保證每層微生物濃度保持大體相同，當(dāng)進(jìn)水濃度波動(dòng)時(shí)，可以有效保證系統(tǒng)去除效率。
控制所述轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速越快，轉(zhuǎn)偏切合氣泡效果越好，同時(shí)轉(zhuǎn)盤帶動(dòng)裝置內(nèi)水體做圓周運(yùn)動(dòng)越顯著，這樣可以提高空氣中氧氣的利用率以及增加生物載體與廢水中污染物質(zhì)相對(duì)接觸時(shí)間，提高去除效率。當(dāng)進(jìn)水濃度(氨氮濃度)增加10～100％時(shí)，轉(zhuǎn)速相應(yīng)的增加5～20rpm，當(dāng)進(jìn)水濃度(氨氮濃度)增加100～300％時(shí)，轉(zhuǎn)速相應(yīng)的提高50～80rpm，同時(shí)要增加供氧量。
好氧池外設(shè)置外循環(huán)裝置，該裝置由外循環(huán)泵，外循環(huán)管道，以及應(yīng)急增氧裝置組成。當(dāng)進(jìn)水氨氮濃度增加100％時(shí)，外循環(huán)水流量為1～3倍進(jìn)水流量；當(dāng)進(jìn)水濃度增加100％以上時(shí)，外循環(huán)水流量為3～8倍，同時(shí)在外循環(huán)管道中充入空氣，保證外循環(huán)水中DO在1～3mg/L。
優(yōu)選地，所述厭氧反硝化池內(nèi)設(shè)有豎直擋板，所述豎直擋板一側(cè)為所述脫氣區(qū)，另一側(cè)由下至上依次為所述生物脫氧區(qū)、初級(jí)反硝化區(qū)、二級(jí)反硝化區(qū)和三相分離區(qū)，所述脫氣區(qū)與生物脫氧區(qū)在底部連通。
好氧裝置出水進(jìn)入到厭氧反應(yīng)器先經(jīng)過(guò)脫氣區(qū)，脫氣區(qū)內(nèi)采用兩級(jí)折板脫氣填料，脫氣填料傾斜角度為45～60度，位于液位下0.1～0.5m。好氧池出水自上而下經(jīng)過(guò)脫氣區(qū)，廢水中夾帶的氣泡經(jīng)過(guò)脫氣填料富集并形成大氣泡，氣泡與廢水進(jìn)行分離，使進(jìn)入到厭氧區(qū)中DO下降0.2～0.5mg/L。該脫氣填料本身為現(xiàn)有技術(shù)。
進(jìn)一步優(yōu)選地，所述豎直擋板底部帶有一段向生物脫氧區(qū)方向彎折的水平延伸部，該水平延伸部與厭氧反硝化池底板之間為過(guò)水通道，所述過(guò)水通道與生物脫氧區(qū)的銜接處設(shè)有位于生物脫氧區(qū)內(nèi)且向上漸擴(kuò)的導(dǎo)流筒。
更進(jìn)一步優(yōu)選地，所述導(dǎo)流筒頂部直徑為底部直徑的3～5倍，導(dǎo)流筒側(cè)壁的傾角為40～60°。此處所說(shuō)的傾角是指導(dǎo)流筒側(cè)壁與水平面之間的夾角。
生物脫氧區(qū)內(nèi)污泥層厚度為0.3～0.5m，即生物脫氧區(qū)的高度為0.3～0.5m。
生物脫氧區(qū)中高濃度的微生物將廢水中溶解氧利用，使溶解氧急劇降低至0.5mg/L以下。導(dǎo)流板上端設(shè)置0.2～0.5m的回流區(qū)，即初級(jí)反硝化區(qū)，可以使上升的部分污泥沉降。
優(yōu)選地，所述初級(jí)反硝化區(qū)內(nèi)生物斜板填料的長(zhǎng)度為1～2m，傾角為50～70°。
初級(jí)反硝化區(qū)設(shè)置生物斜板填料，生物斜板填料材質(zhì)棉紗線，通過(guò)機(jī)織形成片狀，厚度為5～10mm，采用未退漿(淀粉漿)棉布，然后通過(guò)固定裝置形成生物斜板，斜板長(zhǎng)度為1～2m，傾角為50～70°，斜板填料上載附的微生物在缺氧環(huán)境中對(duì)廢水中硝態(tài)氮進(jìn)行反硝化初步脫氮。如果進(jìn)入到厭氧區(qū)的溶解氧過(guò)高，經(jīng)過(guò)生物脫氧區(qū)后溶解氧仍在1mg/L左右，通過(guò)初級(jí)反硝化區(qū)后，溶解氧可以降低到0.2mg/L左右。同時(shí)，初期微生物可以利用生物斜板上的碳源為營(yíng)養(yǎng)，可以在生物斜板區(qū)快速形成生物膜，減少了初期馴化時(shí)間。進(jìn)入缺氧區(qū)溶解氧在6～9mg/L時(shí)，初級(jí)反硝化出水DO≤0.2mg/L。
初級(jí)反硝化區(qū)上部留有0.2～0.5m的緩沖區(qū)，緩沖區(qū)上部為二級(jí)反硝化區(qū)，二級(jí)反硝化區(qū)設(shè)有采用活性碳纖維組成的片狀填料，填料層高度為0.5～1.5m，兩個(gè)片填料間距為10～200mm。
優(yōu)選地，所述三相分離區(qū)內(nèi)設(shè)置三相分離器，所述三相分離器包括上下兩層集氣罩，且上下兩層集氣罩交錯(cuò)分布，每個(gè)集氣罩頂部連接排氣管。
進(jìn)一步地，每個(gè)集氣罩兩翼之間的夾角在45°到60°之間。
優(yōu)選地，所述厭氧硝化池的池壁上且位于生物脫氧區(qū)、初級(jí)反硝化區(qū)和二級(jí)反硝化區(qū)底部均設(shè)有碳源投加口。
碳源投加量逐級(jí)減少，在保證反硝化碳源充足的條件下，不影響出水COD濃度。
附圖說(shuō)明
圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中所示附圖標(biāo)記如下：
1-進(jìn)水泵 2-好氧硝化池 3-多孔轉(zhuǎn)盤
4-轉(zhuǎn)軸 5-脫氣填料 6-三相分離區(qū)
7-排氣管 8-出水堰 9-二級(jí)反硝化區(qū)
10-初級(jí)反硝化區(qū) 11-生物斜板 12-生物脫氧區(qū)
13-導(dǎo)流筒 14-厭氧反硝化池
具體實(shí)施方式
如圖1所示，一種抗沖擊負(fù)荷的生物脫氮裝置，包括順次設(shè)置的好氧硝化池2和厭氧反硝化池14，好氧硝化池進(jìn)水口位于底部，出水口位于頂部，進(jìn)水口與進(jìn)水泵1相連，好氧硝化池外設(shè)置外循環(huán)裝置，該裝置由外循環(huán)泵，外循環(huán)管道，以及應(yīng)急增氧裝置組成。
好氧硝化池內(nèi)底部設(shè)置微孔爆氣盤，中心處立置轉(zhuǎn)軸4，轉(zhuǎn)軸通過(guò)減速器連接電機(jī)，數(shù)層(一般3～5層，本實(shí)施方式中設(shè)置4層)多孔轉(zhuǎn)盤3固定在轉(zhuǎn)軸上，多孔轉(zhuǎn)盤為中空結(jié)構(gòu)，空腔中填充多孔生物填料，中空轉(zhuǎn)盤的底面和頂面分布通孔、側(cè)面為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)保證填料與廢水的充分接觸，通孔用于氣體的通過(guò)，所有通孔均向下延伸出所在面的底面，且漸擴(kuò)成開口朝下的喇叭口，底部大孔直徑為頂部小孔直徑的1.5～3倍，第一層多孔轉(zhuǎn)盤內(nèi)生物填料填充率在40～50％，往上每增加一層填充率增加5～10％，即第二層多孔轉(zhuǎn)盤內(nèi)生物填料填充率比第一層多孔轉(zhuǎn)盤內(nèi)填充率高5～10％，以此類推。
好氧硝化池的出水口位于頂部，出水口與厭氧反硝化池14的頂部通過(guò)過(guò)水管相連，厭氧反硝化池內(nèi)設(shè)置一塊豎直擋板，該擋板的一側(cè)為脫氣區(qū)，脫氣區(qū)的頂部為整個(gè)厭氧反硝化池的進(jìn)水口，另一側(cè)由下至上依次為生物脫氧區(qū)12、初級(jí)反硝化區(qū)10、二級(jí)反硝化區(qū)9和三相分離區(qū)6，脫氣區(qū)與生物脫氧區(qū)在底部連通，脫氣區(qū)內(nèi)設(shè)置折流擋板。
擋板底部帶有一段向生物脫氧區(qū)方向彎折的水平延伸部，該水平延伸部與厭氧反硝化池底板之間為過(guò)水通道，過(guò)水通道與生物脫氧區(qū)的銜接處設(shè)有位于生物脫氧區(qū)內(nèi)且向上漸擴(kuò)的導(dǎo)流筒13，導(dǎo)流筒頂部直徑為底部直徑的3～5倍，導(dǎo)流筒側(cè)壁的傾角為40～60°。
導(dǎo)流筒回流區(qū)為生物脫氧區(qū)，生物脫氧區(qū)內(nèi)填充脫氧污泥，初級(jí)反硝化區(qū)內(nèi)設(shè)置斜板11，生物斜板材質(zhì)棉紗線，通過(guò)機(jī)織形成片狀，厚度為5～10mm，采用未退漿(淀粉漿)棉布，然后通過(guò)固定裝置形成生物斜板，斜板長(zhǎng)度為1～2m，傾角為50～70°。初級(jí)反硝化區(qū)上部留有0.2～0.5m的緩沖區(qū)，緩沖區(qū)上部為二級(jí)反硝化區(qū)9，二級(jí)反硝化區(qū)設(shè)有采用活性碳纖維組成的片狀填料，填料層高度為0.5～1.5m，兩個(gè)片填料間距為10～200mm；二級(jí)反硝化區(qū)上方為三相分離區(qū)，三相分離區(qū)內(nèi)設(shè)置三相分離器，三相分離器包括上下兩層集氣罩，且上下兩層集氣罩交錯(cuò)分布，每個(gè)集氣罩兩翼之間的夾角在45°到60°之間，每個(gè)集氣罩頂部連接排氣管7。
本實(shí)用新型中所用填料本身均為現(xiàn)有技術(shù)。
本實(shí)用新型的工作過(guò)程如下：
低C/N比廢水由好氧池底部進(jìn)入，開啟微孔曝氣裝置，控制反應(yīng)器內(nèi)DO在2～3mg/L，在附著于多孔生物填料上的硝化菌作用下，進(jìn)水中的氨氮被氧化為硝酸鹽氮。
當(dāng)進(jìn)水濃度波動(dòng)較大，或出水水質(zhì)變差時(shí)，開啟電動(dòng)機(jī)，多孔生物填料模塊開始轉(zhuǎn)動(dòng)，使廢水與填料充分接觸，實(shí)現(xiàn)廢水快速均質(zhì)，降低沖擊負(fù)荷對(duì)微生物的影響，同時(shí)提高氧氣利用率，提高氨氮去除效果；通過(guò)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制所述轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)進(jìn)水濃度(氨氮濃度)增加10～100％時(shí)，轉(zhuǎn)速相應(yīng)的增加5～20rpm，當(dāng)進(jìn)水濃度(氨氮濃度)增加100～300％時(shí)，轉(zhuǎn)速相應(yīng)的提高50～80rpm，同時(shí)要增加曝氣量，提高反應(yīng)器內(nèi)DO，提高氨氮降解速率。
好氧硝化池出水送入?yún)捬醴聪趸孛摎鈪^(qū)，經(jīng)過(guò)脫氣區(qū)折流擋板，水中夾帶的微氣泡經(jīng)過(guò)脫氣填料被富集形成大氣泡，并從廢水中分離，使廢水中DO含量降低，水流通過(guò)導(dǎo)流板進(jìn)入生物脫氧區(qū)；
通過(guò)碳源投加口，向生物脫氧區(qū)投加有機(jī)碳源，利用微生物的呼吸作用消耗不能被折流擋板去除的部分DO，使廢水中DO降至0.5mg/L以下；
廢水經(jīng)過(guò)生物脫氧區(qū)后，泥水混合液上升至初級(jí)脫氮區(qū)，在生物斜板的作用下，大部分厭氧活性污泥沉降回生物脫氧區(qū)，斜板上設(shè)有厭氧生物膜，附著在生物膜上的反硝化菌可去除水中的硝態(tài)氮；如果進(jìn)入到厭氧區(qū)的溶解氧過(guò)高，經(jīng)過(guò)生物脫氧區(qū)后溶解氧仍在1mg/L左右，通過(guò)初級(jí)反硝化區(qū)后，溶解氧可以降低到0.2mg/L左右。同時(shí)，初期微生物可以利用生物斜板上的碳源為營(yíng)養(yǎng)，可以在生物斜板區(qū)快速形成生物膜，減少了初期馴化時(shí)間。根據(jù)我們相關(guān)測(cè)試數(shù)據(jù)，進(jìn)入缺氧區(qū)溶解氧在6～9mg/L時(shí)，初級(jí)反硝化出水DO≤0.2mg/L。
廢水最后經(jīng)過(guò)二級(jí)反硝化區(qū)，在富集于填料上的反硝化菌作用下，剩余的硝酸鹽氮進(jìn)一步被去除；在生物脫氧區(qū)、初級(jí)反硝化區(qū)和二級(jí)反硝化區(qū)底部都設(shè)有碳源投加口，碳源投加量逐級(jí)減少，在保證反硝化碳源充足的條件下，使出水COD濃度盡量低。
出水經(jīng)過(guò)三相分離器后，產(chǎn)生的氣體通過(guò)排氣管排出，活性污泥被截留在反應(yīng)器內(nèi)，保證反應(yīng)器內(nèi)較高的污泥濃度，出水通過(guò)溢流口排出。
以上所述僅為本實(shí)用新型專利的具體實(shí)施案例，但本實(shí)用新型專利的技術(shù)特征并不局限于此，任何相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實(shí)用新型的領(lǐng)域內(nèi)，所作的變化或修飾皆涵蓋在本實(shí)用新型的專利范圍之中。