申请日2017.07.05
公开(公告)日2017.10.20
IPC分类号C02F3/30; C02F101/16; C02F101/30
摘要
一种高浓度有机物、氨氮废水的生物处理装置，其特征在于：包括反应容器，反应容器内部由隔板分隔成位于中间的高效厌氧室、环绕高效厌氧室布置的短程硝化室和环绕短程硝化室布置的厌氧氨氧化室，高效厌氧室自下而上依次设置有第一布水区、第一反应区、三相分离区、第一出水区，第一反应区设置有厌氧颗粒污泥;短程硝化室自上而下依次设置有第二进水区、第二反应区、第二出水区，第二反应区设置有生物填料，第二出水区设置有曝气装置，第二进水区与第一出水区连通;厌氧氨氧化室自下而上依次设置有第三进水区、第三反应区、第三出水区第三反应区自下而上依次设置有厌氧氨氧化颗粒污泥和厌氧氨氧化生物填料，第三集水区与第二出水区连通。
权利要求书
1.一种高浓度有机物、氨氮废水的生物处理装置，其特征在于：包括反应容器，反应容器内部由隔板分隔成位于中间的高效厌氧室、环绕高效厌氧室布置的短程硝化室和环绕短程硝化室布置的厌氧氨氧化室，
高效厌氧室自下而上依次设置有第一布水区、第一反应区、三相分离区、第一出水区，第一反应区设置有厌氧颗粒污泥;
短程硝化室自上而下依次设置有第二进水区、第二反应区、第二出水区，第二反应区设置有生物填料，第二出水区设置有曝气装置，第二进水区与第一出水区连通;
厌氧氨氧化室自下而上依次设置有第三进水区、第三反应区、第三出水区第三反应区自下而上依次设置有厌氧氨氧化颗粒污泥和厌氧氨氧化生物填料，第三集水区与第二出水区连通。
2.根据权利要求1所述的一种高浓度有机物、氨氮废水的生物处理装置，其特征在于：所述高效厌氧室、短程硝化室和厌氧氨氧化室的横截面均为圆形。
3.根据权利要求2所述的一种高浓度有机物、氨氮废水的生物处理装置，其特征在于：所述高效厌氧室、短程硝化室和厌氧氨氧化室的半径比为：1:1.5-2:2-2.5。
4.根据权利要求1所述的一种高浓度有机物、氨氮废水的生物处理装置，其特征在于：所述厌氧颗粒污泥占高效厌氧室容积的30%。
5.根据权利要求1所述的一种高浓度有机物、氨氮废水的生物处理装置，其特征在于：所述高效厌氧室设置有从第一出水区沿竖直方向向下延伸至第一布水区的进水管，进水管的下端连接布水管，该布水管采用环形布水管进行布水。
6.根据权利要求1所述的一种高浓度有机物、氨氮废水的生物处理装置，其特征在于：所述三相分离区设置有由多个上层集气罩、下层集气罩相互交错叠加排列组成的集气罩、一端与集气罩上部连接的气体收集管路，气体收集管路的另一端与气体收集装置连接。
7.根据权利要求1所述的一种高浓度有机物、氨氮废水的生物处理装置，其特征在于：所述生物填料占短程硝化室容积的50%。
8.根据权利要求1所述的一种高浓度有机物、氨氮废水的生物处理装置，其特征在于：所述曝气装置为环形曝气管，使得废水中溶解氧的量为0.7-1.2mg/L。
9.一种高浓度有机物、氨氮废水的生物处理装置的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)、废水从外界进入到达第一布水区，往上经过第一反应区，通过设置在第一反应区的厌氧颗粒污泥，将废水中的有机物分解为甲烷气体并改善废水的可生化性，经过三相分离区，收集甲烷气体，阻隔颗粒污泥，废水继续上流从第一出水区，进入第二进水区;
(2)、进入第二进水区的废水，向下流动，进入第二反应区，控制废水PH值在7.3-8.0，废水与设置在第二反应区的生物填料上附着的亚硝化菌接触，结合氧气将废水中的氨氧化为亚硝酸盐，接着往下流，从第二出水区进入第三进水区;
(3)、进入第三进水区的废水，往上流，经过第三反应区，通过设置在第三反应区的厌氧氨氧化颗粒污泥上附着的厌氧氨氧化菌，利用废水中的氨作为电子供体，亚硝酸盐作为电子受体，将废水中的氮转化为氮气，实现废水的脱氮过程;
(4)、废水继续上游经过设置在反应区上部的生物填料，吸附废水中的颗粒污泥，废水继续上流从第三出水区排出装置。
10.根据权利要求9所述的一种高浓度有机物、氨氮废水的生物处理装置的使用方法，其特征在于：所述从第二反应区流出的废水，水中的氨氮与亚硝酸盐的体积浓度比为1:1.27-1.36。
说明书
一种高浓度有机物、氨氮废水的生物处理装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种高浓度有机物、氨氮废水的生物处理装置及其使用方法。
背景技术
随着经济的快速发展，废水排放量不断增加，许多工业废水、农业废水和生活污水中均含有含氮污染物，氮素污染已严重威胁到人类的生存环境和身心健康，氮素污染的治理迫在眉睫。
为了解决水体氮素污染问题，国内外进行了大量的废水脱氮研究，开发了各种废水脱氮技术，主要包括物化法和生物法，其中常用的物化法主要有吹脱法、沉淀法、吸附法、折点氯化法等，但这些方法存在着能耗高、二次污染严重等缺点，难以大规模推广应用，与物化法相比，生物法脱氮更为经济有效，并得到广泛的应用。
传统的生物脱氮技术是以硝化作用和反硝化作用为核心的生物脱氮技术，其中硝化作用是在好氧条件下，利用氨氧化细菌将氨氧化成亚硝酸盐，进而由亚硝酸盐氧化菌将亚硝酸盐氧化成硝酸盐的生物反应过程;反硝化作用是在缺氧状态下，由反硝化细菌将硝酸盐或亚硝酸盐经多步反应还原为氮气的生物反应过程，传统的生物脱氮技术适用于处理低浓度氨氮废水，在处理高浓度氨氮废水时池容将会非常大，且需消耗大量的能源和运行成本。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺点，提供一种可减少占地面积、降低运行成本、降低能耗的高浓度有机物、氨氮废水的生物处理装置，另一目的是提供使用上述处理装置的方法。
本发明采用如下的技术方案：
一种高浓度有机物、氨氮废水的生物处理装置，包括反应容器，反应容器内部由隔板分隔成位于中间的高效厌氧室、环绕高效厌氧室布置的短程硝化室和环绕短程硝化室布置的厌氧氨氧化室，
高效厌氧室自下而上依次设置有第一布水区、第一反应区、三相分离区、第一出水区，第一反应区设置有厌氧颗粒污泥;
短程硝化室自上而下依次设置有第二进水区、第二反应区、第二出水区，第二反应区设置有生物填料，第二出水区设置有曝气装置，第二进水区与第一出水区连通;
厌氧氨氧化室自下而上依次设置有第三进水区、第三反应区、第三出水区第三反应区自下而上依次设置有厌氧氨氧化颗粒污泥和厌氧氨氧化生物填料，第三集水区与第二出水区连通。
进一步的，所述高效厌氧室、短程硝化室和厌氧氨氧化室的横截面均为圆形。
进一步的，所述高效厌氧室、短程硝化室和厌氧氨氧化室的半径比为： 1∶1.5-2∶2-2.5。
进一步的，所述厌氧颗粒污泥占高效厌氧室容积的30%。
进一步的，所述高效厌氧室设置有从第一出水区沿竖直方向向下延伸至第一布水区的进水管，进水管的下端连接布水管，该布水管采用环形布水管进行布水。
进一步的，所述三相分离区设置有由多个上层集气罩、下层集气罩相互交错叠加排列组成的集气罩、一端与集气罩上部连接的气体收集管路，气体收集管路的另一端与气体收集装置连接。
进一步的，所述生物填料占短程硝化室容积的50%。
进一步的，所述曝气装置为环形曝气管，使得废水中溶解氧的量为0.7-1.2 mg/L。
一种高浓度有机物、氨氮废水的生物处理装置的使用方法，包括以下步骤：
(1)、废水从外界进入到达第一布水区，往上经过第一反应区，通过设置在第一反应区的厌氧颗粒污泥，将废水中的有机物分解为甲烷气体并改善废水的可生化性，经过三相分离区，收集甲烷气体，阻隔颗粒污泥，废水继续上流从第一出水区，进入第二进水区;
(2)、进入第二进水区的废水，向下流动，进入第二反应区，控制废水PH 值在7.3-8.0，废水与设置在第二反应区的生物填料上附着的亚硝化菌接触，结合氧气将废水中的氨氧化为亚硝酸盐，接着往下流，从第二出水区进入第三进水区;
(3)、进入第三进水区的废水，往上流，经过第三反应区，通过设置在第三反应区的厌氧氨氧化颗粒污泥上附着的厌氧氨氧化菌，利用废水中的氨作为电子供体，亚硝酸盐作为电子受体，将废水中的氮转化为氮气，实现废水的脱氮过程;
(4)、废水继续上游经过设置在反应区上部的生物填料，吸附废水中的颗粒污泥，废水继续上流从第三出水区排出装置。
进一步的，所述从第二反应区流出的废水，水中的氨氮与亚硝酸盐的体积浓度比为1∶1.27-1.36。
由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明的有益效果是：在单一反应容器中实现高效厌氧除碳、短程硝化、厌氧氨氧化功能的耦合，可大大减少设备占地面积、降低投资成本、减少运行成本、降低能耗、减少污泥排出量;利用短程硝化和厌氧氨氧化过程进行高浓度氨氮废水的脱氮过程，可以克服传统硝化-反硝化脱氮过程需要有机物作为碳源，减少能源消耗，从而减少运行成本;高效厌氧除碳过程产生的沼气可回收利用，减少能源的浪费;通过高效厌氧室和短程硝化室元大大减少了废水中的有机物，从而克服了有机物对厌氧氨氧化过程的抑制作用;在第三反应区下部设置厌氧氨氧化颗粒污泥，上部设置厌氧氨氧化生物填料，设置在下部的厌氧氨氧化颗粒污泥，利用废水中的氨作为电子供体，亚硝酸盐作为电子受体，将废水中的氮转化为氮气，实现废水的脱氮过程;设置在上部的厌氧氨氧化生物填料可有效吸附较小的厌氧氨氧化颗粒污泥，强化第三反应区的微生物截留。