CN110697894B - 一种ao脱总氮装置和脱总氮工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种AO脱总氮装置，它包括：缺氧池；好氧池，所述好氧池中设置有填料；所述缺氧池和所述填料内部之间设置有供给流路。还涉及一种AO脱总氮工艺，它包括：接收污水，使污水依次经过缺氧环境和好氧环境；在所述好氧环境中设置填料；将所述缺氧环境生成的混合型VFA供给至所述好氧环境的填料内部。能够提高脱氮效率。

Description

一种AO脱总氮装置和脱总氮工艺

技术领域

本发明涉及一种水处理装置，特别是涉及一种AO脱总氮装置。本发明还涉及一种脱总氮工艺。

背景技术

废水中含有的N元素是水体富营养化的重要因素，也是污水厂所需控制的重要指标，所以当前对总氮的提标改造日益重视，但是在传统的脱氮工艺中，往往会出现出水总氮不稳定、所需脱氮池容积较大、额外添加碳源量过大、进一步提升水质对于传统脱氮工艺而言有难度等等问题，这些问题都是制约TN（总氮）提标改造的重要因素。

目前对于总氮处理的主要工艺有：AO脱氮工艺、氧化沟工艺、SBR工艺、MBR工艺、反硝化滤池工艺短程硝化、厌氧氨氧化工艺等等，这些工艺都有其独特特点，但是也都有其缺点，比如传统AO工艺脱氮效率不高、氧化沟所需池容过大、SBR工艺处理出水不稳定、反硝化滤池所需碳源过高、短程硝化和厌氧氨氧化工艺脱氮实际工程运用不成熟，这些缺点都是制约TN提标改造的重要因素。

发明内容

本发明的目的是要提供一种AO脱总氮装置，能够提高脱氮效率。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供了一种AO脱总氮装置，它包括：

缺氧池；

好氧池，所述好氧池中设置有填料；

所述缺氧池和所述填料内部之间设置有供给流路。

可选地，所述供给流路包括至少一个布水件，所述布水件上开设有布水孔，所述填料覆盖在所述布水孔的开口处。

进一步地，所述布水件和所述缺氧池之间还设置有回收流路。

进一步地，它还包括支撑架，至少一个所述布水件固定在所述支撑架上。

可选地，所述填料为生物填料绳或具有孔隙的填料块。

可选地，所述填料内部的致密度大于外部的致密度。

还提供一种AO脱总氮工艺，它包括：

接收污水，使污水依次经过缺氧环境和好氧环境；

在所述好氧环境中设置填料；

将所述缺氧环境生成的混合型VFA供给至所述好氧环境的填料内部。

可选地，它还包括：

控制所述混合型VFA流进所述填料内部的流速为0.2~0.4m/s。

可选地，它还包括：

以渗透方式向所述填料内部供给所述混合型VFA。

进一步地，它还包括：

将供给所述填料后的剩余所述混合型VFA回收至所述缺氧环境。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明的AO脱总氮装置和脱总氮工艺，由于在缺氧池和填料内部之间设置有供给流路，因此可以将缺氧池中所产生的混合VFA（低级脂肪酸）输送至填料的内部，利用填料内部的厌（缺）氧层进行反硝化反应，而常规AO脱总氮装置是在缺氧池中进行反硝化反应，所以本装置能够产生多种有益效果：一、实现在好氧状态下（填料处于好氧池中）进行反硝化反应，提高总的脱氮效率；二、进而减少缺氧池所需的脱氮池容；三、有利于填料上微生态***生物链的扩充，有利于维持***菌群的稳定性；四、在控制条件合适的情况下，填料上硝化细菌产生的亚硝酸盐可与混合VFA中的氨氮接触，有利于厌氧氨氧化反应的发生。适用于高氮废水、总氮提标改造的工矿企业的新建或者改造的废水处理工程。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本发明的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本发明优选实施例的AO脱总氮装置的结构示意图；

图2是图1中填料覆盖在布水件表面结构示意图；

图3是其它实施方式中另一种填料的结构示意图；

其中，附图标记说明如下：

1、缺氧池；

2、好氧池；

3、填料；

4、供给流路；

5、布水件；

6、布水孔；

7、回收流路；

8、支撑架；

9、输送泵；

10、混合液回流流路；

11、曝气组件；

12、孔隙。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示，AO脱总氮装置包括缺氧池1和好氧池2。污水从A进口进入缺氧池1，缺氧池1中为厌氧/缺氧环境。缺氧池1中的污水从B出口流出进入好氧池2，好氧池2的池底设置有曝气组件11，通过曝气组件11向好氧池2中供给氧气，因此，好氧池2中为好氧环境。好氧池2向缺氧池1方向上设置有混合液回流流路10，用于将好氧池2中的混合液回液至缺氧池1。最终清洁液体从好氧池2上的出液口C流出（比如通过溢流方式）。好氧池2中设置有填料3。以上为AO脱总氮装置常规结构。

填料3为生物绳填料。填料3缠绕在多根布水件5上，布水件5为管状物，具有内腔。布水件5（布水管）可采用DN10、DN15、DN20、DN25多种规格管材，根据实际水量进行调整。

多个布水件5固定在支撑架8上而提高整体性。因此包含填料3、布水件5以及支撑架8的整个结构可以做成模块化、集约化，这可以实现原来无填料的池体进行不停水改造。

如图2，布水件5为管状物，外周开设有通向内腔的多个布水孔6，填料3覆盖在布水孔6的开口处从而接收布水孔6的内腔出水。布水孔6的孔径为Φ6，并且保证孔口出口流速为0.2~0.4m/s。

如图1，布水件5为供给流路4的末端部分，供给流路4的起始部分设置在缺氧池1中，通过供给流路4将缺氧池1中的液体引导至填料3内部。供给流路4中还设置有输送泵9，用于提供动力。输送泵9采用小流量高量程的离心泵，从而可控制布水件5小流量出水。当然，还可以不设置输送泵9，比如利用高度差将缺氧池1中的液体引至填料3内部。

布水件5和缺氧池1之间还设置有回收流路7，用于将供给填料3后的剩余液体回收至缺氧池1。

布水件5的具体形态不受限制，只要布水件5能够向填料3内部供给流体即可，比如其它实施方式中，布水件5还可以是箱体，箱体表面开设若干布水孔，填料覆盖在布水孔的开口处。

为了更好地使填料3内部具有稳定的厌氧（或缺氧）环境，填料3内部的致密度大于外部的致密度，使得富含氧气的水不易进入填料3内部。

本例的填料3为生物绳填料，缠绕在单根布水件5（布水管）的整个长度上。实际上，用于本发明的填料3的具体形态也无特别限制，比如图3所示的另一实施方式中，填料3为具有孔隙12的块状体（如陶瓷体），包绕在布水件5（布水管）外周。同样为了使填料3内部具有良好的厌氧/缺氧环境，填料3内部（靠近布水件5）的孔隙12分布密度小于外部（远离布水件5）的孔隙12分布密度（也即填料3内部的致密度大于外部的致密度），使得富含氧气的水不易进入填料3内部。

填料3覆盖在布水件5表面的范围也不受限制，本例中，布水件5为管状，填料3将单根布水件5整体包绕。其它实施方式中，填料3还可以只覆盖在布水件5部分表面，并相应地于布水件5的覆盖处开设布水孔6。

本发明的AO脱总氮装置，首先由缺氧池1厌氧混合发酵产生混合VFA（低级脂肪酸），通过输送泵9将混合VFA输入布水件5，再由布水件5分配给填料3内部，并在好氧池2中控制整个好氧池2的DO（溶解氧）为2~4mg/L，需要避免过高的溶解氧对填料3内部的缺氧层（厌氧层）的脱氮造成影响，进而在混合VFA为碳源的作用下，于填料3内部的缺氧层（厌氧层）发生反硝化反应。

在缺氧池1中厌氧混合发酵所产生的混合型VFA是反硝化细菌发生反硝化反应的最理想的碳源之一，利用此为其碳源时，其反硝化速率能达到0.754mgNO3-N/mgVSS·d，并且对填料3中心直接供应VFA可以有效地避免传统AO工艺混合液回流时脱氮工艺造成的回流混合液DO对反硝化反应的影响（即通过本例的混合液回流流路10回流的混合液具有高DO，影响缺氧池1中反硝化反应），填料3内层的脱氮环境比缺氧池1内环境更好，因而可以更加高效地脱氮。通过此设计，可在传统的AO脱氮工艺的基础上进行改造，这种工艺具有脱氮效率高、脱氮效果稳定、节约整体池容积的特点。

水流在布水件5（布水管）内循环，并且通过渗出的方式供给填料3中心层，其渗出流量较低，维持在0.2~0.4m/s左右，以避免高速水流冲击填料3影响填料3的挂膜进程。并且需要维持布水件5中的液体流量在0.6m/s左右（比如0.5m/s~0.7m/s）进行循环，以防止堵塞。

工作时，将所产生的混合VFA用于好氧池2的脱氮反应所需要的碳源。生物绳填料3的菌群在不同的环境作用下，形成不同的优势菌种，在好氧池2中，生物绳填料3外层主要集中的菌种是异养菌和硝化菌，主要作用是COD的降解和硝化反应的进行；在缺氧池1中反硝化过程中厌氧发酵所产生的混合型VFA是反硝化细菌的最理想的碳源，通过布水***直接向填料3内层供应混合VFA，增加好氧填料3的反硝化反应，增加整个***的脱氮效率。同时布水***（包括供给流路4、布水件5和回收流路7）中维持循环流量，并且维持布水件5中的流速，以避免出现管路堵塞的情况。

从生物菌群角度来看，在控制好氧池2的DO在适合的范围下，生物绳填料3上填料的菌群可以形成一个良好的微生态结构，填料3外层接触的是好氧异养菌，中层为兼氧菌，填料3最里层为厌氧菌，在废水需要脱氮时，好氧池2中的硝化细菌主要聚集在填料3表层，在表层发生硝化反应生成硝酸盐和亚硝酸盐，生成产物经过传质，进入填料3中层和内层，在利用布水***中的混合VFA为高效碳源，反硝化细菌可以在填料3内层和中层进行高效的反硝化反应。

布水***的混合VFA中还具有氨氮，由此可以在填料3内层诱发厌氧氨氧化反应，更加进一步地提高脱氮效率。

同时，由于填料3是缠绕在布水件5（布水管）外周，布水件5由支撑架8支撑，因此包含填料3、布水件5以及支撑架8的整个结构可以做成模块化、集约化，这可以实现原来无填料的池体进行不停水改造。

还提供一种AO脱总氮工艺，它包括：

接收污水，使污水依次经过缺氧环境和好氧环境，也即图1中从A接收污水，缺氧池1中为缺氧环境，污水经过B流入好氧池2，好氧池2中为好氧环境；

在好氧环境中设置填料，也即在好氧池2中设置填料3；

将缺氧环境生成的混合型VFA供给至好氧环境的填料内部，也即通过供给流路4、输送泵9以及布水件5，将缺氧池1中厌氧发酵产生的混合型VFA直接供给至好氧池2中填料3的里层。

可选地，控制混合型VFA流进填料3内部的流速为0.2~0.4m/s。

可选地，以渗透方式向填料3内部供给混合型VFA。

可选地，将供给填料3后的剩余混合型VFA回收至缺氧环境，也即通过回收流路7回收混合型VFA至缺氧池1。

综上所述，本例产生多种有益效果：

一、基于原有的AO***，实现了在好氧池2中的反硝化脱氮，具体是在填料3内层进行反硝化脱氮，增强了整个***的脱氮效率，总氮的去除率可以提高30~40%，尤其在对于原水中具有较高的TN（总氮）浓度时能够实现高效脱氮；

二、在同等的脱氮效率下，可以降低脱氮缺氧池1的容积；

三、在填料3外层至内层的好氧至厌氧环境过渡过程下能够培养不同的细菌，有利于填料3上微生态***生物链的扩充，有利于维持***菌群的稳定性；

四、在控制条件合适的情况下，填料3上硝化细菌产生的亚硝酸盐可与混合VFA中的氨氮接触，有利于厌氧氨氧化反应的发生，更加进一步地提高脱氮效率；

五、将包含填料3、布水件5以及支撑架8的整个结构做成模块化、集约化，这可以实现原来无填料的池体进行不停水改造。

因此，本例的AO脱总氮装置适用于高氮废水、总氮提标改造的工矿企业的新建或者改造的废水处理工程。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种AO脱总氮工艺，它采用AO脱总氮装置，所述AO脱总氮装置包括：

缺氧池（1）；

好氧池（2），所述好氧池（2）中设置有填料（3），所述填料（3）为生物填料绳，所述填料（3）内部的致密度大于外部的致密度；

所述缺氧池（1）和所述填料（3）内部之间设置有供给流路（4），利用所述缺氧池（1）中的混合型VFA作为所述填料（3）内部反硝化的碳源；

所述供给流路（4）包括至少一个布水件（5），所述布水件（5）为管状物且具有内腔，所述布水件（5）上开设有布水孔（6），所述填料（3）缠绕在所述布水件（5）上，所述填料（3）覆盖在所述布水孔（6）的开口处；

所述布水件（5）和所述缺氧池（1）之间还设置有回收流路（7）；

其特征在于，它包括：

接收污水，使污水依次经过缺氧环境和好氧环境，好氧环境中溶解氧为2~4mg/L；

在所述好氧环境中设置填料；

将所述缺氧环境生成的混合型VFA供给至所述好氧环境的填料内部；

以渗透方式向所述填料内部供给所述混合型VFA；

将供给所述填料后的剩余所述混合型VFA回收至所述缺氧环境，使布水流量为0 .5m/s~0 .7m/s进行循环。

2.根据权利要求1所述的AO脱总氮工艺，其特征在于：所述AO脱总氮装置还包括支撑架（8），至少一个所述布水件（5）固定在所述支撑架（8）上。

3.根据权利要求1所述的AO脱总氮工艺，其特征在于，它还包括：

控制所述混合型VFA流进所述填料（3）内部的流速为0.2~0.4m/s。

Images