CN115536155A - 一种脱氮处理*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种脱氮处理***，包括：供气部件；脱碳反应池，所述脱碳反应池设置有进水管和膜曝气生物膜反应器，所述膜曝气生物膜反应器具有进气口，所述进气口连接所述供气部件，所述脱碳反应池内还配置有好氧异养菌；沉淀池，位于所述脱碳反应池的下游，并通过连通管和所述脱碳反应池相连，所述沉淀池配置有第一出水管路；厌氧氨氧化池，位于所述沉淀池的下游，并和所述第一出水管路相连，所述厌氧氨氧化池内配置有短程硝化菌和厌氧氨氧化菌。上述脱氮处理***可以实现高效脱氮，并且能耗较低。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种脱氮处理***。
背景技术
随着经济的快速发展，环境污染日益严重，高氨氮、高BOD(Biochemical oxygendemand，即生化需氧量)的废水日益增多，如垃圾渗滤液就是典型的高氨氮、高BOD废水，该废水组分复杂，处理难度较高，已经成为行业研究的重点和难点。
发明内容
本发明的目的是提供一种脱氮处理***，可以实现高效脱氮，并且能耗较低。
为解决上述技术问题，本发明提供一种脱氮处理***，包括：供气部件；脱碳反应池，所述脱碳反应池设置有进水管和膜曝气生物膜反应器，所述膜曝气生物膜反应器具有进气口，所述进气口连接所述供气部件，所述脱碳反应池内还配置有好氧异养菌；沉淀池，位于所述脱碳反应池的下游，并通过连通管和所述脱碳反应池相连，所述沉淀池配置有第一出水管路；厌氧氨氧化池，位于所述沉淀池的下游，并和所述第一出水管路相连，所述厌氧氨氧化池内配置有短程硝化菌和厌氧氨氧化菌。
膜曝气生物膜反应器可利用中空透气膜管内的空气或氧气为膜表面生长的生物膜供氧，传氧效率可达90％，为普通曝气装置的3-4倍，可以大幅降低曝气需求量，以实现***节能。并且，膜曝气生物膜反应器外壁面所形成生物膜的内侧贴近膜丝，可有效吸收膜丝供氧，形成好氧硝化菌，生物膜外侧贴近污水部分可有效利用水体的BOD，形成缺氧反硝化菌，能够实现同步硝化和反硝化，高效节能脱氮，反硝化菌可直接利用污水中的有机物，能够降低对于碳源的需求以及***能耗等，既可以提高***处理能力，又可以实现***的节能降碳。同时，脱碳反应池内还填充有好氧异养菌，好氧异养菌可以在好氧层对污水中的BOD进行吸收和分解，以更大程度地降低污水中BOD的含量。
沉淀池可以实现脱碳反应池出水的固液分离，能够减少脱碳反应池出水中污泥进入厌氧氨氧化池的可能性，可较大程度地避免厌氧氨氧化池内生物菌的菌种混杂，进而可以较大程度地避免对于厌氧氨氧化池脱氮效果的影响。
厌氧氨氧化工艺对于氧气需求量低，仅需要通过短程硝化菌将57％左右的氨氮转换为亚硝态氮，即能够将污水中的氨氮转化为氮气，相比于现有技术可以节省约60％的曝气量。并且，由于脱碳反应池已经对污水中的BOD进行了处理，也可以较大程度地避免BOD对于厌氧氨氧化工艺的毒性抑制，可提高厌氧氨氧化工艺的处理效率，进而可以提高污水的脱氮效果。
可选地，所述膜曝气生物膜反应器还具有出气口，所述厌氧氨氧化池内设置有曝气部件，所述出气口通过供气管路和所述曝气部件相连，所述供气部件所提供的气体的空气。
可选地，所述供气管路配置有加压部件。
可选地，所述供气部件为风机。
可选地，所述连通管连通所述沉淀池的上端，所述连通管配置有第一泵体。
可选地，所述厌氧氨氧化池配置有第二出水管路，所述第二出水管路配置有排水管和回水管，所述回水管和所述脱碳反应池相连。
可选地，所述第二出水管路配置有第二泵体。
可选地，所述沉淀池还配置有出泥管路，所述出泥管路包括排泥管和回泥管，所述回泥管和所述脱碳反应池相连。
可选地，所述出泥管路配置有第三泵体。
附图说明
图1为本发明所提供脱氮处理***的一种具体实施方式的结构示意图；
图2为膜曝气生物膜反应器的原理图。
图1中的附图标记说明如下：
1供气部件；
2脱碳反应池、21进水管、22膜曝气生物膜反应器；
3沉淀池、31第一出水管路、32出泥管路、321排泥管、322回泥管、323第三泵体；
4厌氧氨氧化池、41曝气部件、42第二出水管路、421排水管、422回水管、423第二泵体；
5连通管、51第一泵体；
6供气管路、61加压部件。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
在本发明实施例中，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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，示例性的，“连接”可以是可拆卸地连接，也可以是不可拆卸地连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接。其中，“固定连接”是指彼此连接且连接后的相对位置关系不变。“转动连接”是指彼此连接且连接后能够相对转动。“滑动连接”是指彼此连接且连接后能够相对滑动。
本发明实施例中所提到的方位用语，示例性的，“内”、“外”等，仅是参考附图的方向，因此，使用的方位用语是为了更好、更清楚地说明及理解本发明实施例，而不是指示或暗指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实施例的限制。此外，除非本申请中另有说明，否则本申请中所述的“多个”是指两个或两个以上。
在本发明实施例的描述中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
请参考图1和图2，图1为本发明所提供脱氮处理***的一种具体实施方式的结构示意图，图2为膜曝气生物膜反应器的原理图。
如图1所示，本发明提供一种脱氮处理***，包括供气部件1、脱碳反应池2、沉淀池3和厌氧氨氧化池4。
供气部件1用于提供脱碳反应池2所需要的气体。该气体可以为纯氧，也可以为空气，或者，还可以为含有特定氧含量的气体等。具体到本发明实施例中，该气体可以为空气，以降低成本，供气部件1具体可以为风机，风机可以直接抽取空气，并供应给脱碳反应池2。
脱碳反应池2设置有进水管21和膜曝气生物膜反应器22。
进水管21可用于引入污水，污水的具体种类在此不作限定，实际应用中，本领域技术人员可以根据具体情况进行设置。示例性的，该污水可以为背景技术中所提及的高氨氮、高BOD废水，如垃圾渗滤液等，当然，该污水也可以为高氨氮、低BOD废水。
这里，本发明实施例并不限定高氨氮污水中的氨氮含量指标、以及高BOD污水中的BOD含量指标，实际应用中，本领域技术人员可以结合具体的行业规定等进行确定。
膜曝气生物膜反应器22具有进气口，进气口连接供气部件1，用于接收供气部件1的进气。膜曝气生物膜反应器也称MABR(Membrane Aeration Bioreactor)，其是一种高效节能的先进好氧生物处理装置。如图2所示，膜曝气生物膜反应器22是利用中空透气膜管内的空气或氧气为膜表面生长的生物膜供氧，传氧效率可达90％，为普通曝气装置的3-4倍，可以大幅降低曝气需求量，以实现***节能；MABR外壁面所形成生物膜的内侧贴近膜丝，可有效吸收膜丝供氧，形成好氧硝化菌，生物膜外侧贴近污水部分可有效利用水体的BOD，形成缺氧反硝化菌，能够实现同步硝化和反硝化，高效节能脱氮，反硝化菌可直接利用污水中的有机物，能够降低对于碳源的需求以及***能耗等，既可以提高***处理能力，又可以实现***的节能降碳。
硝化反应可以生成硝基，反硝化反应可以生成氮气，二者的相关机理以及反应过程可以参照相关技术，在此不作细化说明。
在一些可选的实施方式中，脱碳反应池2内还可以配置有好氧异养菌，好氧异养菌可以在好氧层对污水中的BOD进行吸收和分解，以更大程度地降低污水中BOD的含量。这样，污水中的有机物在脱碳反应池2内可以得到相对充分的消耗，能够更大程度地避免其进入厌氧氨氧化池4内，而对厌氧氨氧化工艺产生毒性抑制。
在一些实施例中，好氧异养菌也被称之为活性污泥。
沉淀池3位于脱碳反应池2的下游，并可以通过连通管5和脱碳反应池2相连，经过脱碳反应后的污水可以通过连通管5进入沉淀池3内，并在沉淀池3内进行固液分离。沉淀池3内的固体部分主要为污泥，污泥内含有生物菌，沉积在沉淀池3的底部。沉淀池3内的液体部分则集中在沉淀池3的上部。沉淀池3可以配置有第一出水管路31，第一出水管路31可以和厌氧氨氧化池4相连，用于将沉淀池3上部的液体部分引入厌氧氨氧化池4。
通过沉淀池3的固液分离，可以减少脱碳反应池2出水中污泥进入厌氧氨氧化池4的可能性，能够较大程度地避免厌氧氨氧化池4内生物菌的菌种混杂。
脱碳反应池2和沉淀池3通常是在同一安装平台进行配置，示例性的，可以是在同一地面进行安装，如图1所示。这种实施方式下，在将连通管5和沉淀池3的上部相连通时，还可以为连通管5配置第一泵体51，以为连通管5内污水的流动提供动力。
当然，在其他的一些实施方式中，也可以将脱碳反应池2和沉淀池3设置在不同的安装平台。示例性的，可以在地面挖坑，沉淀池3可以设置在坑内，此时，沉淀池3的安装位置较低，连通管5也可以不配置第一泵体51，以降低能耗。
沉淀池3还可以配置有出泥管路32，出泥管路32可以包括排泥管321和回泥管322，回泥管322可以和脱碳反应池2相连。沉淀池3内沉淀的污泥可以分为两部分：一部分可以通过回泥管322进入脱碳反应池2，以进行重复利用，可较大程度地避免生物菌的浪费；另一部分则可以通过排泥管321排出，以维持脱碳反应池2内生物菌的浓度，并可将部分泥龄较长、活性较低的生物菌排出，以保证脱碳反应池2内泥龄较短、活性较高的生物菌的含量。
出泥管路32可以配置有第三泵体323，以为出泥管路32内污泥的输送提供动力。并且，出泥管路32还可以配置有阀部件，用于调控排泥管321和回泥管322的输送量。
厌氧氨氧化池4内可以配置有短程硝化菌和厌氧氨氧化菌，两种菌种均可以是以污泥形式存在，短程硝化菌可以进行短程硝化反应，能够生成亚硝态氮，厌氧氨氧化菌则可以利用亚硝态氮和氨氮生成氮气，以对污水进行高效地脱氮处理。
厌氧氨氧化工艺对于氧气需求量低，仅需要通过短程硝化菌将57％左右的氨氮转换为亚硝态氮，即能够将污水中的氨氮转化为氮气，相比于现有技术可以节省约60％的曝气量。并且，由于脱碳反应池2已经对污水中的BOD进行了处理，也可以较大程度地避免BOD对于厌氧氨氧化工艺的毒性抑制，可提高厌氧氨氧化工艺的处理效率，进而可以提高污水的脱氮效果。
另外，将短程硝化菌和厌氧氨氧化菌都设置在同一个池子，也可以较大程度地克服亚硝态氮不稳定的问题，使得亚硝态氮在形成之后即可以快速地和氨氮进行反应，对于亚硝态氮的利用率可以较高，这也同时保证了厌氧氨氧化工艺的处理效率。
请继续参考图1，膜曝气生物膜反应器22还具有出气口，用于排出膜曝气生物膜反应器22的尾气，由于经过了脱碳反应池2，这部分尾气中的氧含量相对较低。这部分尾气可以被直接排放掉，或者，也可以进行利用，以避免能源的浪费。
具体到本发明实施例中，厌氧氨氧化池4内可以设置有曝气部件41，该曝气部件41的种类在此不作限定，具体实施时，本领域技术人员可以根据实际需要进行调整，只要能够满足使用的要求即可，示例性的，该曝气部件41可以为曝气喷头等。膜曝气生物膜反应器22的出气口可以连接有供气管路6，供气管路6可以和曝气部件41相连，以将膜曝气生物膜反应器22的尾气引入厌氧氨氧化池4内进行曝气。
如前所述，膜曝气生物膜反应器22的尾气中氧含量较低，将其引入厌氧氨氧化池4内进行曝气，刚好符合厌氧氨氧化工艺对于微溶氧曝气的需求，既可以对膜曝气生物膜反应器22的尾气进行充分利用，以节约能耗，又可以避免过量的氧气对厌氧氨氧化工艺产生抑制，以保证厌氧氨氧化工艺的处理效果，并且，曝气部件41的设置也可以实现搅拌功能，能够进一步地提升厌氧氨氧化工艺的处理效果。
供气管路6还可以配置有加压部件61，加压部件61可以对膜曝气生物膜反应器22尾气的压力进行提升，以更好地满足曝气要求。
在一些可选的实施方式中，厌氧氨氧化池4可以配置有第二出水管路42，第二出水管路42配置有排水管421和回水管422。排水管421用于排放净化处理后的水。回水管422则可以和脱碳反应池2相连，以将净化处理后的水再通入脱碳反应池2内。
由于厌氧氨氧化池4出水的氨氮含量非常低，在通入脱碳反应池2后，可以稀释脱碳反应池2内污水的氨氮含量，能够有效地削弱氨氮对于反硝化反应的抑制影响，进而可以提升反硝化反应的效率，以保证反硝化脱碳的效果。
第二出水管路42可以配置有阀部件，用于调控排水管421和回水管422的输送量。可以知晓，回水管422的输送量和脱碳反应池2内污水中所需要的氨氮含量存在关联，脱碳反应池2内污水中所需要的氨氮含量在此不作限定，具体实施时，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。作为一种示例性的说明，除碳反应池2内所需要氨氮的浓度可以保持在800mg/L-1000mg/L以下。
第二出水管路42还可以配置有第二泵体423，用于为第二出水管路42提供动力。
综上，本发明所提供脱氮处理***的工艺流程简单、能耗低、运行成本低、运行稳定性强、对于进水波动的适应性强、脱氮效果好、出水水质好，为一种高效节能的脱氮处理***，该***可以为新建设备，也可以是针对现有设备的改装设备。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种脱氮处理***，其特征在于，包括：
供气部件(1)；
脱碳反应池(2)，所述脱碳反应池(2)设置有进水管(21)和膜曝气生物膜反应器(22)，所述膜曝气生物膜反应器(22)具有进气口，所述进气口连接所述供气部件(1)，所述脱碳反应池(2)内还配置有好氧异养菌；
沉淀池(3)，位于所述脱碳反应池(2)的下游，并通过连通管(5)和所述脱碳反应池(2)相连，所述沉淀池(3)配置有第一出水管路(31)；
厌氧氨氧化池(4)，位于所述沉淀池(3)的下游，并和所述第一出水管路(31)相连，所述厌氧氨氧化池(4)内配置有短程硝化菌和厌氧氨氧化菌。
2.根据权利要求1所述脱氮处理***，其特征在于，所述膜曝气生物膜反应器(22)还具有出气口，所述厌氧氨氧化池(4)内设置有曝气部件(41)，所述出气口通过供气管路(6)和所述曝气部件(41)相连，所述供气部件(1)所提供的气体的空气。
3.根据权利要求2所述脱氮处理***，其特征在于，所述供气管路(6)配置有加压部件(61)。
4.根据权利要求2所述脱氮处理***，其特征在于，所述供气部件(1)为风机。
5.根据权利要求1所述脱氮处理***，其特征在于，所述连通管(5)连通所述沉淀池(3)的上端，所述连通管(5)配置有第一泵体(51)。
6.根据权利要求1所述脱氮处理***，其特征在于，所述厌氧氨氧化池(4)配置有第二出水管路(42)，所述第二出水管路(42)配置有排水管(421)和回水管(422)，所述回水管(422)和所述脱碳反应池(2)相连。
7.根据权利要求6所述脱氮处理***，其特征在于，所述第二出水管路(42)配置有第二泵体(423)。
8.根据权利要求1-7中任一项所述脱氮处理***，其特征在于，所述沉淀池(3)还配置有出泥管路(32)，所述出泥管路(32)包括排泥管(321)和回泥管(322)，所述回泥管(322)和所述脱碳反应池(2)相连。
9.根据权利要求8所述脱氮处理***，其特征在于，所述出泥管路(32)配置有第三泵体(323)。
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