一種一體化脫氮的污水處理裝置及污水處理方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及一種一體化脫氮的污水處理裝置。
[0002]本發明還涉及利用上述裝置進行一體化反硝化-部分亞硝化-厭氧氨氧化污水處理的方法。
【背景技術】
[0003]污水脫氮處理是控制受納水體富營養化的重要手段之一，生物脫氮是污水脫氮處理中應用最為普遍的方法。傳統的硝化-反硝化脫氮工藝、A/0工藝等，通常使用投加碳源的手段來強化反硝化效果，這一手段也存在投加碳源是否過量的風險。因為城市污水碳氮比普遍較低(C0D/N < 4?6)，若碳源投加不足，出水會發生硝酸鹽類積累，造成出水總氮上升；碳源投加過量，出水中的有機碳會上升，出水依舊難以達標。因此，尋找建立一種新型的、節能環保的污水脫氮系統對我國高效處理氨氮廢水具有重大意義。
[0004]厭氧氨氧化(anammox)工藝是一種新型的、節能環保的生物脫氮技術，利用亞硝酸鹽作為電子受體氧化氨氮，無需外加有機碳源，可實現自養生物脫氮。因此與傳統脫氮工藝相比，有效節約了大量能源和運行成本。
【發明內容】
[0005]本發明的目的是提供一種一體化高效脫氮的污水處理裝置。
[0006]本發明還涉及利用上述裝置進行一體化反硝化-部分亞硝化-厭氧氨氧化污水處理的方法。
[0007]為實現上述目的，本發明提供的一體化脫氮的污水處理裝置，主要包括:
[0008]—上流式固定床連續流反應器，外層為保溫層，內層為反應層，該反應層分為上層反應室和下層反應室；
[0009]保溫層的上端和下端分別設有循環水浴的進水口和出水口；
[0010]固定床連續流反應器頂部設有排氣口、出水口和pH探頭伸入口；上流式反應器的側壁設有不同高度的多個采樣口，各采樣口均由閥門控制；
[0011]上層反應室內裝填附有兼氧菌的無紡布填料，無紡布填料的下方設有一向上曝氣的曝氣裝置，曝氣裝置的下方設有三相分離器；
[0012]三相分離器的下方設有一圓形擋板，由三項分離器與圓形擋板之間形成彎曲的水流通道；
[0013I圓形擋板的下方為下層反應室，下層反應室內裝填有b1fringe填料，b1fringe填料上附著反硝化菌;下層反應器的底部為進水口，進水口上方設有一使反應器內布水均勻的布水器。
[0014]所述的污水處理裝置，其中，上流式反應器為圓柱形殼體結構，采用雙層有機玻璃制成。
[0015]所述的污水處理裝置，其中，上流式反應器配有三個蠕動栗，分別用于進水、循環、酸堿調節。
[0016]所述的污水處理裝置，其中，三相分離器為傾斜45°折板分離器。
[0017]所述的污水處理裝置，其中，下層反應器的進水口連接一用于調節進水pH值的調節池。
[0018]所述的污水處理裝置，其中，pH探頭通過上層反應室的pH探頭伸入口伸入至圓形擋板的上方，該pH探頭連接pH聯動儀。
[0019]利用本發明上述污水處理裝置進行污水脫氮處理的方法:
[0020]待處理的污水通過調節池調節pH至7.2-7.5，經過布水器均勻進入上流式固定床連續流反應器的下層反應室，在附有反硝化菌的b1fringe填料的存在下進行反硝化；
[0021]下層反應室的污水通過三相分離器進入上層反應室，完成同時部分亞硝化-厭氧氨氧化工藝過程；由三相分離器可防止上層反應室和下層反應室的污泥隨水流進入相反的反應室中，也可使下層反應室的水流從邊上的通道進入上層反應室，在上方反應室內形成回流，避免由于氣流水流過大而影響上層反應室污泥的附著效果。
[0022]所述的方法，其中，處理后的出水一部分回流至進水，通過調節池再次進入上流式固定床連續流反應器的下層反應室，進行循環處理。
[0023]所述的方法，其中，污水在處理過程中，通過不同高度的采樣口取樣檢測。
[0024]所述的方法，其中，上流式固定床連續流反應器使用前的啟動過程是:
[0025]I)首先向上流式反應器上層反應室的無紡布填料上接種anammox污泥，利用人工配制含氮廢水進行培養馴化；
[0026]2)向人工廢水曝氮氣，使進水中的溶解氧濃度為Omg/L，調節pH為7_8;人工廢水成分如下:
[0027]NH4-N 100mg/L,NO2-N 100mg/L，KH⑶31.5-2.0g/L，NaCl 10g/L，KH2P0454mg/L，FeSO4.7H20 9mg/L，EDTA 5mg/L，微量元素lmL/L;所述微量元素的成分為:CuSO4.5H20
0.25mg/L,ZnSO4.7H20 0.43mg/L，CoCl2.6H2O 0.24mg/L,MnCl2.4H20 0.99mg/L，NaMoO4.2H20 0.22mg/L,NiCl2.6H2O 0.19mg/L, NaSeO40.1 lmg/L, H3BO30.014mg/L ；
[0028]3)待反應穩定后，逐步提高進水中溶解氧濃度，以培養反應器內可以消耗氧氣的細菌；
[0029]4)經過培養馴化，無紡布填料外表面附有兼氧菌，可消耗反應器內的溶解氧，為anammox反應營造厭氧條件；
[°03°] 5)向上層反應室附有anammox菌的無紡布接種亞硝化菌，并降低進水中的亞硝氮濃度，同時進行曝氣；
[0031]6)待上層反應室實現穩定的一體化部分亞硝化-厭氧氨氧化過程后，于下層反應室放入提前接種好的附有反硝化菌的b1fringe填料，實現下層反應室的反硝化處理過程；
[0032]7)上流式反應器成功啟動后，進水可換為實際廢水。
[0033]本發明的優勢是:
[0034]I)與公知裝置相比節省了空間，在同一反應器內實現反硝化-部分亞硝化-厭氧氨氧化組合工藝，且無需添加任何有機碳源，節省了空間，降低了能耗，操作簡便，適用水質廣泛，脫氮效率可達90%以上；
[0035]2)將厭氧氨氧化工藝與傳統的A/0工藝相結合，降低了 A/0工藝中硝化過程所需曝氣量(約50 % );同時，本發明將反硝化過程放于下層反應室，使廢水先通過下層反應室進行反硝化，一方面，反硝化菌可利用原水中的有機物以及上層反應室(一體化部分亞硝化-厭氧氨氧化)出水中有機物，為反硝化菌的生長提供必要的養分，既節省了能源，有防止污染；另一方面，反硝化過程是產堿耗酸的，而硝化過程是產酸耗堿的，反硝化出水進入一體化部分亞硝化-厭氧氨氧化反應器，為部分亞硝化提供必要的堿度，從而節省了能源;此外，出水的部分回流，可達到稀釋原水的目的，減輕了進水高負荷的沖擊。
[0036]綜上所述，本發明結合傳統A/0工藝，實現同一反應器反硝化-部分亞硝化-厭氧氨氧化組合脫氮工藝，無需投加碳源，不僅大幅提高脫氮效率，還可節省能源，減少占地面積。
【附圖說明】
[0037]圖1是本發明的裝置示意圖。
[0038]附圖中主要標記符號說明:
[0039]進水栗I，b1fringe填料2，曝氣頭3，無紡布填料4，布水器5，圓形擋板6，三項分離器7，pH聯動儀8，調節池9，回流栗1，流量計11，保溫層12，上流式固定床連續流反應器下層反應器進水口a，采樣口b、c、d、i，出水口g，pH探頭伸入口h，循環水浴口 1、11。
【具體實施方式】
[0040]以下結合附圖對本發明作進一步描述。
[0041 ]本發明的裝置整體為一上流式固定床連續流反應器，其頂部設有出水口 g和pH探頭伸入口 h。上流式固定床連續流反應器的殼體為圓柱形雙層殼體，外層為保溫層12，保溫層12的上端和下端分別設有循環水浴口 1、11，本實施中以下端循環水浴口 I為進水口，上端循環水浴口 II為出水口。
[0042]上流式固定床連續流反應器的內層為反應層，反應層分為上、下層兩個反應室。[0043 ]上流式固定床連續流反應器的內層設置有無紡布填料4，無紡布填料4表面可以附著污泥以及經培養馴化后附有兼氧菌，有效防止污泥外流，從而提高脫氮效率。無紡布填料4的下方設有只向上曝氣的圓盤式曝氣頭3，曝氣頭3的氣體均勻進入上層反應室的無紡布填料用于完成部分亞硝化過程。曝氣頭3的下方設有三項分離器7，本實施例中的三項分離器是采用傾斜45°折板分離器。在三項分離器7的下方設有圓形擋板6，圓形擋板6固定在上下貫通的上流式反應器的軸套，圓形擋板6和三項分離器7之間形成彎曲的水流通道，對水、氣、顆粒污泥進行分離，且防止上層反應室和下層反應室污泥進入相反的反應區。
[0044]三相分離器出口處設有一 pH探頭，該pH探頭連接外部的pH聯動儀(lmol/L的HCl和lmol/L的NaHCO3),用于調節從下層反應室出來的廢水pH值(7.8-8.0)。
[0045]上層反應室裝填的無紡布填料4，進行部分亞硝化-厭氧氨氧化脫氮。無紡布填料可以附著污泥，有效防止污泥外流，從而提高脫氮效率。
[0046]上流式固定床連續流反應器的側壁設有不同高度的多個采樣口b、c、d、i，各采樣口均采用閥門控制，在污水處理過程中可以通過不同高度的采樣口取樣檢測。
[0047]圓形擋板6的下方為下層反應室，下層反應室裝填有附著反硝化菌RR的b1fringe填料2，對污水進行反硝化脫氮。下層反應室的進水口 a連接調節池9