一種強化后置反硝化脫氮系統的制作方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及水處理技術領域的一種強化生物作用效能的系統，更具體的說， 是一種強化后置反硝化脫氮系統（IN-ID系統）。
【背景技術】
[0002] 后置反硝化脫氮工藝又稱為單級生物脫氮工藝（如圖1所示）。有機污染物的去 除和氨化過程、硝化反應在同一反應器（曝氣池）中進行，從該反應器流出的混合液不經沉 淀，直接進入缺氧池，進行反硝化。該工藝流程簡單，處理構筑物和設備較少，克服了多級生 物脫氮系統的常見缺點。但仍存在后置反硝化所固有的缺點，即硝化過程可能堿度不足，反 硝化過程碳源不足，且整體工藝脫氮效率不及前置缺氧-好氧（A/ο)脫氮工藝和缺氧-好 氧分段進水脫氮工藝，除此之外，其也存在生物處理工藝的常見弊端，即受溫度影響較大， 如冬季運行時處理效率大大降低。
[0003] 填埋氣（LFG)主要是填埋垃圾中可生物降解有機物在微生物作用下的產物。主要 成分為甲烷（CH 4)、二氧化碳（CO2)、氮氣（N2)、氧氣（O2)等，所占比例分別為45%~60%、 40%~60%、2%~5%、0· 1%~1. 0%。甲烷（CH4)和二氧化碳（CO2)作為兩種最重要的 溫室氣體，是填埋場溫室氣體減排的主要研宄對象。目前，填埋氣體（LFG)收集系統和覆蓋 土生物氧化是填埋航溫室氣體減排的主要手段，覆蓋土生物氧化通過在垃圾表面覆蓋土壤 層，通過土壤微生物氧化減少溫室氣體釋放，但其減排能力有限，且受氣象條件影響很大； 填埋氣收集系統通過布設在場內的管道對氣體進行收集和匯集，受氣象條件影響較小，但 填埋氣組分較多，限制了其在回收再利用中的使用價值。
[0004] 微生物的硝化和反硝化作用是生物脫氮的核心過程。硝化作用是指氨在微生物作 用下氧化為硝酸的過程。反硝化作用也稱脫氮作用，是指反硝化細菌在缺氧條件下，還原硝 酸鹽，釋放出分子態氮（N 2)或一氧化二氮（N2O)的過程研宄表明：1)NH4+和CH 4的正四面體 分子結構類似，分子量相近，而且甲烷單氧化酶和氨單氧化酶在結構上也極為相似，故氨氧 化菌和甲烷氧化菌都可以氧化NH 4+,且甲烷氧化菌以CH4作為能源和碳源；2)014厭氧氧化 是缺氧環境中重要的生化反應，NCV或NO 同樣可作為CH 4厭氧氧化的電子受體，用化學方 程式可以表述為：
[0005] 5CH4+8N(V+8H+-5C0 2+4N2+14H20 (I)
[0006] (G。，= -765kJ Hior1CH4)
[0007] 3CH4+8N(V+8H+- 3C0 2+4N2+10H20 (2)
[0008] (G。' = -928kJ Hior1CH4)
[0009] 但是，現有的有后置反硝化脫氮工藝存在反硝化過程碳源不足，整體工藝脫氮效 率相對較低，且難以進一步提高，冬季低溫條件下運行處理效率低等問題。 【實用新型內容】
[0010] 本實用新型針對現有技術中存在的上述不足，提供了一種強化后置反硝化脫氮 系統（IN-ID系統），對于城市生活污水，其TN去除率較常規后置反硝化脫氮工藝提高了 25 %~37% ;對于畜禽廢水，其TN去除率較常規后置反硝化脫氮工藝提高了 34%~41% ; 脫氮效果接近缺氧-好氧（A/Ο)脫氮工藝和缺氧-好氧分段進水脫氮工藝。采用本系統強 化后的后置反硝化脫氮工藝具有脫氮效率高，處理效果穩定，工藝流程簡單，處理構筑物和 設備較少，基建和運行成本低等特點。
[0011] 為了實現上述技術目的，本實用新型是通過以下技術方案實現的。
[0012] 一種強化后置反硝化脫氮系統，包括：填埋氣進氣管1、強化硝化池（IN池）2、脫氧 器3、強化反硝化池（ID池）4以及沉淀池5 ;強化硝化池2和強化反硝化池4形成反應區， 且強化硝化池2和強化反硝化池4底部連通，并分別布設曝氣管18,曝氣管18的管道上均 布有曝氣頭9 ;強化硝化池2的頂部設置IN池氣體內循環管6和IN池排氣管14,強化反硝 化池4的頂部設置ID池氣體內外循環管11，其中IN池氣體內循環管6上配置有IN池氣體 內循環泵19, ID池氣體內外循環管11上配置有ID池氣體內循環泵20和ID池氣體外循環 泵13 ;脫氧器3通過脫氧進氣管12分別與填埋氣進氣管1及ID池氣體內外循環管11連 接；填埋氣進氣管上連接有IN池氣體內循環管6、空氣進氣管10及脫氧進氣管12 ;沉淀池 6通過連接管17與強化反硝化池4連接，沉淀池6的污泥通過污泥回流管8回流到強化硝 化池2。
[0013] 優選地，所述強化硝化池2和強化反硝化池4中曝氣所采用的氣體均為填埋氣，其 中，進入強化反硝化池4的填埋氣經過脫氧器3進行脫氧處理。
[0014] 優選地，所述脫氧器3包括電爐絲21和銅絲網22,通過電爐絲21產熱形成高溫并 加熱銅絲網22,填埋氣經過灼熱的銅絲網22后脫氧。
[0015] 優選地，所述強化硝化池 2和強化反硝化池 4之間通過分隔墻38分隔開
[0016] 優選地，強化硝化池2的IN池曝氣管37伸入池內長度為強化硝化池2池長的2/3 ; 分隔墻38距池底距離為池高的1/5。
[0017] 優選地，所述強化硝化池 2中填埋氣和空氣的混合比介于2 : 1~4 : 1之間；IN 池氣體內循環管6中內循環的氣體比例為50%~80% ;ID池內外循環管11中氣體內循環 的氣體比例為70% -90%。
[0018] 優選地，所述強化硝化池2和強化反硝化池4均采用間歇式曝氣方式，曝氣周期為 12h〇
[0019] 優選地，所述強化硝化池 2 -個周期內的曝氣過程為：
[0020] (一）填埋氣和空氣的混合氣曝氣50min，靜置lOmin，該過程持續時間為Ih ;
[0021] (二）回流氣循環曝氣與空氣曝氣共進行50min，靜置lOmin，曝氣和靜置交替進 行，該過程持續時間為llh。
[0022] 優選地，所述強化反硝化池4 一個周期內的曝氣過程為：
[0023] 脫氧后的填埋氣曝氣50min，靜置lOmin，曝氣和靜置交替進行，該過程持續時間 為 12h〇
[0024] 優選地，強化硝化池 2和強化反硝化池 4中污泥的預馴化時間介于3-5d之間。
[0025] 本實用新型提供的強化后置反硝化脫氮系統，其工作過程包括如下步驟：
[0026] (一）預馴化階段：
[0027] 在原有污泥的基礎上，原水經進水管7進入強化硝化池 IN池，達到一定體積V1后， 停止進水，同時開啟閥門136、閥門g31、閥門h32和閥門i33, IN池2和ID池4經3-5d馴 化后即可進入處理階段，馴化階段曝氣采用間歇式。IN池2 -個周期內的曝氣流程為：① 填埋氣、空氣混合氣曝氣50min，靜置lOmin，該過程持續時間為Ih ;②回流氣循環曝氣、空 氣同時曝氣50min，靜置lOmin，曝氣和靜置交換進行，該過程持續時間為Ilh ;ID池4 一個 周期內的曝氣流程為：填埋氣脫氧曝氣50min，靜置lOmin，曝氣和靜置交換進行，該過程持 續時間為12h。馴化結束后，
[0028] (二）處理階段：
[0029] 1.經過預馴化階段后，原水以一定流量&經進水管7進入強化硝化池 IN池，同時 開啟閥門136、閥門g31、閥門h32、閥門i33和閥門j34進行曝氣，一部分填埋氣經填埋氣進 氣管1按一定流量Q 1進入IN池2,并由曝氣頭9均布進氣；另一部分填埋氣經脫氧進氣管 12進入脫氧器3,填埋氣中的氧氣與灼熱的銅網22反應從而脫掉其中的氧氣，這一過程依 靠電爐絲21進行加熱，加熱后的溫度保持在400~500°