[發(fā)明專利]一種污水生物脫氮處理設備及工藝

在審

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• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104556379A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設計）人: 趙宏喜;羅耀軍;蔡奎芳;徐子涵;陸君進;李斌
• 申請（專利權）人: 北京斯凱特達科技開發(fā)有限公司
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30
• 代理公司: 北京東正專利代理事務所(普通合伙) 11312
• 代理人: 劉瑜冬

技術領域

本發(fā)明涉及生物脫氮技術領域，具體而言，涉及一種污水生物脫氮處理設備及工藝。

背景技術

城市污水中氮存在有四種形式，即有機氮、氨氮、亞硝酸鹽氮以及硝酸鹽氮。污水中有機氮主要來自氨基酸、多肽和蛋白質，都是生物過程中的產物，有機氮的增加說明水污染嚴重。污水中氨氮是微生物活動的產物，在收集、輸送污水過程中，由于微生物的作用，使有機氮分解變成氨氮。氨氮是指銨離子和氮的總稱，它以銨根或氮溶解氣體形式存在，如下式所示：

水中氨氮量的大小，是衡量水污染程度的指標之一。亞硝酸鹽氮是自然界氮循環(huán)的中間產物，它是蛋白性物質經分解后產生亞硝酸鹽氮。一般亞硝酸鹽氮是不穩(wěn)定的，它很快會轉化成硝酸鹽氮。硝酸鹽氮的存在，說明水體已受到有機性污染。

目前污水處理一般采用生物脫氮技術，該技術主要是基于微生物的硝化和反硝化作用。硝化作用是在好氧條件下，硝化細菌將氨氮氧化為亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮的生物反應；反硝化作用是在缺氧條件下，反硝化細菌將硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮及其他氮氧化物還原為氮氣的生物反應，具體過程如下所示：

好氧條件下硝化作用過程：硝化細菌→NH₄⁺→NO₂^-→NO₃^-；

缺氧條件下反硝化作用過程：NO₃^-→NO₂^-→N₂O^-→N₂。

實現(xiàn)上述反應過程的污水處理設備一般包括硝化池和反硝化池，在硝化作用過程中，一般需要維持硝化池的DO(溶氧量)在2mg/l以上，只有在該條件下，才可以將氨氮徹底氧化為硝態(tài)氮；在反硝化過程，碳源作為反硝化過程的電子供體，是影響反硝化過程的重要影響因素，若污水中碳氮比偏低時，需要考慮使用外加甲醇、葡萄糖等碳源提供反硝化電子供體。

但是，目前在運用上述處理設備進行污水的脫氮處理時，在硝化作用過程中，亞硝態(tài)氮轉化為硝態(tài)氮過程中，消耗了一定量的氧氣，但是在反硝化作用過程中，硝態(tài)氮又轉化為了亞硝態(tài)氮，所以在該轉化過程中，導致氧氣消耗較高，同時在硝化作用過程中，還需要鼓風機或者其他曝氣設施為硝化池提供空氣，造成了機械耗能較高；此外，現(xiàn)有技術在反硝化過程中，并沒有對污水中原始碳源進行利用，而是直接將碳源添加在反硝化池中，所以反硝化過程的電子供體全部依賴于外加的碳源，增加了碳源的使用量，浪費了資源，提高了企業(yè)的經濟成本，不具有實用性。

發(fā)明內容

為解決現(xiàn)有技術中的生物脫氮處理工藝存在的不僅氧氣消耗高，而且機械耗能高，且浪費了過多的碳源等問題，本發(fā)明的目的在于提供一種污水生物脫氮處理設備及工藝。

為達到上述目的，本發(fā)明實施例中提供了一種污水生物脫氮處理設備，包括監(jiān)控裝置及通過管道依次連接的均質調節(jié)池、反硝化系統(tǒng)、硝化池及二沉池，硝化池與反硝化系統(tǒng)通過污水回流管連接，二沉池與反硝化系統(tǒng)通過污泥回流管連接，均質調節(jié)池連接酸堿添加系統(tǒng)，反硝化系統(tǒng)包括通過管道依次連接的一級反硝化池和二級反硝化池，二級反硝化池上連接碳源添加系統(tǒng)；

監(jiān)控裝置包括PLC控制器、與PLC控制器連接的顯示器，PLC控制器分別與酸堿添加系統(tǒng)、碳源添加系統(tǒng)連接。

本技術方案中，該設備結構簡單，通過均質調節(jié)池、反硝化系統(tǒng)、硝化池及二沉池形成前置反硝化生物脫氮處理設備，該設備中，反硝化系統(tǒng)分為一級反硝化池和二級反硝化池，在一級反硝化池內利用污水自身的碳源進行反硝化反應，在二級反硝化池內通過碳源添加系統(tǒng)額外添加碳源完成剩余的反硝化反應，該反硝化系統(tǒng)與現(xiàn)有的反硝化系統(tǒng)而言，降低了碳源的添加量，節(jié)省了經濟成本，此外酸堿添加系統(tǒng)和碳源添加系統(tǒng)均與PLC控制器連接，PLC控制器根據現(xiàn)場儀表的檢測數據，自動打開或關閉酸堿及碳源的添加量，無需人工輔助完成，提高了設備運行的自動化，真正做到了遠程管理，節(jié)省了工人的勞動時間，減小了勞動強度，提高了設備運行效率，另外設備工藝流程簡單、高效、占地面積小，便于廠房的建設，投資成本低，生產效率高，實用性強。