[實用新型]一種處理高氨氮廢水的自養脫氮一體化裝置

有效

• 申請號: 201520954701.9
• 申請日: 2015-11-26
• 公開（公告）號: CN205294944U
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 韓曉宇;張樹軍;常江;甘一萍;阜崴
• 申請（專利權）人: 北京城市排水集團有限責任公司
• 主分類號: C02F3/02
• 分類號: C02F3/02;C02F101/16
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 楊文錄

技術領域

本實用新型涉及給水排水工程和環境工程領域，尤其是涉及一種處理高氨氮廢水的自養脫氮一體 化裝置。

背景技術

氮素污染是當前水體富營養化現象頻發的重要原因之一，同時也是污水處理與再生回用的關鍵癥 結，如何經濟高效的去除污水中的氮素污染物已成為國內外專家學者與相關政府部門的研究熱點，我 國2002年頒布的《城鎮污水處理廠污染物排放標準》(GB18918-2002)中要求所有排污單位出水水質 為氨氮小于5mg/L，總氮小于15mg/L。“十二五”國民經濟和社會發展規劃綱要中，明確提出氨氮 總量減排10％的目標。根據新增的約束性指標，如何實現氨氮減排的目標還需在實踐中探索。

目前應用最多的污水脫氮工藝為硝化反硝化工藝，該工藝先通過硝化菌將污水中的氨氮氧化成硝 態氮，再通過反硝化菌利用有機物將硝態氮還原為氮氣。傳統的污水脫氮工藝操作復雜、運行費用高、 并產生大量反硝化污泥，針對以上問題，研究人員開發出了多種新型脫氮工藝，如短程硝化反硝化工 藝、同步硝化反硝化工藝、反硝化除磷工藝、厭氧氨氧化工藝等，其中厭氧氨氧化工藝是目前公認的 最經濟高效的污水脫氮工藝，其核心是通過厭氧氨氧化菌以亞硝酸鹽為電子受體將氨氮直接氧化為氮 氣，大大縮短了傳統硝化反硝化工藝的反應流程，厭氧氨氧化工藝與傳統脫氮工藝相比具有明顯的優 勢：厭氧氨氧化菌以亞硝酸鹽為電子受體，脫氮過程中不需要有機碳源；硝化過程只需將1/2的氨氮 氧化至亞硝酸鹽，約節省曝氣能耗50％；厭氧氨氧化菌為化能自養菌，在脫氮過程中污泥產量僅為傳 統硝化反硝化污泥產量的10％左右，大大節省后續污泥處置費用；另外，厭氧氨氧化技術還有脫氮負 荷高，減少溫室氣體排放等有點。厭氧氨氧化技術應用于高氨氮廢水處理中，可較大幅度節省運行費 用，產生顯著的經濟效益。同時厭氧氨氧化工藝與傳統工藝相比可減少溫室氣體氧化亞氮的排放，環 境效益明顯。

厭氧氨氧化工藝擁有著諸多的技術優勢，自上世紀80年代以來一直是國內外專家的研究熱點， 但如何將厭氧氨氧化技術推廣應用一直是世界難題，厭氧氨氧化菌世代生長時間非常長，為11天左 右，而且厭氧氨氧化工藝啟動初期污泥流失嚴重，厭氧氨氧化菌富集培養異常困難，世界上第一座厭 氧氨氧化工程啟動時間為3年，超長的啟動周期限制了該技術的快速推廣應用，為了縮短厭氧氨氧化 工藝的啟動時間，需提高反應器對厭氧氨氧化菌的持留能力，使厭氧氨氧化菌得到快速富集，最新的 研究結果表明在反應器內形成顆粒污泥或投加新型生物填料可強化厭氧氨氧化菌的持留能力，但目前 此技術仍存在一定的技術問題，包括：①厭氧氨氧化菌產氣能力較強，因此導致顆粒污泥不易沉降， 易隨出水流失；②單純的生物膜工藝厭氧氨氧化菌掛膜時間較長，微生物量較低，反應器處理能力 難以提高，且生物膜易脫落，不易儲存及新建工程接種。

綜上，目前厭氧氨氧化技術推廣應用需要解決的問題包括：如何在反應器內富集高濃度的厭氧氨 氧化菌；如何降低反應器內厭氧氨氧化菌的流失風險，提高處理系統的穩定性；如何降低厭氧氨氧化 工程接種難度，增強工程的可復制性。因此，需要開發一種新型的利用厭氧氨氧化技術處理高氨氮廢 水的裝置。

實用新型內容

本實用新型的一個目的在于提供一種高效、結構緊湊、構造簡單、自動化程度較高、便于操作的 處理高氨氮廢水的自養脫氮一體化裝置以及其啟動方法。尤其是，整個脫氮反應在一個反應裝置內完 成，通過采用曝氣沙頭進行曝氣，并在上方安有集氣罩，通過在曝氣時推動集氣罩內污泥向上流動使 得罩外污泥會自動進入罩內，形成循環流動，獲得更好的傳質效果，進一步提高氧的利用效率。