[發明專利]一種曝氣?厭氧循環式處理高濃度氨氮廢水的裝置及方法

有效

• 申請號: 201610001489.3
• 申請日: 2016-01-05
• 公開（公告）號: CN105502657B
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 戚偉康;楊曉進;于中振;戚偉健;許杰;胡漢君
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所37218
• 代理人: 褚慶森

1.一種曝氣-厭氧循環式處理高濃度氨氮廢水的裝置，其特征在于：包括充氧柱（2）、進水泵（5）、污泥反應器（8）和回流槽（12），充氧柱的內部為空腔且上端開口，充氧柱的上部設置有向其空腔中通入待凈化污水的進水管（1），充氧柱空腔的底部設置有曝氣器（3），曝氣器連接有供氣管（4），通過曝氣器的曝氣使污水溶入氧氣；

所述污泥反應器內部為污水進行有氧反應、厭氧反應的空腔，頂部設置有出水管（11），污泥反應器的底部設置有配水管（6），進水泵將充氧柱底部溶入氧氣后的污水抽至配水管中，配水管將污水均勻分布到污泥反應器中；回流槽的上端開口，底部成傾斜狀態，回流槽傾斜底部的最低處與充氧柱相通，污泥反應器中均勻設置有若干升氣管（10），升氣管的下端設置有對污水凈化產生的氣體進行收集的集氣罩（9），升氣管的上端開口位于回流槽（12）中；污水凈化產生的氣體將升氣管中的污水推入回流槽，進而流入充氧柱中重新充氧，實現污水的循環凈化；

所述污泥反應器（8）的上部設置有用于連通污泥反應器（8）與充氧柱（2）的循環管（13），循環管用于將污泥反應器中的污水引流至充氧柱中進行重新充氧。

2.根據權利要求1所述的曝氣-厭氧循環式處理高濃度氨氮廢水的裝置，其特征在于：所述污泥反應器（8）的底部設置有承托層（7）。

3.一種基于權利要求1所述的曝氣-厭氧循環式處理高濃度氨氮廢水的裝置的廢水處理方法，其特征在于，通過以下步驟來實現：

a).污水的通入和充氧，待凈化的污水由進水管通入充氧柱的內部空腔中，污水在充氧柱中由上至下流動的過程中，由供氣管進入曝氣器中的空氣在充氧柱中由下至上運動，在水流和氣泡逆向流動的過程中，使污水中溶入氧氣；

b).污水的泵入，污水在充氧柱中溶入飽和氧后，進水泵將溶氧后的污水抽至配水管，由配水管將污水均勻分布地通入于污泥反應器中；

c).有氧反應，剛進入污泥反應器的污水中氧含量大，污水中的氨氮首先以溶解氧為電子受體，通過微生物的亞硝化過程將氨氮轉化為亞硝氮，并消耗掉溶解氧；

d).厭氧反應，污泥反應器中接近進水區和微生物菌落表層為亞硝化過程，遠離進水區及微生物菌落里層為厭氧氨氧化過程；厭氧氨氧化過程以亞硝氮中的氮元素為電子受體，轉化氨氮，最終產生氮氣，實現污水脫氮的目的；

抑制硝氮的生成：由于污泥反應器中的溶解氧只能通過水體進入，反應器處于缺氧或低溶解氧狀態，抑制了硝化菌繁殖，因而確保氨氮只能轉化為亞硝氮，而不能轉化為硝氮；同時，由于亞硝化作用，消耗掉大部分的溶解氧，保證了厭氧氨氧化過程的順利進行；

e).氣體的收集和排出，污水在污泥反應器中凈化過程中產生的氣體，經集氣罩的收集后進入升氣管中，由于升氣管中的氣體充盈其整個截面，會將其上部的水體排入至回流槽中；

f).污水的回流和重新充氧，由升氣管排入至回流槽中的污水，會自動回流至充氧柱中，在充氧柱中重新溶入氧氣，再由進水泵抽至污泥反應器中重新凈化，以進一步去除污水中的氨氮；

g).凈化后污水的排出，污泥反應器中凈化后的污水通過上端的出水管排出；

h).循環管的回流，由于回流槽所回流的污水量較為有限，通過進水泵對污水的抽取，污泥反應器中的液面高于充氧柱中的液面，污泥反應器中的污水經循環管回流至充氧柱中，進行重新充氧，再由進水泵抽至污泥反應器中進行曝氣、厭氧反應，以進一步去除污水中的氨氮。

4.根據權利要求3所述的曝氣-厭氧循環式處理高濃度氨氮廢水的裝置的廢水處理方法，其特征在于：所述充氧柱中氣泡在靜水中的上浮速度，應大于水流在充氧柱中的下降流速，以保證污水中溶入飽和的氧氣；通過控制循環管的回流量、進水泵的進水量和曝氣器的曝氣強度，實現對水流下降流速和氣泡上浮速度的調節。

5.根據權利要求3所述的曝氣-厭氧循環式處理高濃度氨氮廢水的裝置的廢水處理方法，其特征在于：經過曝氣的水體所溶解的氧氣含量，決定了污水每次脫氮過程中氨氮被轉化的量，采用污水回流補充電子受體的方式，通過循環管（13）和進水泵（5）控制回流次數及曝氣器（3）控制曝氣強度，實現被處理污水的適度充氧及對微生物脫氮所需溶解氧的精確控制，避免曝氣過度造成不必要的能源消耗和充氧不足造成的效率低下。