[發明專利]一種生物脫氮一體化裝置

在審

• 申請號: 201711430106.5
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN107879487A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 陳宏;彭靚;張昱;王春艷;劉媛;余關龍;杜春艷;謝敏;范慶元;王泓
• 申請（專利權）人: 長沙理工大學
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34;C02F3/30;C02F101/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種生物脫氮一體化裝置，屬于污廢水處理領域。

背景技術

高濃度有機氮廢水主要來源于農藥、醫藥、制革、染料、橡膠、石油等行業，而且排放量呈逐年增大的趨勢。有機氮工業廢水大多具有難降解、有毒、低碳氮比、成分復雜、高色度等特點。由于該污水中含有大量有機氮化物及結構復雜的難降解有機物，其斷鍵破壞需要較大能量；而且有機氮化物分解生成氨氮產物，導致氨氮濃度升高，形成后續處理難題。盡管傳統物化及生化方法被開發用于處理高濃度有機氮工業廢水，但是也存在降解不徹底、處理效果低、處理成本高、能耗大等問題。一般而言，生活污水氨氮濃度也在30~50mg/L左右，而且氨氮和總氮等指標的排放限值日趨嚴格。如何經濟高效處理生活污水使其氨氮和總氮指標達到排放要求，也是當前脫氮技術面臨的主要挑戰之一。

傳統的脫氮工藝是利用氨氧化細菌(AOB)和亞硝酸鹽氧化細菌(NOB)將氨氮依次氧化成亞硝態氮和硝態氮；在反硝化階段，反硝化細菌以有機物作為電子供體，將硝態氮還原為氮氣去除。然而，這種傳統的硝化/反硝化生物脫氮工藝的流程長、曝氣量大、需要外加碳源、污泥產量也較高，其與除磷工藝在污泥停留時間和碳源的供給上存在著很難調和的矛盾，氮和磷的去除難以兼顧，很難同時達到排放標準。

因此許多新型脫氮工藝應運而生，在這些新型生物脫氮工藝中，基于亞硝化的全程自養脫氮工藝(Completely Autotrophic Nitrogen-removal Over Nitrite, CANON)被認為是目前最為簡捷的脫氮工藝。在這一新型脫氮工藝中，AOB與厭氧氨氧化菌(Anammox菌)在同一個反應器中共存，由于AOB是好氧菌，以氧氣作為電子受體，將部分NH4+-N氧化為NO2--N；Anammox菌屬于厭氧菌，以亞硝酸化產生的NO2--N作為電子受體，與未參與亞硝化的NH4+-N反應，生成N2而釋出。相比于傳統脫氮工藝，可以節省63%的氧和將近100%的外加碳源，是一種非常節能、經濟的脫氮工藝，具有廣闊的應用前景。

但新型脫氮工藝目前主要采用UASB反應器或SBR反應器，反應器內分區不明顯，顆粒污泥濃度難以維持，污泥顆粒化效果不好，水中溶解氧的含量很難控制，不利于AOB與Anammox菌同時高效作用，且能耗較大，過程難以控制，脫氮效果不好。本發明針對上述問題開發了一種生物脫氮一體化裝置，其污泥回流系統可以維持裝置內較高的污泥濃度，污泥顆粒化程度高、一體化程度高、運行操作簡便，具有結構簡單緊湊、占地面積小、環境友好、經濟高效、脫氮效果好等優點。

發明內容

本發明要解決的問題就在于：針對現有技術工藝流程長、曝氣量大、需要外加碳源、污泥產量較高、顆粒污泥濃度難以維持、過程難控制等問題，本發明提供一種生物脫氮一體化裝置。

為解決上述技術問題，本發明提出的解決方案為：一種生物脫氮一體化裝置，它包括錐形底部、外筒、內筒、內腔（上）、內腔（下）、頂蓋；所述生物脫氮一體化裝置的外部結構從上至下依次為頂蓋、內筒、外筒、錐形底部；所述內筒外徑小于外筒的內徑；所述內筒的內部上下分層；所述內腔（上）和內腔（下）為中心對稱結構，且分別位于內筒的上層和下層；所述內腔（上）從上至下依次由側壁開孔的中空圓筒、中空平臺和圓錐臺面構成；所述中空圓筒上端密閉，下端嵌于中空平臺內；所述中空平臺四周布置法蘭接口螺孔；所述圓錐臺面的上端和下端內徑分別為中空圓筒的1.5~2倍和2~4倍；所述內腔（下）從下至下依次由內腔法蘭、側壁開孔的上圓柱面、中空的倒圓錐臺面、下圓柱面構成；所述內腔法蘭與所述中空平臺的尺寸相同；所述上圓柱面的內徑與中空圓筒相同；所述倒圓錐臺面的上端直徑與上圓柱面相同，下端直徑與下圓柱面相同；所述下圓柱面的內徑為上圓柱面的3~6倍；所述下圓柱面的外側面均布固定支架；所述固定支架的外端嵌于支座內。

所述錐形底部由下端出口、錐體和法蘭構成。

所述外筒由上法蘭、圓柱面和下法蘭構成；所述圓柱面外側靠上位置設置出水管。

所述內筒由上法蘭、圓柱面和底盤構成；所述圓柱面外側四周均勻分布8根立管；所述立管在不同高度位置穿過并伸進圓柱面內部；所述圓柱面的下部對稱設置兩根出水立管；所述出水立管伸至內腔（下）的下圓柱面以里位置，并直角延伸至內腔（下）的中部；所述圓柱面的內壁四周均勻布置兩層或多層支座。

所述內腔（上）通過連接桿固定于內腔（下）的上方；所述連接桿兩端分別穿過中空平臺和內腔法蘭。