[發明專利]一種快速實現高氨氮廢水BAF一體化自養脫氮的裝置及運行方法

有效

• 申請號: 201810102963.0
• 申請日: 2018-02-01
• 公開（公告）號: CN108178304B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 楊慶;李海鑫;李健敏;劉秀紅
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30;C02F3/34;C02F101/16
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 張立改

一種快速實現高氨氮廢水BAF一體化自養脫氮的裝置及運行方法，屬于廢水處理方法領域。上部分圓柱型和下端圓錐型相結合的反應裝置、進水系統、出水系統、反沖洗系統、曝氣系統、溫控系統；上部分圓柱型和下端圓錐型相結合的反應裝置下端的圓錐型作為進水區，圓柱型上部的清水區通過回流管經由第二蠕動泵與進水區連接；該裝置在啟動階段、正常運行階段及反沖洗階段均采用底部曝氣的方式調節曝氣量，進而控制反應器中溶解氧濃度。提高污水脫氮效率，節省脫氮成本。

技術領域

本發明涉及一種污水處理技術，具體是高氨氮廢水實現一體化自養脫氮的裝置和運行方法，尤其是在曝氣生物濾池中實現一體化自養脫氮的裝置和運行方法，適用于高氨氮廢水的脫氮處理，有利于經濟有效的控制水體氮素污染，提高污水脫氮效率，節省脫氮成本，屬于廢水處理方法領域。

背景技術

隨著工農業的飛速發展，工業和農業用水量日趨增加，而水資源卻是有限的，因而環境問題也日益受到人類的關注，其中水環境的富營養化現象逐漸引起人們的高度重視。傳統硝化反硝化是目前普遍采用的污水脫氮方法。傳統硝化作用分兩步進行：首先，在氨氧化細菌 (AOB)的作用下，使氨氮轉化為亞硝酸氮；繼之，亞硝酸氮在亞硝酸鹽氧化細菌(NOB)的作用下，進一步轉化為硝酸氮。反硝化作用是在缺氧及存在有機碳源的條件下，硝酸氮和亞硝酸氮在反硝化菌的作用下，被還原為氣態氮(N₂)的過程。

而一體化自養脫氮工藝是指在同一反應器中實現短程硝化和厭氧氨氧化過程，最終實現脫氮的目的。在好氧條件下，氨氧化細菌 (AOB)消耗氧氣將氨氮氧化為亞硝態氮，為ANAMMOX反應提供反應基質，Anammox菌將剩余氨氮與生成的亞硝態氮在厭氧條件下轉化為氮氣。與傳統生物脫氮工藝相比，可以節省63％曝氣量，節省100％的碳源，減少80％污泥產量。同時具有去除負荷高，產生的溫室氣體少等優點。實現一體化對于提高脫氮效率、節省能源和碳源具有重要的意義，因此此工藝具有廣闊的發展前景，是一種可持續發展的工藝。

自上世紀70年代以來，生物膜工藝成為廣大研究者和工程師們的研究熱點。生物濾池是生物膜法處理污水的傳統工藝，于19世紀末發展起來，先于活性污泥法。曝氣生物濾池是普通生物濾池的一種變形形式，從單一的工藝逐漸發展成系列綜合工藝，具有去除SS、COD、BOD₅、硝化、脫氮的作用，其最大特點是集生物氧化和截留懸浮固體于一體，節省了后續二次沉淀池，在保證處理效果的前提下使處理工藝簡化。此外，曝氣生物濾池工藝有機物容積負荷高，水力負荷大，水力停留時間短，所需基建投資少，能耗及運行成本低，同時該工藝出水水質好。因此研究曝氣生物濾池一體化自養脫氮的快速實現方法及穩定性問題具有重要的理論意義和應用前景。

發明內容

本發明的目的是提供一種快速實現高氨氮廢水曝氣生物濾池一體化自養脫氮的裝置及運行方法，通過施加各種有利于實現曝氣生物濾池一體化自養脫氮的調控方法，給出最優的環境控制參數，達到快速實現曝氣生物濾池一體化自養生物脫氮的效果。

本發明的技術方案是：

一種快速實現高氨氮廢水曝氣生物濾池一體化的裝置，其特征在于，上部分圓柱型和下端圓錐型相結合的反應裝置、進水系統、出水系統、反沖洗系統、曝氣系統、溫控系統；上部分圓柱型和下端圓錐型相結合的反應裝置(22)下端的圓錐型作為進水區，上部分的圓柱型自下而上依次為承托層、濾料層、清水區以及出水槽，出水槽(24) 設有排氣口(25)，并且在濾料層的底部設有壓力表(26)，在濾料層部分側面設有多個如8個取樣口(23)，在濾料層部分側面還設有多個取濾料口(27)，圓錐型底部內裝有一曝氣圓盤(7)；進水系統通過進水箱(1)、進水管(2)、第一蠕動泵(3)、閥門與圓錐型進水區底部連通；圓柱型頂部的出水槽通過出水管(17)與出水箱/反沖洗進水箱(8)連通；出水箱/反沖洗進水箱(8)通過反沖洗進水管(10) 經由反沖洗水泵(9)、轉子流量計(11)、閥門與圓錐型底部連接；出水槽(24)通過反沖洗出水管(18)與反沖洗出水箱(19)連接；圓柱型的清水區通過回流管(15)經由第二蠕動泵(16)與進水區連接；