[发明专利]一种无机氨氮废水嵌入式短程硝化耦合反硝化装置

说明书

本发明提供的一种无机氨氮废水嵌入式短程硝化耦合反硝化装置，主要包括壳体、曝气系统、硝化功能区、沉降区、反硝化功能区、碳源均布系统；硝化功能区接种有亚硝化细菌，同时还添加了一定数量的沸石颗粒；硝化功能区投加有沸石颗粒，即提供菌群数量又可迅速吸附水中的氨氮，降低硝化区氨氮浓度，增强系统抗氨氮冲击能力还能在氨氮浓度下降时，沸石吸附的氨氮会向硝化区释放，可保持系统较高的游离氨浓度，通过控制游离氨、DO、pH可实现短程硝化，减少硝化反应曝气量及反硝化反应所需碳源量；硝化和反硝化过程在同一空间中完成且硝化和反硝化各自独立、互不影响，反硝化功能区嵌入在硝化功能区中，设备紧凑、占地空间少。

技术领域

本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种无机氨氮废水嵌入式短程硝化耦合反硝化装置。

背景技术

氮是造成水体富营养化和环境污染的重要污染物质，控制排放污水中的氮、磷越来越受到重视，研究具有高效脱氮除磷功能的工艺越来越重要。根据传统的脱氮理论：氨氮的去除是通过硝化和反硝化两个独立过程实现的，由于对环境的要求不同，两过程不能同时发生。现行的生物脱氮工艺是把硝化和反硝化作为两个独立的阶段分别安排在不同的反应器中(空间上)或者利用间歇的好氧和厌氧条件(时间上)实现氮的去除，往往造成系统复杂，能耗较大，且运行管理不便。

在同一处理系统中实现同步硝化反硝化过程，硝化反应的产物可直接成为反硝化反应的底物，加速了硝化反应的速度；而且，反硝化反应中所释放出的碱度可部分补偿硝化反应所消耗的碱，能使系统中的pH值相对稳定；另外，硝化反应和反硝化反应可在相同的条件和系统下进行，简化了操作的难度。实现同步硝化反硝化并达到两过程的动力学平衡，将大大简化生物脱氮工艺并提高脱氮效率，从而节省投资、提高处理效率。因此，近年来国内外对同步硝化反硝化(简称SND)生物脱氮开展了深入的研究。

同步硝化反硝化技术通常是采用以下的途径实现：1、在同一容器或空间中设置溶解氧浓度梯度，使污水在不同的溶解氧浓度条件下依次进行硝化反硝化；2、使用内部具有溶解氧浓度梯度的菌胶团活性污泥与污水进行反应；3、使用特定的硝化-反硝化菌，以使污水能同步进行硝化反硝化。然而，传统污水处理活性污泥法一般为全程硝化-反硝化，与短程硝化反硝化相比反应流程长，需要的碳源和氧气多，污泥量大，成本高；而同步硝化反硝化的反应条件又难以精准控制，且存在的一定滞后性，对在线监测仪器的准确度和运营人员的专业度要求很高。

专利CN110803766B公开了一种硝化功能型与反硝化功能型悬浮载体联用的同步硝化反硝化工艺，其采用的技术方案为：针对同步硝化反硝化工艺中的两类功能微生物对生物膜载体性能的不同需求，分别采用硝化、反硝化两类功能型生物填料作为功能微生物生长的媒介。在低溶解氧条件下，两类载体协同作用，共同加速生物膜的形成，优化系统中的功能微生物群落结构，提高系统的生物多样性，进而实现同步硝化反硝化脱氮效果。其优点是硝化和反硝化过程在同一空间内完成，占地空间小，反硝化产生的碱度可以补充硝化所需的大约一半碱度，硝化和反硝化功能填料给微生物提供更适宜的生长环境，有利于富集硝化菌和反硝化菌，共同加速生物膜的形成，优化系统中的功能微生物群落结构，进而强化同步硝化反硝化效果。其缺点是由于硝化和反硝化在同一空间内完成，对溶解氧的控制要求严格，溶解氧过高反硝化反应受抑制，溶解氧过低硝化反应受抑制；COD过高会造成好氧异养菌与硝化菌竞争溶解氧，COD过低反硝化菌得不到足够的碳源使得反硝化受影响。鉴于此，有必要探索出一种既能实现同步硝化反硝化技术优势又能解决其自身短板的技术。本发明旨在吸收传统硝化反硝化和现有同步硝化反硝化的技术优点并解决其现有技术的短板，提供一种高效、低成本、简单易操作的技术工艺及装置。

发明内容

针对以上问题，本发明旨在提出一种无机氨氮废水嵌入式短程硝化耦合反硝化装置，实现氨氮和总氮的高效去除。本发明通过下述技术方案得以解决：