[实用新型]一种生物脱氮装置

说明书

技术领域

本实用新型属于低C/N比、高浓度氨氮废水生物脱氮技术领域，具体涉及一种短程硝化-厌氧氨氧化一体式SBR脱氮装置，在运行溶解氧-氨氮或pH-氨氮联合控制模式的PLC系统控制下，具有高度自动化水平，可以适用于包括污泥消化液、焦化废水、氮肥生产废水、制药废水等在内的一系列低C/N比、高浓度氨氮废水的生物脱氮处理。

背景技术

随着社会发展和居民生活水平的提高，当前我国水环境面临的主要问题已由传统的耗氧污染向富营养化方向转变，而由于氨氮既是消耗水体氧气又是造成水体富营养化的物质，所以氨氮在我国水体污染成因转变过程中扮演着重要角色。基于此，在我国“十二五”规划纲要中明确新增了氨氮约束性水体污染物减排指标，所以如何削减氨氮排放是我国环境保护面临的重要难题。

当前污水脱氮仍以常规的生物硝化/反硝化为主，虽然相比物理、化学法脱氮具有成本优势，但仍存在效率低、能耗物耗高、剩余污泥量大等缺点[Fux，C.and H.Siegrist.2004.Nitrogen removal from sludge digester liquids by nitrification/denitrification or partial nitritation/anammox：environmental and economical considerations[J].Water Science and Technology，50(10)：19-26]。随着对氮转化途径认识的深入，针对传统脱氮工艺存在的固有缺点而发展出了一系列新型脱氮工艺。厌氧氨氧化技术(Anaerobic Ammonium Oxidation，Anammox)产生于上世纪90年代[Mulder，A.，A.A.Vandegraaf，L.A.Robertson，et al.1995.Anaerobic ammonium oxidation discovered in a denitrifying fluidized bed reactor[J].Fems Microbiology Ecology，16(3)：177-183]，是目前最有前景的新型生物脱氮技术，其反应可以表示为：

由于Anammox反应以NH₄⁺-N和NO₂^--N作为底物，而一般废水中NO₂^--N含量很低，所以通过短程硝化来实现NO₂^--N累积是Anammox的必备条件。对比传统脱氮方法，短程硝化-厌氧氨氧化组合工艺能够节省约60％的曝气量，完全不需要外加碳源，污泥产量低，特别适合于处理低C/N比、高氨氮废水[Fux C，Boehler M，et al.Biological treatment of ammonium-rich wastewater by partial nitritation and subsequent anaerobic ammonium oxidation(anammox)in a pilot plant[J].Journal of Biotechnology，2002，99(3)：295-306]。对于短程硝化-厌氧氨氧化一体式组合工艺，主要有CANON、OLAND、DEMON、SNAP等，对于分体式工艺主要有Sharon-Anammox工艺。

然而，上述工艺的反应器多以生物转盘、完全混合式反应器(CSTR)等为主，由于其水力负荷、水力停留时间均是既定的，因而出水水质受进水水质波动的影响较大。当进水氨氮负荷降低时，原水中NH₄⁺-N过早地被完全消耗掉，就会导致NO₂^--N因缺少NH₄⁺-N进行厌氧氨氧化反应而出现累积，从而对Anammox菌产生抑制作用，也可能在NH₄⁺-N完全消耗以后致使系统的DO升高，从而也会对Anammox菌产生抑制作用。当进水氨氮负荷增大后，在原有的水力停留时间内，会有相当部分的NH₄⁺-N剩余而进入出水中，导致系统整体的脱氮效果变差。特别是当处理对象为工业废水时，会因氨氮负荷波动剧烈，而对现有工艺带来严重的冲击负荷，使系统的正常运行面临崩溃的危险。因此，针对现有反应器耐冲击性能差，应用范围有限的缺点，需要提出更为有效的可以应对水质、水量复杂变化情况的脱氮装置。

实用新型内容