[发明专利]一种生物脱氮一体化装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物脱氮一体化装置，属于污废水处理领域。

背景技术

高浓度有机氮废水主要来源于农药、医药、制革、染料、橡胶、石油等行业，而且排放量呈逐年增大的趋势。有机氮工业废水大多具有难降解、有毒、低碳氮比、成分复杂、高色度等特点。由于该污水中含有大量有机氮化物及结构复杂的难降解有机物，其断键破坏需要较大能量；而且有机氮化物分解生成氨氮产物，导致氨氮浓度升高，形成后续处理难题。尽管传统物化及生化方法被开发用于处理高浓度有机氮工业废水，但是也存在降解不彻底、处理效果低、处理成本高、能耗大等问题。一般而言，生活污水氨氮浓度也在30~50mg/L左右，而且氨氮和总氮等指标的排放限值日趋严格。如何经济高效处理生活污水使其氨氮和总氮指标达到排放要求，也是当前脱氮技术面临的主要挑战之一。

传统的脱氮工艺是利用氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB)将氨氮依次氧化成亚硝态氮和硝态氮；在反硝化阶段，反硝化细菌以有机物作为电子供体，将硝态氮还原为氮气去除。然而，这种传统的硝化/反硝化生物脱氮工艺的流程长、曝气量大、需要外加碳源、污泥产量也较高，其与除磷工艺在污泥停留时间和碳源的供给上存在着很难调和的矛盾，氮和磷的去除难以兼顾，很难同时达到排放标准。

因此许多新型脱氮工艺应运而生，在这些新型生物脱氮工艺中，基于亚硝化的全程自养脱氮工艺(Completely Autotrophic Nitrogen-removal Over Nitrite, CANON)被认为是目前最为简捷的脱氮工艺。在这一新型脱氮工艺中，AOB与厌氧氨氧化菌(Anammox菌)在同一个反应器中共存，由于AOB是好氧菌，以氧气作为电子受体，将部分NH4+-N氧化为NO2--N；Anammox菌属于厌氧菌，以亚硝酸化产生的NO2--N作为电子受体，与未参与亚硝化的NH4+-N反应，生成N2而释出。相比于传统脱氮工艺，可以节省63%的氧和将近100%的外加碳源，是一种非常节能、经济的脱氮工艺，具有广阔的应用前景。

但新型脱氮工艺目前主要采用UASB反应器或SBR反应器，反应器内分区不明显，颗粒污泥浓度难以维持，污泥颗粒化效果不好，水中溶解氧的含量很难控制，不利于AOB与Anammox菌同时高效作用，且能耗较大，过程难以控制，脱氮效果不好。本发明针对上述问题开发了一种生物脱氮一体化装置，其污泥回流系统可以维持装置内较高的污泥浓度，污泥颗粒化程度高、一体化程度高、运行操作简便，具有结构简单紧凑、占地面积小、环境友好、经济高效、脱氮效果好等优点。

发明内容

本发明要解决的问题就在于：针对现有技术工艺流程长、曝气量大、需要外加碳源、污泥产量较高、颗粒污泥浓度难以维持、过程难控制等问题，本发明提供一种生物脱氮一体化装置。

为解决上述技术问题，本发明提出的解决方案为：一种生物脱氮一体化装置，它包括锥形底部、外筒、内筒、内腔（上）、内腔（下）、顶盖；所述生物脱氮一体化装置的外部结构从上至下依次为顶盖、内筒、外筒、锥形底部；所述内筒外径小于外筒的内径；所述内筒的内部上下分层；所述内腔（上）和内腔（下）为中心对称结构，且分别位于内筒的上层和下层；所述内腔（上）从上至下依次由侧壁开孔的中空圆筒、中空平台和圆锥台面构成；所述中空圆筒上端密闭，下端嵌于中空平台内；所述中空平台四周布置法兰接口螺孔；所述圆锥台面的上端和下端内径分别为中空圆筒的1.5~2倍和2~4倍；所述内腔（下）从下至下依次由内腔法兰、侧壁开孔的上圆柱面、中空的倒圆锥台面、下圆柱面构成；所述内腔法兰与所述中空平台的尺寸相同；所述上圆柱面的内径与中空圆筒相同；所述倒圆锥台面的上端直径与上圆柱面相同，下端直径与下圆柱面相同；所述下圆柱面的内径为上圆柱面的3~6倍；所述下圆柱面的外侧面均布固定支架；所述固定支架的外端嵌于支座内。

所述锥形底部由下端出口、锥体和法兰构成。

所述外筒由上法兰、圆柱面和下法兰构成；所述圆柱面外侧靠上位置设置出水管。

所述内筒由上法兰、圆柱面和底盘构成；所述圆柱面外侧四周均匀分布8根立管；所述立管在不同高度位置穿过并伸进圆柱面内部；所述圆柱面的下部对称设置两根出水立管；所述出水立管伸至内腔（下）的下圆柱面以里位置，并直角延伸至内腔（下）的中部；所述圆柱面的内壁四周均匀布置两层或多层支座。

所述内腔（上）通过连接杆固定于内腔（下）的上方；所述连接杆两端分别穿过中空平台和内腔法兰。