，因而確保氨氮只能轉(zhuǎn)化為亞硝氮，而不能轉(zhuǎn)化為硝氮。
[0021]所示回流槽12設(shè)置于污泥反應(yīng)器8的上端，污泥反應(yīng)器8的上端開口，回流槽12的底部為傾斜狀態(tài)，回流槽12傾斜頂部的最低點與充氧柱2相通。所示污泥反應(yīng)器8的上部均勻設(shè)置有多個氣升管10，氣升管10的下端設(shè)置有集氣罩9，氣升管10的上端開口位于回流槽12中；污泥反應(yīng)器8中的污水凈化過程中產(chǎn)生的氣體經(jīng)集氣罩9的收集后，會通過氣升管10進入回流槽12中。氣體在氣升管10中上升的過程中，會將氣升管10中的水分推入至回流槽12中，再由回流槽12流入充氧柱2中，進行重新充氧。
[0022]所示的循環(huán)管13設(shè)置于污泥反應(yīng)器8的上部，用于連通污泥反應(yīng)器8與充氧柱2，通過進水栗5對污水的抽取，使污泥反應(yīng)器8中的液面高于充氧柱2中的液面，由于液面差的存在，使污泥反應(yīng)器8中的污水經(jīng)循環(huán)管13回流至充氧柱2中，進行重新充氧。
[0023]為了保證污水在充氧柱2中溶入飽和的氧氣，曝氣器3在充氧柱2中產(chǎn)生的氣泡，在靜水中的上浮速度，應(yīng)大于水流在充氧柱2中的下降流速，以保證污水中溶入飽和的溶解氧。通過控制循環(huán)管的回流量、進水栗的進水量和曝氣器的曝氣強度，實現(xiàn)對水流下降流速和氣泡上浮速度的調(diào)節(jié)。
[0024]本發(fā)明的曝氣-厭氧循環(huán)式處理高濃度氨氮廢水的裝置的廢水處理方法，通過以下步驟來實現(xiàn):
a).污水的通入和充氧，待凈化的污水由進水管通入充氧柱的內(nèi)部空腔中，污水在充氧柱中由上至下流動的過程中，由充氣管進入曝氣器中的空氣在充氧柱中由下至上運動，在水流和氣泡逆向流動的過程中，使污水中溶入氧氣；
b).污水的栗入，污水在充氧柱中溶入飽和氧后，進水栗將溶氧后的污水抽至配水管，由配水管將污水均勻分布地通入于污泥反應(yīng)器中；
c).有氧反應(yīng)，剛進入污泥反應(yīng)器的污水中氧含量大，污水中的氨氮首先以溶解氧為電子受體，通過微生物的亞硝化過程將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝氮，并消耗掉溶解氧；
d).厭氧反應(yīng)，污泥反應(yīng)器中接近進水區(qū)和微生物菌落表層為亞硝化過程，遠離進水區(qū)及微生物菌落里層為厭氧氨氧化過程;厭氧氨氧化過程以亞硝氮中的氮元素為電子受體，轉(zhuǎn)化氨氮，最終產(chǎn)生氮氣，實現(xiàn)污水脫氮的目的；
抑制硝氮的生成:由于污泥反應(yīng)器中的溶解氧只能通過水體進入，反應(yīng)器處于缺氧或低溶解氧狀態(tài)，抑制了硝化菌繁殖，因而確保氨氮只能轉(zhuǎn)化為亞硝氮，而不能轉(zhuǎn)化為硝氮；同時，由于亞硝化作用，消耗掉大部分的溶解氧，保證了厭氧氨氧化過程的順利進行；
e).氣體的收集和排出，污水在污泥反應(yīng)器中凈化過程中產(chǎn)生的氣體，經(jīng)集氣罩的收集后進入氣升管中，由于氣升管中的氣體充盈其整個截面，會將其上部的水體排入至回流槽中；
f).污水的回流和重新充氧，由氣升管排入至回流槽中的污水，會自動回流至充氧柱中，在充氧柱中重新溶入氧氣，再由進水栗抽至污泥反應(yīng)器中重新凈化，以進一步去除污水中的氨氮；
g).凈化后污水的排出，污泥反應(yīng)器中凈化后的污水通過上端的出水管排出；
h).循環(huán)管的回流，由于回流槽所回流的污水量較為有限，通過進水栗對污水的抽取，污泥反應(yīng)器中的液面高于充氧柱中的液面，污泥反應(yīng)器中的污水經(jīng)循環(huán)管回流至充氧柱中，進行重新充氧，再由進水栗抽至污泥反應(yīng)器中進行曝氣、厭氧反應(yīng)，以進一步去除污水中的氨氮。
[0025]其中，經(jīng)過曝氣的水體所溶解的氧氣含量，決定了污水每次脫氮過程中氨氮被轉(zhuǎn)化的量，采用污水回流補充電子受體的方式，通過循環(huán)管13和進水栗5控制回流次數(shù)及曝氣器3控制曝氣強度，實現(xiàn)被處理污水的適度充氧及對微生物脫氮所需溶解氧的精確控制，避免曝氣過度造成不必要的能源消耗和充氧不足造成的效率低下。
【主權(quán)項】
1.一種曝氣-厭氧循環(huán)式處理高濃度氨氮廢水的裝置，其特征在于:包括充氧柱(2)、進水栗(5)、污泥反應(yīng)器(8)和回流槽(12)，充氧柱的內(nèi)部為空腔且上端開口，充氧柱的上部設(shè)置有向其空腔中通入待凈化污水的進水管(1)，充氧柱空腔的底部設(shè)置有曝氣器(3)，曝氣器連接有供氣管(4)，通過曝氣器的曝氣使污水溶入氧氣； 所述污泥反應(yīng)器內(nèi)部為污水進行有氧反應(yīng)、厭氧反應(yīng)的空腔，頂部設(shè)置有出水管(U)，污泥反應(yīng)器的底部設(shè)置有配水管(6)，進水栗將充氧柱底部溶入氧氣后的污水抽至配水管中，配水管將污水均勻分布到污泥反應(yīng)器中；回流槽的上端開口，底部成傾斜狀態(tài)，回流槽傾斜底部的最低處與充氧柱相通，污泥反應(yīng)器中均勻設(shè)置有若干升氣管(10)，升氣管的下端設(shè)置有對污水凈化產(chǎn)生的氣體進行收集的集氣罩(9)，升氣管的上端開口位于回流槽(12 )中；污水凈化產(chǎn)生的氣體將升氣管中的污水推入回流槽，進而流入充氧柱中重新充氧，實現(xiàn)污水的循環(huán)凈化。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曝氣-厭氧循環(huán)式處理高濃度氨氮廢水的裝置，其特征在于:所述污泥反應(yīng)器(8)的上部設(shè)置有用于連通污泥反應(yīng)器(8)與充氧柱(2)的循環(huán)管(13)，循環(huán)管用于將污泥反應(yīng)器中的污水引流至充氧柱中進行重新充氧。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的曝氣-厭氧循環(huán)式處理高濃度氨氮廢水的裝置，其特征在于:所述污泥反應(yīng)器(8)的底部設(shè)置有承托層(7)。4.一種基于權(quán)利要求1所述的曝氣-厭氧循環(huán)式處理高濃度氨氮廢水的裝置的廢水處理方法，其特征在于，通過以下步驟來實現(xiàn): a).污水的通入和充氧，待凈化的污水由進水管通入充氧柱的內(nèi)部空腔中，污水在充氧柱中由上至下流動的過程中，由充氣管進入曝氣器中的空氣在充氧柱中由下至上運動，在水流和氣泡逆向流動的過程中，使污水中溶入氧氣； b).污水的栗入，污水在充氧柱中溶入飽和氧后，進水栗將溶氧后的污水抽至配水管，由配水管將污水均勻分布地通入于污泥反應(yīng)器中； c).有氧反應(yīng)，剛進入污泥反應(yīng)器的污水中氧含量大，污水中的氨氮首先以溶解氧為電子受體，通過微生物的亞硝化過程將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝氮，并消耗掉溶解氧； d).厭氧反應(yīng)，污泥反應(yīng)器中接近進水區(qū)和微生物菌落表層為亞硝化過程，遠離進水區(qū)及微生物菌落里層為厭氧氨氧化過程;厭氧氨氧化過程以亞硝氮中的氮元素為電子受體，轉(zhuǎn)化氨氮，最終產(chǎn)生氮氣，實現(xiàn)污水脫氮的目的； 抑制硝氮的生成:由于污泥反應(yīng)器中的溶解氧只能通過水體進入，反應(yīng)器處于缺氧或低溶解氧狀態(tài)，抑制了硝化菌繁殖，因而確保氨氮只能轉(zhuǎn)化為亞硝氮，而不能轉(zhuǎn)化為硝氮；同時，由于亞硝化作用，消耗掉大部分的溶解氧，保證了厭氧氨氧化過程的順利進行； e).氣體的收集和排出，污水在污泥反應(yīng)器中凈化過程中產(chǎn)生的氣體，經(jīng)集氣罩的收集后進入氣升管中，由于氣升管中的氣體充盈其整個截面，會將其上部的水體排入至回流槽中； f).污水的回流和重新充氧，由氣升管排入至回流槽中的污水，會自動回流至充氧柱中，在充氧柱中重新溶入氧氣，再由進水栗抽至污泥反應(yīng)器中重新凈化，以進一步去除污水中的氨氮； g).凈化后污水的排出，污泥反應(yīng)器中凈化后的污水通過上端的出水管排出； h).循環(huán)管的回流，由于回流槽所回流的污水量較為有限，通過進水栗對污水的抽取，污泥反應(yīng)器中的液面高于充氧柱中的液面，污泥反應(yīng)器中的污水經(jīng)循環(huán)管回流至充氧柱中，進行重新充氧，再由進水栗抽至污泥反應(yīng)器中進行曝氣、厭氧反應(yīng)，以進一步去除污水中的氨氮。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的曝氣-厭氧循環(huán)式處理高濃度氨氮廢水的裝置的廢水處理方法，其特征在于:所述充氧柱中氣泡在靜水中的上浮速度，應(yīng)大于水流在充氧柱中的下降流速，以保證污水中溶入飽和的氧氣;通過控制循環(huán)管的回流量、進水栗的進水量和曝氣器的曝氣強度，實現(xiàn)對水流下降流速和氣泡上浮速度的調(diào)節(jié)。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的曝氣-厭氧循環(huán)式處理高濃度氨氮廢水的裝置的廢水處理方法，其特征在于:經(jīng)過曝氣的水體所溶解的氧氣含量，決定了污水每次脫氮過程中氨氮被轉(zhuǎn)化的量，采用污水回流補充電子受體的方式，通過循環(huán)管(13)和進水栗(5)控制回流次數(shù)及曝氣器(3)控制曝氣強度，實現(xiàn)被處理污水的適度充氧及對微生物脫氮所需溶解氧的精確控制，避免曝氣過度造成不必要的能源消耗和充氧不足造成的效率低下。
【專利摘要】本發(fā)明的曝氣-厭氧循環(huán)式處理高濃度氨氮廢水的裝置，包括充氧柱、進水泵、污泥反應(yīng)器和回流槽，充氧柱底部設(shè)置有曝氣器，污泥反應(yīng)器的底部設(shè)置有配水管，進水泵將溶入氧氣后的污水抽至配水管中，回流槽與充氧柱相通，污水凈化產(chǎn)生的氣體將污水推入回流槽，進而流入充氧柱中重新充氧，實現(xiàn)循環(huán)凈化。本發(fā)明的廢水處理方法，脫氮過程中溶解氧只能由水體所溶解的溶解氧提供，實現(xiàn)電子受體的精確供給控制，并確保氨氮只能轉(zhuǎn)化為亞硝氮，為在同一個反應(yīng)器的厭氧氨氧化過程的順利進行創(chuàng)造適宜環(huán)境，解決了以往厭氧氨氧化工藝極易曝氣不足或過度的缺陷，實現(xiàn)脫氮過程中電子受體的適宜供給，實現(xiàn)污水中氨氮的穩(wěn)定去除。
【IPC分類】C02F3/30
【公開號】CN105502657
【申請?zhí)枴緾N201610001489
【發(fā)明人】楊曉進, 戚偉康, 于中振, 戚偉健, 許杰, 胡漢君
【申請人】北京化工大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2016年1月5日