專利名稱：低碳氮比污水生態(tài)化處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低碳氮比污水生態(tài)化處理裝置。
背景技術(shù)：
目前，我國(guó)水污染問(wèn)題嚴(yán)重，水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象日趨凸顯，已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的主要因素之一。氮磷是引起水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要因素和限制性因子，因此，有效控制點(diǎn)源和面源氮磷的排放顯得尤為重要。通過(guò)硝化-反硝化過(guò)程實(shí)現(xiàn)氮的去除，是目前最常用和最成熟的生物脫氮技術(shù)，充足的碳源是反硝化高效脫氮的關(guān)鍵。理論上，Ig N03_-Ni 硝化需消耗3. 7g C0D，因此C/N小于3. 7，脫氮過(guò)程會(huì)因碳源不足而影響脫氮效果。畜禽水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水、農(nóng)村生活污水和部分工業(yè)污染廢水等C/N比均低于理論值，脫氮效果差。針對(duì)低C/N比污水，實(shí)際污水處理工程中主要靠外加碳源實(shí)現(xiàn)氮的去除，但投加的甲醇、乙醇、葡萄糖等碳源極大增加了污水處理的運(yùn)行成本。改進(jìn)常規(guī)工藝，通過(guò)控制反應(yīng)器時(shí)間或者空間上的分段進(jìn)水，改進(jìn)傳統(tǒng)SBR和AO工藝的脫氮成果，TN去除率可由40% 升至90%以上。但分段進(jìn)水控制過(guò)程復(fù)雜，針對(duì)不同水質(zhì)進(jìn)水比率和好氧厭氧容積比需要及時(shí)調(diào)整，在推廣應(yīng)用上增加了難度。近年來(lái)，針對(duì)低C/N比污水處理的新型工藝得到極大發(fā)展，其中最流行的是短程硝化反硝化工藝和厭氧氨氧化工藝，兩者結(jié)合實(shí)現(xiàn)了完全自養(yǎng)脫氮工藝即CANON工藝，原理為好氧條件下亞硝酸細(xì)菌氧化氨成亞硝酸鹽，厭氧條件下厭氧氨氧化菌把氨和亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化成氮?dú)狻ANON工藝比傳統(tǒng)工藝減少63%的供氧量和 100%的碳源，但該工藝工作環(huán)境的穩(wěn)態(tài)即供氧量和硝態(tài)氮濃度的協(xié)調(diào)，嚴(yán)重制約工藝本身的實(shí)際應(yīng)用。依據(jù)我國(guó)污染源排放現(xiàn)狀，大部分排放源位置分散，廢水難以集中處理。同時(shí)，針對(duì)廣大經(jīng)濟(jì)文化落后地區(qū)，操作復(fù)雜的成熟生物脫氮工藝無(wú)法得到有效應(yīng)用和推廣。因此， 開(kāi)發(fā)一種操作運(yùn)行方便，適應(yīng)我國(guó)廣大地區(qū)污水處理現(xiàn)狀的低C/N比污水處理工藝具有重
要意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)我國(guó)目前廣大地區(qū)產(chǎn)生的各種低C/N比污水，生化方法難以簡(jiǎn)單處理的現(xiàn)狀，而提出一種低碳氮比污水生態(tài)化處理裝置。本發(fā)明的低碳氮比污水生態(tài)化處理裝置，包括固定在支架上的反應(yīng)器以及蠕動(dòng)泵、污水沉淀池、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、曝氣泵、兩個(gè)時(shí)間控制器、污泥收集箱、污水調(diào)節(jié)箱和溢流廢水收集箱，反應(yīng)器從左向右通過(guò)擋板依次分隔為第一厭氧室、第一好氧室、第二厭氧室、第二好氧室和第三厭氧室共五個(gè)室，在第一、第二兩個(gè)好氧室的底部分別設(shè)置微孔曝氣器，在第一厭氧室底部裝有微孔布水器，蠕動(dòng)泵的進(jìn)水口與污水調(diào)節(jié)箱相連，蠕動(dòng)泵的出水口與第一厭氧室的微孔布水器相連，第一、第二好氧室的微孔曝氣器均與轉(zhuǎn)子流量計(jì)的出口相連，轉(zhuǎn)子流量計(jì)的進(jìn)口與曝氣泵相連，反應(yīng)器五個(gè)室的底部分別通過(guò)第一污泥收集閥和污泥收集箱相連，污水沉淀池的進(jìn)水口與第三厭氧室出水口相連，污水沉淀池的出水口與溢流廢水收集箱相連，污水沉淀池的底部通過(guò)第二污泥收集閥與污泥收集箱相連，蠕動(dòng)泵連接第一時(shí)間控制器，曝氣泵連接第二時(shí)間控制器，五個(gè)室內(nèi)均有人工水草生態(tài)基，五個(gè)室的頂部自下而上依次疊置帶有網(wǎng)孔的托盤、塑料網(wǎng)和無(wú)紡布，并在其上種植有多年生黑麥草， 在反應(yīng)器的五個(gè)室上分別設(shè)有污水收集閥。通常，上述的托盤網(wǎng)孔孔徑為40mm，塑料網(wǎng)網(wǎng)孔孔徑2mm，無(wú)紡布規(guī)格為10g/m2。本發(fā)明的低碳氮比污水生態(tài)化處理裝置充分利用有限碳源，通過(guò)協(xié)同植物吸收氮素和根系分泌有機(jī)碳源，提高廢水碳氮比，實(shí)現(xiàn)低能耗生態(tài)化脫氮，主要特點(diǎn)為
1、反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置擋板，通過(guò)上下折流，控制水流的速度，實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)的水力停留時(shí)間， 同時(shí)擋板把反應(yīng)器分隔為五個(gè)小室，減少水流對(duì)生物膜的沖擊，水流在每個(gè)室內(nèi)充分混合， 使硝化-反硝化反應(yīng)過(guò)程徹底；反應(yīng)器五個(gè)小室依次為第一厭氧區(qū)、第一好氧區(qū)、第二厭氧區(qū)、第二好氧區(qū)和第三厭氧區(qū)，集成傳統(tǒng)A/0法的優(yōu)點(diǎn)，規(guī)避A/0法硝態(tài)氮生成率高、COD利用率低、總氮去除率低等問(wèn)題，通過(guò)厭氧/好氧交替實(shí)現(xiàn)好氧硝化產(chǎn)生的硝態(tài)氮在厭氧區(qū)及時(shí)反硝化，實(shí)現(xiàn)有限碳源有效利用，大幅度脫除氮素；通過(guò)間歇曝氣和水流剪切力作用， 人工水草生態(tài)基在水中不斷搖曳，形成近乎自然的生物膜，搖曳過(guò)程中生物膜微域形成厭氧/好氧交替環(huán)境，表層氮素通過(guò)硝化/反硝化，內(nèi)層氮素輔助以厭氧氨氧化等過(guò)程去除， 聚磷菌以聚磷的形式并借助生物膜脫落排泥除磷。2、本發(fā)明裝置中生長(zhǎng)的陸生植物多年生黑麥草一年四季能夠生長(zhǎng)，生長(zhǎng)速度快， 生物量大，根系發(fā)達(dá)，別割后生長(zhǎng)迅速，氮磷吸收效率高，并與塑料網(wǎng)、無(wú)紡布交織成致密的網(wǎng)，適合微生物生長(zhǎng)，防止各小室污泥流失；多年生黑麥草吸收廢水中氨氮和轉(zhuǎn)化形成的硝態(tài)氮，同時(shí)黑麥草致密的根系溢泌或分泌有機(jī)碳，提高廢水C/N比，間接補(bǔ)充硝化/反硝化過(guò)程中所需的碳源，實(shí)現(xiàn)高效率脫氮。本發(fā)明的有益效果是
多年生黑麥草吸收氮磷和釋放碳源，提高水中C/N比，協(xié)同人工水草生態(tài)基搖曳形成的好氧/厭氧交替微環(huán)境，促進(jìn)氮素通過(guò)硝化/反硝化和厭氧氨氧化作用去除，磷素通過(guò)排泥去除。反應(yīng)器好氧/厭氧交替環(huán)境，促進(jìn)碳源有效利用，硝化生產(chǎn)的硝態(tài)氮及時(shí)被轉(zhuǎn)化。本發(fā)明具有操作管理簡(jiǎn)單、生態(tài)化、流程短、能耗低、投資省等優(yōu)點(diǎn)，別割黑麥草可用作牧草，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益及環(huán)境效益。


圖1是低碳氮比污水生態(tài)化處理裝置結(jié)構(gòu)示意圖中1.反應(yīng)器、2.污水沉淀池、3-1.第一污泥收集閥、3-2第二污泥收集閥、4.溢流廢水收集箱、5.污泥收集箱、6-1第一時(shí)間控制器、6-2第二時(shí)間控制器、7.曝氣泵、8.轉(zhuǎn)子流量計(jì)、9.蠕動(dòng)泵、10.污水調(diào)節(jié)箱、11.微孔布水器、12.微孔曝氣器、13.支架、14.污水收集閥、15.擋板、16.人工水草生態(tài)基、17.托盤、18.塑料網(wǎng)、19.無(wú)紡布、20.多年生黑麥草、 21-1.第一厭氧室、21-2.第二厭氧室、22-1第一好氧室、22-2.第二好氧室、21-3.第三厭氧室。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。參照?qǐng)D1，本發(fā)明的低碳氮比污水生態(tài)化處理裝置，包括固定在支架13上的反應(yīng)器1以及蠕動(dòng)泵9、污水沉淀池2、轉(zhuǎn)子流量計(jì)8、曝氣泵7、兩個(gè)時(shí)間控制器6-1、6-2、污泥收集箱5、污水調(diào)節(jié)箱10和溢流廢水收集箱4，反應(yīng)器1從左向右通過(guò)擋板15依次分隔為第一厭氧室21-1、第一好氧室22-1、第二厭氧室21-2、第二好氧室22_2和第三厭氧室21_3 共五個(gè)室，在第一、第二兩個(gè)好氧室22-1、22-2的底部分別設(shè)置微孔曝氣器12，在第一厭氧室21-1底部裝有微孔布水器11，蠕動(dòng)泵9的進(jìn)水口與污水調(diào)節(jié)箱10相連，蠕動(dòng)泵9的出水口與第一厭氧室21-1的微孔布水器11相連，第一、第二好氧室22-1、22-2的微孔曝氣器12 均與轉(zhuǎn)子流量計(jì)8的出口相連，轉(zhuǎn)子流量計(jì)8的進(jìn)口與曝氣泵7相連，反應(yīng)器1五個(gè)室的底部分別通過(guò)第一污泥收集閥3-1和污泥收集箱5相連，污水沉淀池2的進(jìn)水口與第三厭氧室21-3出水口相連，污水沉淀池2的出水口與溢流廢水收集箱4相連，污水沉淀池2的底部通過(guò)第二污泥收集閥3-2與污泥收集箱5相連，蠕動(dòng)泵9連接第一時(shí)間控制器6-1，曝氣泵 連接第二時(shí)間控制器6-2，五個(gè)室內(nèi)均有人工水草生態(tài)基16，五個(gè)室的頂部自下而上依次疊置帶有網(wǎng)孔的托盤17、塑料網(wǎng)18和無(wú)紡布19，并在其上種植有多年生黑麥草20，在反應(yīng)器1的五個(gè)室上分別設(shè)有污水收集閥14。實(shí)施例
應(yīng)用本發(fā)明裝置，以杭州某溫室甲魚(yú)養(yǎng)殖場(chǎng)排放廢水作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，進(jìn)水水質(zhì)COD在 60-120mg/L, NH4+_N 40_90mg/L，TP 5-lOmg/L。反應(yīng)器運(yùn)行參數(shù)水力停留時(shí)間(HRT)lOd，好氧區(qū)DO控制在0. 5-0.8mg/L，每4個(gè)小時(shí)中曝氣2小時(shí)，停止2小時(shí)，黑麥草每20天收割1次，留茬5-8cm。采樣情況通過(guò)污水收集閥采集沿程水樣，并采集溢流污水收集桶水樣，采樣頻率為每3天取1次樣，并測(cè)定COD、氨氮、硝態(tài)氮、亞硝態(tài)氮、總氮和總磷
運(yùn)行效果多年生黑麥草植株TN含量36. 0-73. 9g/kg，TP含量1. 9-2. 6g/kg，反應(yīng)器對(duì) NH/-N去除率85-93%，COD去除率80_88%，TN去除率50_75%，TP去除率相對(duì)較低，約為20% 左右ο
權(quán)利要求
1.低碳氮比污水生態(tài)化處理裝置，其特征在于包括固定在支架(13)上的反應(yīng)器(1)以及蠕動(dòng)泵(9)、污水沉淀池(2)、轉(zhuǎn)子流量計(jì)(8)、曝氣泵(7)、兩個(gè)時(shí)間控制器(6-1、6-2)、 污泥收集箱(5)、污水調(diào)節(jié)箱(10)和溢流廢水收集箱G)，反應(yīng)器(1)從左向右通過(guò)擋板 (15)依次分隔為第一厭氧室(21-1)、第一好氧室(22-1)、第二厭氧室(21-2)、第二好氧室 (22-2)和第三厭氧室共五個(gè)室，在第一、第二兩個(gè)好氧室02-1、22-2)的底部分別設(shè)置微孔曝氣器(12)，在第一厭氧室Q1-1)底部裝有微孔布水器(11)，蠕動(dòng)泵(9)的進(jìn)水口與污水調(diào)節(jié)箱(10)相連，蠕動(dòng)泵(9)的出水口與第一厭氧室01-1)的微孔布水器(11) 相連，第一、第二好氧室(22-1、22-幻的微孔曝氣器(1 均與轉(zhuǎn)子流量計(jì)(8)的出口相連， 轉(zhuǎn)子流量計(jì)(8)的進(jìn)口與曝氣泵(7)相連，反應(yīng)器(1)五個(gè)室的底部分別通過(guò)第一污泥收集閥(3-1)和污泥收集箱(5)相連，污水沉淀池(2)的進(jìn)水口與第三厭氧室Q1-3)出水口相連，污水沉淀池(2)的出水口與溢流廢水收集箱(4)相連，污水沉淀池(2)的底部通過(guò)第二污泥收集閥(3-2)與污泥收集箱(5)相連，蠕動(dòng)泵(9)連接第一時(shí)間控制器(6-1)，曝氣泵(7)連接第二時(shí)間控制器(6-2)，五個(gè)室內(nèi)均有人工水草生態(tài)基(16)，五個(gè)室的頂部自下而上依次疊置帶有網(wǎng)孔的托盤(17)、塑料網(wǎng)(18)和無(wú)紡布(19)，并在其上種植有多年生黑麥草(20)，在反應(yīng)器(1)的五個(gè)室上分別設(shè)有污水收集閥(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳氮比污水生態(tài)化處理裝置，其特征在于托盤網(wǎng)孔孔徑為 40mm，塑料網(wǎng)網(wǎng)孔孔徑2mm，無(wú)紡布規(guī)格為10g/m2。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)的低碳氮比污水生態(tài)化處理裝置，包括反應(yīng)器、蠕動(dòng)泵、污水沉淀池、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、曝氣泵、兩個(gè)時(shí)間控制器、污泥收集箱、污水調(diào)節(jié)箱和溢流廢水收集箱，反應(yīng)器用擋板依次分隔為第一厭氧室、第一好氧室、第二厭氧室、第二好氧室和第三厭氧室共五個(gè)室，五個(gè)室內(nèi)均有人工水草生態(tài)基，五個(gè)室的上部種植有多年生黑麥草。本發(fā)明裝置采取連續(xù)進(jìn)水和間歇曝氣方式，實(shí)現(xiàn)低碳氮比廢水氮磷的同步脫除，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、生態(tài)化、流程短、能耗低、投資省的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F9/14GK102249495SQ20111017244
公開(kāi)日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者吳偉祥, 張蕊, 陳英旭, 陳重軍, 黃孝肖 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)