本实用新型涉及一种废水处理装置，尤其涉及一种抗冲击负荷的生物脱氮装置。
背景技术：
生物脱氮一般需要经过硝化过程和反硝化过程两个阶段，氨氮在有氧条件下被硝化菌氧化为NO2-和NO3-，随后在厌氧条件下被反硝化菌还原转化为N2的过程。目前我国生物脱氮一般采用A/O工艺，废水在O池经过好氧硝化，再回流至A池，利用原污水碳源进行反硝化完成脱氮过程，该工艺无需外加碳源，工艺流程简单，但是由于内循环液来自于好氧池，导致厌氧池内DO浓度较高，使A池难以保持理想的缺氧状态，导致脱氮效率不高。
中国发明专利201010602503.8公开了一种抗冲击负荷的禽畜养殖场污水处理装置及其处理方法：包括浅池、厌氧腔和生物滤床，浅池与厌氧腔、生物滤床之间相互连通。本发明的抗冲击负荷的禽畜养殖场污水处理装置的处理方法，通过以下几个阶段完成：第一阶段，将污水排入到浅池内；第二阶段，污水生化处理；第三阶段，晾晒污物并清除，第四阶段，消化反消化循环强化脱氮。该工艺适用于处理水量较小的废水，且自动化程度不高，应用范围较小。
发明专利201510980220.X公开了一种生物脱氮装置：布水器设于净化池上部，且其进水口与净化池进水管连通；纤维填料设于布水器的下方；固体填料设于纤维填料的下方；多个净化池出水口设于净化池侧壁的不同高度位置，并且每个净化池出水口的所在高度均低于固体填料表面；反冲洗气盘设于固体填料的下方，且其进水口与反冲洗进水管连通；反冲洗出水口设于净化池侧壁上，并且反冲洗出水口的所在高度高于固体填料上表面。该技术方案利用同时硝化反硝化脱氮，抗冲击负荷能力较弱，且底部固体填料容易堵塞。
技术实现要素：
为解决现有技术存在的问题，本实用新型提供一种抗冲击负荷的生物脱氮装置，主要用于处理C/N比较低、水量和水质变化较大的废水。
一种抗冲击负荷的生物脱氮装置，包括顺次设置的好氧硝化池和厌氧反硝化池，所述厌氧反硝化池内顺水流方向依次为脱气区、生物脱氧区、初级反硝化区、二级反硝化区和三相分离区，所述脱气区内填充脱气填料，所述生物脱氧区内含厌氧活性污泥，所述初级反硝化区内设置生物斜板填料，所述二级反硝化区内填充厌氧生物填料。
废水首先在好氧硝化池内循环，好氧硝化后的废水进入厌氧硝化池内，依次流经脱气区进行气泡脱除、生物脱氧区进行溶氧脱除、初级反硝化和二级反硝化脱氮后，在三相分离区内由三相分离器进行气、水、泥的分离。
优选地，所述好氧硝化池内设有立置的转轴以及固定在转轴上的若干层中空的多孔转盘，所述多孔转盘的中空腔中填充多孔生物填料，所述转轴由电机驱动。
进一步优选地，所述多孔转盘的底面和顶面分布若干通孔、侧面为网状结构，所述通孔带有一段向下的延伸部分，延伸部分渐扩呈喇叭口。
进一步地，所述喇叭口的底部大孔直径为顶部小孔直径的1.5～3倍，所述底部大孔的直径为10～30mm，多孔转盘开孔率为30％～60％。
所述好氧硝化池内底部布置微孔曝气盘，微孔曝气盘外接供气泵，进一步地，所述好氧硝化池设置为圆筒形。
所述多孔转盘根据水质情况可以设置3～5层，每层转盘的中心处与转轴固定，转轴通过减速器连接电机，转速可以在(10～200rpm之间可以调节)单层转盘的厚度设置为3～10mm
转盘材质为钢制，供气风机产生的气泡由大孔径进入，小孔径出，通过改变孔的直径，提高出气口的流速，防止脱落污泥堵塞小孔造成布气不均匀。
优选地，多孔转盘中的多孔生物填料填充率自下而上逐层递增。
进一步地，第一层多孔转盘内生物填料填充率在40～50％，往上每增加一层填充率增加5～10％，即第二层多孔转盘内生物填料填充率比第一层多孔转盘内填充率高5～10％，以此类推。逐层递增的布置方式可以保证每层微生物浓度保持大体相同，当进水浓度波动时，可以有效保证系统去除效率。
控制所述转盘转动，转速越快，转偏切合气泡效果越好，同时转盘带动装置内水体做圆周运动越显著，这样可以提高空气中氧气的利用率以及增加生物载体与废水中污染物质相对接触时间，提高去除效率。当进水浓度(氨氮浓度)增加10～100％时，转速相应的增加5～20rpm，当进水浓度(氨氮浓度)增加100～300％时，转速相应的提高50～80rpm，同时要增加供氧量。
好氧池外设置外循环装置，该装置由外循环泵，外循环管道，以及应急增氧装置组成。当进水氨氮浓度增加100％时，外循环水流量为1～3倍进水流量；当进水浓度增加100％以上时，外循环水流量为3～8倍，同时在外循环管道中充入空气，保证外循环水中DO在1～3mg/L。
优选地，所述厌氧反硝化池内设有竖直挡板，所述竖直挡板一侧为所述脱气区，另一侧由下至上依次为所述生物脱氧区、初级反硝化区、二级反硝化区和三相分离区，所述脱气区与生物脱氧区在底部连通。
好氧装置出水进入到厌氧反应器先经过脱气区，脱气区内采用两级折板脱气填料，脱气填料倾斜角度为45～60度，位于液位下0.1～0.5m。好氧池出水自上而下经过脱气区，废水中夹带的气泡经过脱气填料富集并形成大气泡，气泡与废水进行分离，使进入到厌氧区中DO下降0.2～0.5mg/L。该脱气填料本身为现有技术。
进一步优选地，所述竖直挡板底部带有一段向生物脱氧区方向弯折的水平延伸部，该水平延伸部与厌氧反硝化池底板之间为过水通道，所述过水通道与生物脱氧区的衔接处设有位于生物脱氧区内且向上渐扩的导流筒。
更进一步优选地，所述导流筒顶部直径为底部直径的3～5倍，导流筒侧壁的倾角为40～60°。此处所说的倾角是指导流筒侧壁与水平面之间的夹角。
生物脱氧区内污泥层厚度为0.3～0.5m，即生物脱氧区的高度为0.3～0.5m。
生物脱氧区中高浓度的微生物将废水中溶解氧利用，使溶解氧急剧降低至0.5mg/L以下。导流板上端设置0.2～0.5m的回流区，即初级反硝化区，可以使上升的部分污泥沉降。
优选地，所述初级反硝化区内生物斜板填料的长度为1～2m，倾角为50～70°。
初级反硝化区设置生物斜板填料，生物斜板填料材质棉纱线，通过机织形成片状，厚度为5～10mm，采用未退浆(淀粉浆)棉布，然后通过固定装置形成生物斜板，斜板长度为1～2m，倾角为50～70°，斜板填料上载附的微生物在缺氧环境中对废水中硝态氮进行反硝化初步脱氮。如果进入到厌氧区的溶解氧过高，经过生物脱氧区后溶解氧仍在1mg/L左右，通过初级反硝化区后，溶解氧可以降低到0.2mg/L左右。同时，初期微生物可以利用生物斜板上的碳源为营养，可以在生物斜板区快速形成生物膜，减少了初期驯化时间。进入缺氧区溶解氧在6～9mg/L时，初级反硝化出水DO≤0.2mg/L。
初级反硝化区上部留有0.2～0.5m的缓冲区，缓冲区上部为二级反硝化区，二级反硝化区设有采用活性碳纤维组成的片状填料，填料层高度为0.5～1.5m，两个片填料间距为10～200mm。
优选地，所述三相分离区内设置三相分离器，所述三相分离器包括上下两层集气罩，且上下两层集气罩交错分布，每个集气罩顶部连接排气管。
进一步地，每个集气罩两翼之间的夹角在45°到60°之间。
优选地，所述厌氧硝化池的池壁上且位于生物脱氧区、初级反硝化区和二级反硝化区底部均设有碳源投加口。
碳源投加量逐级减少，在保证反硝化碳源充足的条件下，不影响出水COD浓度。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图中所示附图标记如下：
1-进水泵 2-好氧硝化池 3-多孔转盘
4-转轴 5-脱气填料 6-三相分离区
7-排气管 8-出水堰 9-二级反硝化区
10-初级反硝化区 11-生物斜板 12-生物脱氧区
13-导流筒 14-厌氧反硝化池
具体实施方式
如图1所示，一种抗冲击负荷的生物脱氮装置，包括顺次设置的好氧硝化池2和厌氧反硝化池14，好氧硝化池进水口位于底部，出水口位于顶部，进水口与进水泵1相连，好氧硝化池外设置外循环装置，该装置由外循环泵，外循环管道，以及应急增氧装置组成。
好氧硝化池内底部设置微孔爆气盘，中心处立置转轴4，转轴通过减速器连接电机，数层(一般3～5层，本实施方式中设置4层)多孔转盘3固定在转轴上，多孔转盘为中空结构，空腔中填充多孔生物填料，中空转盘的底面和顶面分布通孔、侧面为网状结构，网状结构保证填料与废水的充分接触，通孔用于气体的通过，所有通孔均向下延伸出所在面的底面，且渐扩成开口朝下的喇叭口，底部大孔直径为顶部小孔直径的1.5～3倍，第一层多孔转盘内生物填料填充率在40～50％，往上每增加一层填充率增加5～10％，即第二层多孔转盘内生物填料填充率比第一层多孔转盘内填充率高5～10％，以此类推。
好氧硝化池的出水口位于顶部，出水口与厌氧反硝化池14的顶部通过过水管相连，厌氧反硝化池内设置一块竖直挡板，该挡板的一侧为脱气区，脱气区的顶部为整个厌氧反硝化池的进水口，另一侧由下至上依次为生物脱氧区12、初级反硝化区10、二级反硝化区9和三相分离区6，脱气区与生物脱氧区在底部连通，脱气区内设置折流挡板。
挡板底部带有一段向生物脱氧区方向弯折的水平延伸部，该水平延伸部与厌氧反硝化池底板之间为过水通道，过水通道与生物脱氧区的衔接处设有位于生物脱氧区内且向上渐扩的导流筒13，导流筒顶部直径为底部直径的3～5倍，导流筒侧壁的倾角为40～60°。
导流筒回流区为生物脱氧区，生物脱氧区内填充脱氧污泥，初级反硝化区内设置斜板11，生物斜板材质棉纱线，通过机织形成片状，厚度为5～10mm，采用未退浆(淀粉浆)棉布，然后通过固定装置形成生物斜板，斜板长度为1～2m，倾角为50～70°。初级反硝化区上部留有0.2～0.5m的缓冲区，缓冲区上部为二级反硝化区9，二级反硝化区设有采用活性碳纤维组成的片状填料，填料层高度为0.5～1.5m，两个片填料间距为10～200mm；二级反硝化区上方为三相分离区，三相分离区内设置三相分离器，三相分离器包括上下两层集气罩，且上下两层集气罩交错分布，每个集气罩两翼之间的夹角在45°到60°之间，每个集气罩顶部连接排气管7。
本实用新型中所用填料本身均为现有技术。
本实用新型的工作过程如下：
低C/N比废水由好氧池底部进入，开启微孔曝气装置，控制反应器内DO在2～3mg/L，在附着于多孔生物填料上的硝化菌作用下，进水中的氨氮被氧化为硝酸盐氮。
当进水浓度波动较大，或出水水质变差时，开启电动机，多孔生物填料模块开始转动，使废水与填料充分接触，实现废水快速均质，降低冲击负荷对微生物的影响，同时提高氧气利用率，提高氨氮去除效果；通过调节电动机的转速，控制所述转盘转动，当进水浓度(氨氮浓度)增加10～100％时，转速相应的增加5～20rpm，当进水浓度(氨氮浓度)增加100～300％时，转速相应的提高50～80rpm，同时要增加曝气量，提高反应器内DO，提高氨氮降解速率。
好氧硝化池出水送入厌氧反硝化池脱气区，经过脱气区折流挡板，水中夹带的微气泡经过脱气填料被富集形成大气泡，并从废水中分离，使废水中DO含量降低，水流通过导流板进入生物脱氧区；
通过碳源投加口，向生物脱氧区投加有机碳源，利用微生物的呼吸作用消耗不能被折流挡板去除的部分DO，使废水中DO降至0.5mg/L以下；
废水经过生物脱氧区后，泥水混合液上升至初级脱氮区，在生物斜板的作用下，大部分厌氧活性污泥沉降回生物脱氧区，斜板上设有厌氧生物膜，附着在生物膜上的反硝化菌可去除水中的硝态氮；如果进入到厌氧区的溶解氧过高，经过生物脱氧区后溶解氧仍在1mg/L左右，通过初级反硝化区后，溶解氧可以降低到0.2mg/L左右。同时，初期微生物可以利用生物斜板上的碳源为营养，可以在生物斜板区快速形成生物膜，减少了初期驯化时间。根据我们相关测试数据，进入缺氧区溶解氧在6～9mg/L时，初级反硝化出水DO≤0.2mg/L。
废水最后经过二级反硝化区，在富集于填料上的反硝化菌作用下，剩余的硝酸盐氮进一步被去除；在生物脱氧区、初级反硝化区和二级反硝化区底部都设有碳源投加口，碳源投加量逐级减少，在保证反硝化碳源充足的条件下，使出水COD浓度尽量低。
出水经过三相分离器后，产生的气体通过排气管排出，活性污泥被截留在反应器内，保证反应器内较高的污泥浓度，出水通过溢流口排出。
以上所述仅为本实用新型专利的具体实施案例，但本实用新型专利的技术特征并不局限于此，任何相关领域的技术人员在本实用新型的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本实用新型的专利范围之中。