本发明涉及废水处理技术领域，尤其是一种高氮低碳废水预处理装置。
背景技术：
近年来，随着我国综合实力的不断提高、人口数量的不断增长以及城镇工业化进程的不断加快，排放的含氮废水的量也不断加大，导致水体中氮素浓度越来越高，引起的环境问题日益严重，危及到了人类的健康。同时，随着我国污水排放标准的不断提高，氨氮已经成为我国水体污染物排放标准中明确要求减排的约束性指标之一，也引起了高度关注。进一步实现氨氮排放量的削减是我国环境保护亟待解决的问题。
传统的生物脱氮技术是以硝化反硝化作用为核心的生物脱氮技术，目前已经广泛的应用于工程实践中，但当运用传统硝化反硝化技术处理如污泥脱水液、淀粉废水、垃圾渗滤液、焦化废水等高氮低碳废水时，存在诸多缺陷，包括：(1)硝化阶段消耗氧气量大、反硝化阶段需额外投加有机物，运行费用相对较高；(2)构筑物体积大，且容积效能较低；(3)对于处理进水氨氮浓度高于300mg/L的废水时，硝化反硝化技术运行不稳定、出水很难达标。因此，如何克服传统生物脱氮工艺中的不足，寻求一种高效低耗的生物脱氮技术已经成为广大环保工作者急需解决的艰巨课题。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是：为了解决高氮低碳废水处理问题，提供一种高氮低碳废水预处理装置，具有无需外加碳源、需要较少的曝气量、工艺流程短、占地面积小、污泥泥龄较长，污泥产量低、脱氮效能高等诸多优点，能对高氮低碳废水进行有效处理。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高氮低碳废水预处理装置，包括高位调节水箱、微氧区、气化区、沉淀分离区和过滤区。
所述的高位调节水箱设有进水管，高位调节水箱设有水温调控系统、pH值调控系统和高位调节水箱搅拌器。
所述的微氧区的下部设置有曝气盘，所述的曝气盘的上方设有布水管，所述的布水管连通高位调节水箱，所述的曝气盘通过管道连接有微氧区外的鼓风机系统。所述的微氧区的上部设有上盖，微氧区的上盖上部设有微氧区集气管，微氧区集气管连通进水管。为了废水处理的效果更好，所述的布水管设置成同心圆形状或十字形状，布水管上具有水平辐射出水口。进一步，所述的曝气盘是均匀设置有微孔的微孔式曝气盘；微氧区的中上部设有ORP系统,ORP系统与鼓风机系统联通；微氧区内充填有微氧填料，微氧填料采用聚乙烯材料制成，微氧填料为多孔球形或多孔多边形结构；微氧区的上部设有三相分离器，曝气后的废水沿三相分离器流入气化区。微氧区的底部设有污泥排放管。
微氧区和气化区之间设有挡流板；所述的气化区的上部设有上盖，气化区的上盖上部设有气化区集气管。气化区内充填有厌氧填料，厌氧填料采用聚乙烯材料制成，厌氧填料为多孔球形或多孔多边形结构；气化区的中部设有气化区搅拌器。
所述沉淀分离区设置在高氮低碳废水预处理装置的下部，所述沉淀分离区和气化区之间设有第一隔板，第一隔板上设有筛网状水流口；沉淀分离区底部设计成锥形结构，在锥形结构下部设置有污泥排放阀。污泥排放阀排放的污泥作为剩余污泥排放出去。
所述沉淀分离区和过滤区之间设有第二隔板，第二隔板上设有筛网状水流口，第二隔板上设置有滤料，滤料由石英砂或陶粒制成，当滤速较低时需更换滤料。过滤区上部设有出水管，出水管连通废水回流计量系统，废水回流计量系统连通高位调节水箱；出水管排出的水一部分回流到高位调节水箱，一部分进入深度处理系统进一步处理。
采用上述高氮低碳废水预处理装置进行废水处理的方法如下：
①废水通过进水管进入高位调节水箱，水温调控系统和pH值调控系统调节废水的水温和pH值。
②高位调节水箱调节后的废水通过布水管实现在微氧区内均匀布水，微氧区的ORP系统控制鼓风机的开停工作，调控废水中的氧气含量，微氧填料中生长的氨氧化菌把废水中的氨氮部分转化成亚硝态氮。部分氧气逸出废水水面进入微氧区集气管，再进入进水管，降低曝气量，节省能耗。
③微氧曝气后的废水沿三相分离器流入气化区，气化区搅拌器对废水进行搅拌，厌氧填料中生长的ANAMMOX菌利用废水中的氨氮和亚硝态氮生成硝态氮和氮气。氮气逸出废水水面被气化区集气管收集排放。
④厌氧反应后的废水进入沉淀分离区，比重较大的污泥在重力的作用下下沉到沉淀分离区的下部，通过底部的污泥排放阀排出。微氧区的污泥排放管排放的污泥和沉淀分离区的污泥排放阀排放的多余污泥作为剩余污泥排放出去。
⑤沉淀分离后的废水进入过滤区，废水被滤料过滤后通过出水管排出，出水管排出的水一部分通过废水回流计量系统回流到高位调节水箱，一部分进入深度处理系统进一步处理。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的实施例的一种高氮低碳废水预处理装置的结构示意图；
图1中：1.高位调节水箱，1-1.进水管，2.微氧区，2-1.曝气盘，2-2.布水管，2-3.鼓风机系统，2-4.微氧区集气管，2-5.ORP系统，2-6.微氧填料，2-7.三相分离器，2-8.污泥排放管，3.气化区，3-1.挡流板，3-2.气化区集气管，3-3.厌氧填料，3-4.气化区搅拌器，4.沉淀分离区，4-1.第一隔板，4-2.污泥排放阀，5.过滤区，5-1.第二隔板，5-2.滤料，5-3.出水管，5-4.废水回流计量系统。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
实施例
如图1所示的本发明的一种高氮低碳废水预处理装置，包括高位调节水箱1、微氧区2、气化区3、沉淀分离区4和过滤区5。
所述的高位调节水箱1设有进水管1-1，高位调节水箱设有水温调控系统、pH值调控系统和高位调节水箱搅拌器。
所述的微氧区2的下部设置有曝气盘2-1，所述的曝气盘的上方设有布水管2-2，所述的布水管2-2连通高位调节水箱1，所述的曝气盘2-1通过管道连接有微氧区外的鼓风机系统2-3。所述的微氧区的上部设有上盖，微氧区的上盖上部设有微氧区集气管2-4，微氧区集气管2-4连通进水管1-1。为了废水处理的效果更好，所述的布水管2-2设置成同心圆形状或十字形状，布水管上具有水平辐射出水口。进一步，所述的曝气盘2-1是均匀设置有微孔的微孔式曝气盘；微氧区的中上部设有ORP系统2-5,ORP系统2-5与鼓风机系统2-3联通；微氧区内充填有微氧填料2-6，微氧填料2-6采用聚乙烯材料制成，微氧填料2-6为多孔球形或多孔多边形结构；微氧区的上部设有三相分离器2-7，曝气后的废水沿三相分离器2-7流入气化区3。微氧区的底部设有污泥排放管2-8。
微氧区2和气化区3之间设有挡流板3-1；所述的气化区的上部设有上盖，气化区的上盖上部设有气化区集气管3-2。气化区内充填有厌氧填料3-3，厌氧填料3-3采用聚乙烯材料制成，厌氧填料3-3为多孔球形或多孔多边形结构；气化区的中部设有气化区搅拌器3-4。
所述沉淀分离区4设置在高氮低碳废水预处理装置的下部，所述沉淀分离区4和气化区3之间设有第一隔板4-1，第一隔板4-1上设有筛网状水流口；沉淀分离区底部设计成锥形结构，在锥形结构下部设置有污泥排放阀4-2。污泥排放阀4-2排放的污泥作为剩余污泥排放出去。
所述沉淀分离区4和过滤区5之间设有第二隔板5-1，第二隔板5-1上设有筛网状水流口，第二隔板上设置有滤料5-2，滤料5-2由石英砂或陶粒制成，当滤速较低时需更换滤料。过滤区上部设有出水管5-3，出水管5-3连通废水回流计量系统5-4，废水回流计量系统5-4连通高位调节水箱1；出水管排出的水一部分回流到高位调节水箱1，一部分进入深度处理系统进一步处理。
采用上述高氮低碳废水预处理装置进行废水处理的方法如下：
①废水通过进水管1-1进入高位调节水箱1，水温调控系统调节废水的水温在30～35℃范围内，pH值调控系统调节废水的pH值在7～8.5范围内。
②高位调节水箱1调节后的废水通过布水管2-2实现在微氧区2内均匀布水，微氧区的ORP系统2-5控制鼓风机的开停工作，调控废水中的氧气含量在0.5～1.0mg/L范围内，微氧填料2-6中生长的氨氧化菌把废水中的氨氮部分转化成亚硝态氮，使废水中的亚硝态氮:氨氮为1.0～1.5:1。部分氧气逸出废水水面进入微氧区集气管2-4，再进入进水管1-1，降低曝气量，节省能耗。
③微氧曝气后的废水沿三相分离器2-7流入气化区3，气化区搅拌器3-4对废水进行搅拌，厌氧填料3-3中生长的ANAMMOX菌利用废水中的氨氮和亚硝态氮生成硝态氮和氮气。氮气逸出废水水面被气化区集气管3-2收集排放。
④厌氧反应后的废水进入沉淀分离区4，比重较大的污泥在重力的作用下下沉到沉淀分离区的下部，通过底部的污泥排放阀4-2排出。微氧区的污泥排放管2-8排放的污泥和沉淀分离区的污泥排放阀4-2排放的多余污泥作为剩余污泥排放出去。
⑤沉淀分离后的废水进入过滤区5，废水被滤料5-2过滤后通过出水管5-3排出，出水管5-3排出的水一部分通过废水回流计量系统5-4回流到高位调节水箱1，出水管5-3排出的水一部分进入深度处理系统进一步处理。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。