一种全程自养脱氮反应装置的制作方法

本发明涉及污水处理技术领域，尤其是涉及一种全程自养脱氮反应装置。

背景技术

根据《2015中国环境状况公报》，我国氨氮排放量达到229.9万吨，严重污染了自然水体。氮素污染易导致水体富营养化现象，对自然环境及人体健康造成了严重威胁。寻求高效、经济的脱氮技术已成为环境工作者努力的方向。废水生物膜处理工艺具有运行成本低、二次污染少、占地面积小的优点，能够有效进行废水处理。新型全程自养脱氮工艺有别于传统的硝化反硝化工艺，它以水中的氨氮为电子供体，以氨氮转化而成的亚硝酸盐为电子受体直接生成氮气，实现绿色脱氮的目的，不需要额外添加有机碳源。在全程自养脱氮系统中，需要富集好氧氨氧化菌（aob）和厌氧氨氧化菌（aanammox），淘汰亚硝酸盐氧化菌（nob）。在全程自养脱氮系统实际运行中，常面临着菌群失衡、运行性能不稳定的问题。

中国专利申请公开号cn205740473u，公开日为2016年11月30日，名称为“一种防止污泥流失的自养脱氮反应装置”，公开了一种防止污泥流失的自养脱氮反应装置，该自养脱氮反应装置解决现有技术中自养脱氮反应器存在的污泥流失、出水口堵塞等问题，有效避免污泥流失和出水口堵塞。但是该装置仍无法解决菌群失衡、运行性能不稳定的问题。

技术实现要素：

本发明为了克服现有技术中的不足，提供一种能够提高系统生态多样性和生物量，提升系统脱氮性能和运行稳定性，并且可以减少自养脱氮系统的运行成本的全程自养脱氮工艺反应装置。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种全程自养脱氮反应装置，包括反应器本体，反应器本体包括自养脱氮单元和截留单元，所述自养脱氮单元包括自上而下依次连通的进水层、载体层和沉淀层，沉淀层底部与截留单元底部连通；所述进水层外壁上设有进水口，进水层内设有布水管，布水管与进水口连通，所述进水层顶部设有出气口，所述载体层内设有多个曝气管和多块上下依次排布的网状隔板，两块相邻的网状隔板之间形成隔离空间，隔离空间内填充有硅藻土；所述截留单元侧壁下部设有出泥口，截留单元侧壁上部设有出水口，截留单元顶部设有出气口。通过实施上述技术方案，可以有效的对污水进行脱氮处理，所述布水管可以使污水均匀分布在进水层内，然后进入载体层。所述载体层的多层结构可以使污水和硅藻土充分接触，使硅藻土内的微生物将污水中的氮元素转化为氮气。采用硅藻土形成生物硅藻土，能够有效的富集氨氧化菌和厌氧氨氧化菌，提高系统生物量和系统脱氮性能，减少自养脱氮系统的运行成本。

作为优选，所述网状隔板的网格孔孔径0.02~~0.80cm；两块相邻的所述网状隔板之间的间距为2~5cm。通过实施上述技术方案，可以使有适量的硅藻土处在隔离空间之内，也保证污水能够流过载体层。

作为优选，所述截留单元内设有截留格栅组，截留格栅组位于出水口与出泥口之间；所述截留格栅组由多块基础格栅多层排布组成，所述出泥口上设有出泥阀门。所述结构可以防止污泥通过出水口排出。多层结构可以增加过滤效果。平时出泥阀门关闭，当需要排泥时打开出泥阀门。

作为优选，所述基础格栅的栅条间隙为0.2~3.0cm。所述栅条间隙可以保证水通过，污泥和其它固体颗粒物无法通过。

作为优选，所述自养脱氮单元的体积与截留单元的体积比值为（1.2~3）:1。通过实施上述技术方案，可以使截留单元的截留静置污水的速度与自养脱氮单元污水脱氮处理的速度基本一致，保证污水处理效果。

作为优选，还包括集气装置，所述出气口与集气装置通过气管连通。所述结构可以对废弃进行回收集中处理，同时保证废气及时排出反应器本体，保证反应器本体氧气的含量在需要的范围内。

作为优选，所述曝气管竖向布置并且均匀分布在载体层内，所述曝气管上均匀的设有多个曝气孔；所述曝气孔直径0.1~1cm。所述网状隔板上设有多个通孔，保证曝气管可以穿过网状隔板，所述曝气管竖向布置方式，可以保证气体均匀的分布到各层隔离空间内，有效提高溶解氧的利用效率，减少曝气成本。

作为优选，所述沉淀层底部设有反冲洗管，反冲洗管上设有多个冲洗孔，反冲洗管进水端设有反冲洗阀。通过实施上述技术方案，可以在反应器本体底部污泥过多时，打开反冲洗阀，利用反冲洗管进行反冲洗，将底部污泥反冲洗后通过出泥口排出。

作为优选，所述截留单元内设有出水溢流堰，出水溢流堰设置在出水口附近。出水溢流堰可以使出水更加平稳。

作为优选，所述布水管上设有多个布水口，布水口均匀的分布在布水管上；所述进水层顶部设有回流口。当载体层内生物量过少时，可以通过回流口将出泥口排出的污泥返回载体层，污泥里丰富的菌落可以增加载体层的生物量。

本发明的有益效果是：（1）采用硅藻土形成生物硅藻土，提高系统生态多样性；（2）能够有效的富集氨氧化菌和厌氧氨氧化菌，提高系统生物量和系统脱氮性能；（3）特的曝气方式能够有效提高溶解氧的利用效率，减少曝气成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：反应器本体1、自养脱氮单元2、进水层2.1、载体层2.2、沉淀层2.3、截留单元3、进水口4、出气口5、布水管6、曝气管7、网状隔板8、隔离空间9、硅藻土10、截留格栅组11、基础格栅11.1、反冲洗管12、出水溢流堰13、回流口14、出泥口15、出水口16。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述：

如图1所示，一种全程自养脱氮反应装置，包括反应器本体1，反应器本体1包括自养脱氮单元2和截留单元3，所述自养脱氮单元2包括自上而下依次连通的进水层2.1、载体层2.2和沉淀层2.3，沉淀层2.3底部与截留单元3底部连通；所述进水层2.1外壁上设有进水口4，进水层2.1内设有布水管6，布水管6与进水口4连通，所述进水层2.1顶部设有出气口5，所述载体层2.2内设有多个曝气管7和多块上下依次排布的网状隔板8，两块相邻的网状隔板8之间形成隔离空间9，隔离空间9内填充有硅藻土10；所述截留单元3侧壁下部设有出泥口15，截留单元3侧壁上部设有出水口16，截留单元3顶部设有出气口5。通过实施上述技术方案，可以有效的对污水进行脱氮处理，所述布水管6可以使污水均匀分布在进水层2.1内，然后进入载体层2.2。所述载体层2.2的多层结构可以使污水和硅藻土10充分接触，使硅藻土10内的微生物将污水中的氮元素转化为氮气。采用硅藻土10形成生物硅藻土，能够有效的富集氨氧化菌和厌氧氨氧化菌，提高系统生物量和系统脱氮性能，减少自养脱氮系统的运行成本。

所述网状隔板8的网格孔孔径0.02~~0.80cm；两块相邻的所述网状隔板8之间的间距为2~5cm。通过实施上述技术方案，可以使有适量的硅藻土10处在隔离空间9之内，也保证污水能够流过载体层2.2。

所述截留单元3内设有截留格栅组11，截留格栅组11位于出水口16与出泥口15之间；所述截留格栅组11由多块基础格栅11.1多层排布组成，所述出泥口15上设有出泥阀门。所述结构可以防止污泥通过出水口16排出。多层结构可以增加过滤效果。平时出泥阀门关闭，当需要排泥时打开出泥阀门。

所述基础格栅11.1的栅条间隙为0.2~3.0cm。所述栅条间隙可以保证水通过，污泥和其它固体颗粒物无法通过。

所述自养脱氮单元2的体积与截留单元3的体积比值为（1.2~3）:1。通过实施上述技术方案，可以使截留单元3的截留静置污水的速度与自养脱氮单元2污水脱氮处理的速度基本一致，保证污水处理效果。

还包括集气装置，所述出气口5与集气装置通过气管连通。所述结构可以对废弃进行回收集中处理，同时保证废气及时排出反应器本体1，保证反应器本体1氧气的含量在需要的范围内。

所述曝气管7竖向布置并且均匀分布在载体层2.2内，所述曝气管7上均匀的设有多个曝气孔；所述曝气孔直径0.1~1cm。所述网状隔板8上设有多个通孔，保证曝气管7可以穿过网状隔板8，所述曝气管7竖向布置方式，可以保证气体均匀的分布到各层隔离空间9内，有效提高溶解氧的利用效率，减少曝气成本。

所述沉淀层2.3底部设有反冲洗管12，反冲洗管12上设有多个冲洗孔，反冲洗管12进水端设有反冲洗阀。通过实施上述技术方案，可以在反应器本体1底部污泥过多时，打开反冲洗阀，利用反冲洗管12进行反冲洗，将底部污泥反冲洗后通过出泥口15排出。

所述截留单元3内设有出水溢流堰13，出水溢流堰13设置在出水口16附近。出水溢流堰13可以使出水更加平稳。

所述布水管6上设有多个布水口，布水口均匀的分布在布水管6上；所述进水层2.1顶部设有回流口14。当载体层2.2内生物量过少时，可以通过回流口14将出泥口15排出的污泥返回载体层2.2，污泥里丰富的菌落可以增加载体层2.2的生物量。

本实施例所述的装置在使用时，污水依次通过进水口44、布水管6后进入自养脱氮单元2，经过载体层2.2的生物脱氮后进入截留单元3，截留格栅组11对污水进行过滤，处理后的水通过出水口16排出，多余的污泥通过出泥口15排出。

本发明的有益效果是：采用硅藻土形成生物硅藻土，提高系统生态多样性；能够有效的富集氨氧化菌和厌氧氨氧化菌，提高系统生物量和系统脱氮性能；特的曝气方式能够有效提高溶解氧的利用效率，减少曝气成本。