一种短程反硝化耦合厌氧氨氧化的污水处理装置的制作方法

本实用新型涉及一种短程反硝化耦合厌氧氨氧化的污水处理装置，属于污水处理技术领域。

背景技术：

厌氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation，ANAMMOX)工艺因其高效低耗的优势，在废水生物脱氮领域具有广阔的应用前景。在过去的20年中，许多基于ANAMMOX反应的工艺得以不断研究和应用。厌氧氨氧化的发现为实现高效、低耗、可持续性的脱氮奠定了坚实的基础。但是厌氧氨氧化在应用时要有足够的亚硝酸盐作为其反应的电子受体。而传统的通过短程硝化获得亚硝酸盐的方法只适合某些特定的污水，对城市污水则存在很大的挑战性。事实上，反硝化过程中也存在亚硝酸盐积累。而一体化厌氧氨氧化是污水处理中的一种新型生物脱氮技术，包括短程反硝化及厌氧氨氧化两个过程。当前研究发现，一体化厌氧氨氧化实现过程较为困难，难以控制最佳条件使短程反硝化及厌氧氨氧化在同一反应器内进行，如何实现同时满足短程反硝化及厌氧氨氧化的条件成为当前一体化厌氧氨氧化研究的难点。

现有工艺中，短程反硝化和厌氧氨氧化都是分别在两个反应池中进行，且装置智能程度较低，运行中需要人为干涉，无法自动进行操作，繁琐复杂的人为操作造成工作量的提升和人为误差的增加，因此一种能够根据水质情况自动调节水质环境，从而为短程反硝化和厌氧氨氧化提供良好微生物生长和代谢环境的一体化短程反硝化耦合厌氧氨氧化污水处理装置的开发显得十分必要。

技术实现要素：

实用新型目的：本实用新型所要解决的技术问题是提供一种短程反硝化耦合厌氧氨氧化的污水处理装置，该装置结构紧凑，整个短程反硝化、厌氧氨氧化反应在一个反应器内完成，且自动化程度高。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术手段为：

一种短程反硝化耦合厌氧氨氧化的污水处理装置，包括相互连通的调节池和反应器，还包括加药装置和PLC控制模块；所述反应器包括分离区和反应区，所述反应区筒体外套设有保温层；所述调节池内设有氨氮和硝态氮浓度传感器以及pH值检测探头，加药装置一端分别连接酸液池和碱液池，加药装置另一端连接调节池；所述反应区的上部和下部均设有回流口，反应区上部和下部的回流口通过回流管连接，回流管上设有回流泵，用于回流泥水混合物；所述反应区内设有溶解氧传感器和pH值检测探头；所述分离区顶部还设有排气口，分离区通过排气口与集气装置连接；所述氨氮、硝态氮浓度、溶解氧传感器、pH值检测探头和加药装置分别与PLC控制模块连接。

其中，所述保温层为保温水浴夹层，所述保温层内设有加热温控装置，加热温控装置与PLC控制模块连接；加热温控装置包括温度传感器和加热棒，温度传感器和加热棒分别与PLC控制模块连接。

其中，调节池与反应器的反应区通过管道连接，连接调节池和反应区的管道上设有进水泵；反应区筒体上设有多个取样口，取样口内插入有取样管，取样管穿过保温层伸入罐体内部；即反应区筒体上有间隔设置的取样管穿过保温层伸入罐体内部。

其中，所述分离区位于反应区的上部，分离区外部设有环形集液槽，分离区侧壁上设有溢流口，环形集液槽用于收集溢流口排出来的水；分离区顶部为集气室，分离区内设有三相分离器，三相分离器底端固定在分离区侧壁上，三相分离器顶端通入集气室中。

其中，所述集气室底面设有U型排气管，U型排气管用于收集沉淀区产生的气体；集气室的下端侧面设有排出孔，用于排出气体携带出的污泥颗粒；集气室顶部设有排气孔，排气孔通过排气管与外部集气装置连接，排气孔将集气室的气体排出至外部集气装置。

其中，所述排气管上设有截止阀和氮气流量计。

相比于现有技术，本实用新型技术方案具有的有益效果为：

本实用新型装置整个短程反硝化、厌氧氨氧化反应均在同一个反应器内完成，整个装置结构紧凑，一体化和自动化程度高，操作方便；同时本实用新型装置能够根据水质情况自动调节水质环境，从而为反应器内短程反硝化和厌氧氨氧化提供良好的微生物生长和代谢环境。

附图说明

图1为本实用新型污水处理装置的结构示意图；

图2为本实用新型污水处理装置反应区的结构示意图；

图3为本实用新型污水处理装置分离区的结构示意图；

图4为本实用新型污水处理装置分离区的俯视图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步说明。

如图1～4所示，本实用新型短程反硝化耦合厌氧氨氧化的污水处理装置，包括相互连通的调节池6和反应器11，还包括加药装置9和PLC控制模块20；反应器11包括分离区11-1和反应区11-3，分离区11-1和反应区11-3通过法兰可拆卸连接；反应区11-3筒体外套设有保温层11-4；调节池6内设有氨氮和硝态氮浓度传感器7以及pH值检测探头9-1，加药装置9一端分别连接酸液池9-2和碱液池9-3，加药装置9另一端连接调节池6；反应区11-3的上部和下部均设有回流口21，反应区11-3上部和下部的回流口26通过回流管20连接，回流管21上设有回流泵14，回流管21用于回流泥水混合物；反应区11-3内设有溶解氧传感器13和pH值检测探头；分离区11-1顶部还设有排气口，分离区11-1通过排气口与集气装置18连接；氨氮和硝态氮浓度传感器7、pH值检测探头9-1、溶解氧传感器13和加药装置9分别与PLC控制模块20连接。

其中，保温层11-4为保温水浴夹层，保温层11-4内设有加热温控装置12，加热温控装置12与PLC控制模块20连接；加热温控装置12包括温度传感器和加热棒，温度传感器和加热棒分别与PLC控制模块20连接，加热温控装置12用于对反应区筒体的加热和保温。

其中，调节池6与反应器11的反应区11-3通过管道连接，连接调节池6和反应区11-3的管道上设有进水泵10；反应区11-3筒体上设有多个取样口22，取样口22内插入有取样管，取样管穿过保温层11-4伸入反应区11-3筒体内部；即反应区筒体上有间隔设置的取样管穿过保温层11-4伸入罐体内部。

其中，分离区11-1位于反应区11-3的上部，分离区11-1外部设有环形集液槽11-2，分离区11-1侧壁上设有溢流口24，环形集液槽11-2用于收集溢流口24排出来的水；分离区11-1顶部为集气室25，分离区11-1内设有三相分离器23，三相分离器23底端固定在分离区11-1侧壁上，三相分离器23顶端通入集气室25中；集气室25底面设有U型排气管26，U型排气管26用于收集三相分离器23沉淀区产生的气体；集气室25的下端侧面设有排出孔28，排出孔28用于排出气体携带出的污泥颗粒；集气室25顶部设有排气孔27，排气孔27通过排气管19与外部集气装置18连接，排气孔27将集气室25的气体排出至外部集气装置18。排气管19上设有截止阀16和氮气流量计17。

污水厂进水和出水通过两路进水管进入调节池6，两路进水管上均设有电动调节阀1(2)和流量计3(4)，两路进水管通过三通管5与调节池6连接。污水厂进出水分别经电动调节阀和三通管5连接至调节池6顶部，电动调节阀1和电动调节阀2用于控制进、出水的流量，流量计3和流量计4用于实时显示进出水流量大小。调节池6尺寸为φ350mm×200mm，调节池6内设有氨氮、硝态氮浓度传感器7，氨氮、硝态氮浓度传感器7用于检测NH4⁺和NO3^-浓度并与PLC控制模块20连接，按照设定的比例调节进出水阀门1和1的开度，使调节池6内的NH4⁺和NO3^-稳定在设定的范围内，调节池6内的pH值探头9-1探测到液体pH值高于或低于所设定的范围时，pH自动加药装置9将碱液投加泵9-2或酸液投加泵9-3开启，直至调节池6内pH值降至设定范围；调节池6顶部设有搅拌器8，使整个调节过程中各物质混合均匀。调节池6底部通过进水泵10将污水泵入反应器11，反应器11有效容积为13L，反应器11包括分离区11-1和反应区11-3，反应区11-3尺寸为上底面φ150mm×下底面φ120mm×高900mm。反应器11总高1550mm。反应区11-3外部有保温水浴夹层11-4，保温水浴夹层11-4中设有加热温控装置12，反应区11-3内部有pH、溶解氧传感器13，溶解氧传感器13用于检测反应区11-3内微生物生长的环境。反应区11-3上流处理后的水由回流泵14泵入反应区11-3底部与进水充分混合后进一步参与反应过程，同时起到扰动反应区11-3内泥水混合物，使之混合均匀。反应器11上部为分离区11-1，分离区11-1内设有三相分离器23，三相分离器23用于泥水分离。反应器11出水排入集液槽11-2内，集液槽11-2内有传感器15，传感器15包括氨氮传感器15-1、硝态氮传感器15-2、亚硝态氮传感器15-3、COD传感器15-4，集液槽11-2内的氨氮传感器15-1、硝态氮传感器15-2、亚硝态氮传感器15-3、COD传感器15-4均与PLC控制模块20连接，集液槽11-2内的传感器用来检测排出水的水质指标。反应器11顶部设有排气管19，排气管19连接两位三通截止阀16与氮气流量计17，气体通入集气装置18，需要时收集，不需要时直接排放，方便进行分析测定，本实用新型装置中所有的传感器、阀门、加热温控装置12、加药装置9、流量计均与PLC控制模块20连接，PLC控制模块20内含有无线通讯模块，PLC控制模块20通过无线通讯模块与云服务器连接，从而实现控制终端对整个过程的远程控制和自动调控。

本实用新型装置针对厌氧氨氧化菌与短程反硝化菌的特性，能够自动调节减少水质状况和运行条件对微生物的冲击，创造适宜功能微生物生长和代谢的稳定环境，以维持短程反硝化耦合厌氧氨氧化污水处理装置的高效稳定运行。