本发明专利技术公开了一种短程硝化-反硝化脱氮膜生物反应器及其污水处理工艺，该短程硝化-反硝化脱氮膜生物反应器包括脱氮反应池、膜组件，所述脱氮反应池分为多级串联的反应室，每级反应室内部通过折板墙分隔为缺氧区和兼氧区，且两者的顶部和底部均相连通；相邻两级反应室间通过穿孔墙分隔，穿孔墙上的通孔沿水流方向孔径逐渐变小；所述膜组件设于末级反应室的兼氧区内，所述短程硝化-反硝化脱氮膜生物反应器还包括往每级反应室的厌氧区供水的布水系统以及往每级反应室的兼氧区底部通气的曝气装置。该反应器可实现反应器内部污水的内循环流动脱氮过程，提高污水的脱氮处理效果。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及生物脱氮装置，属于污水处理领域，具体涉及一种短程硝化-反硝化 脱氮膜生物反应器及其污水处理工艺。
技术介绍
水体富营养化是指大量的氮、磷等元素排入水体后，促使藻类等水生生物大量生 长繁殖，使有机物产生的速度远远超过水体消耗速度，造成水体中有机物积蓄，破坏了水生 生态平衡。常见的较为严重的水体富营养化的表现有：水体发生"水华"、"赤潮"等现象。水 体富营养化会污染水资源，严重影响人类的日常生活，然而绝大多数的水体富营养化都是 由于人类活动过程中向水体输入氮、磷等元素而在水体中富集引起。因此，为了防止水体富 营养化，首先应该减少或者截断因人类活动而向水体输入的富含氮、磷等外部营养物质的 污染物。 近年来，有大量污水处理设施在大规模的兴建，同时也采用了生物脱氮工艺，其目 的都在于，削减因人类活动而向水体输入的富含氮、磷等外部营养物质的污染物，进而防治 水污染。传统的生物脱氮工艺包括A2/0、A/0、氧化沟、SBR及其变种、UCT等，其基本原理是 在将有机氮转化为氨氮（NH/-N)的基础上，先利用好氧段由硝化细菌和亚硝化细菌的协同 作用，将氨氮通过硝化作用转化为亚硝态氮（N-NO 2O、硝态氮（N-NO3O。再在缺氧条件下通 过反硝化作用将N-NCV、N-NCV转化为氮气（N 2)，溢出水面释放到大气，参与自然界氮的循 环。减少水中含氮量，降低出水的潜在危险性，达到削减水中氮元素目的。 反硝化菌是属于异养型兼性厌氧菌，在厌氧的条件下以NOx-N为电子受体，以有机 物为电子供体。碳源是反硝化过程中不可少的一种物质，进水的C/N直接影响生物脱氮除 氮效果。当进水C/N低于3. 4时，传统的生物脱氮工艺将面临碳源不足的问题而无法实现 生物脱氮，若外加甲醇、乙酸钠等方式补充碳源，采用大量的、持续的外加碳源措施，又将 造成污水处理成本的显著增加。并且，养殖废水、垃圾渗滤液、化工废水及部分城市生活污 水的C/N都远低于此值，传统的生物脱氮工艺将难以实现脱氮目的。此外，A 2AK A/0、氧化 沟、SBR及其变种、UCT等传统生物脱氮工艺构架组合中，含有多重污泥和混合液的回流，增 加了系统的复杂性，提高了基建和运行费用；脱氮过程对能源消耗多，这些都不符合环境低 碳可持续发展的要求。 所以，针对广泛存在的养殖废水、垃圾渗滤液、化工废水等高氨氮浓度、低C/N废 水，开发一种低成本投入、可持续的高效脱氮反应器，提高生物脱氮的去除效果，降低处理 成本，将更符合环境低碳可持续发展的趋势。 授权公告号为CN101863586B的专利申请公开了一种用于脱氮的膜生物反应器及 其污水脱氮方法，该膜生物反应器包括反应池和反应池内的膜组件以及膜组件连接的出水 口，反应池底部分别设有一个进水口和一个回流液入口，所述的膜生物反应器内通过四块 垂直导流挡板分隔为五个串联的小池，进水口与第一缺氧池相连；第一缺氧池通过上端的 折流出口与好氧池相通，好氧池底部设有第一曝气装置；好氧池进而通过下端的折流出口 与第二缺氧池相通；第二缺氧池再通过上端的折流出口与厌氧池相通；最后厌氧池通过下 端的折流出口与膜池相通，膜池底部设有第二曝气装置；膜池中有垂直放置的膜组件，并有 出水口与膜池相连；膜池的底部还设有污泥排放口，并与排泥泵连接；膜池的顶部还设有 回流液出口，并通过回流泵连接到第一缺氧池底部的回流液入口；其中，五个串联的小池的 容积比为1: 1: 1: 1:1?3,第一曝气装置的曝气量与好氧池容积的比为2-4. 51Γ1，第二曝气 装置的曝气量与膜池容积的比为3?7h' 该膜生物反应器虽然能够实现深度脱氮处理，可减轻膜污染，而且利用膜的高效 截留分离特性，过滤出水的水质良好；但是，该膜生物反应器的污水脱氮处理进程过短，且 污水在膜生物反应器中为单向流动，易造成污水脱氮处理不充分，污水处理效果不佳，尤其 是针对养殖废水、垃圾渗滤液、化工废水等高氨氮浓度、低C/N废水，处理效果更有待提高。
技术实现思路
本专利技术提供了一种短程硝化-反硝化脱氮膜生物反应器及其污水处理工艺，该反 应器可实现反应器内部污水的内循环流动脱氮过程，提高污水的脱氮处理效果。 一种短程硝化-反硝化脱氮膜生物反应器，包括脱氮反应池、膜组件，所述脱氮反 应池分为多级串联的反应室，每级反应室内部通过折板墙分隔为缺氧区和兼氧区，且两者 的顶部和底部均相连通；相邻两级反应室间通过穿孔墙分隔，穿孔墙上的通孔沿水流方向 孔径逐渐变小；所述膜组件设于末级反应室的兼氧区内，所述短程硝化-反硝化脱氮膜生 物反应器还包括往每级反应室的厌氧区供水的布水装置以及往每级反应室的兼氧区底部 通气的曝气装置。 所述缺氧区内设置有生物选择器，通过选择器对微生物进行选择性培养以防止污 水处理过程中发生污泥膨胀现象，从而影响反应室内污水与活性污泥混合液内循环的进 行。 在兼氧区曝气过程中，压缩空气由曝气装置释放进入兼氧区内，由于气体的推动 作用和压缩空气在水中的裹夹与混合作用，使得水与气的混合液密度减小而向上流动，并 在翻过折板墙的过程中到达液面，此时气液分离，气泡逸出水面，而液体翻过折板墙进入缺 氧区的生物选择器内与从布水装置进入的污水混合，继续进行污水脱氮处理过程。由于缺 氧区未与曝气装置相连，故污水与活性污泥的混合液因相对密度增大而向下沉，并重新进 入兼氧区。所以，污水与活性污泥的混合液在兼氧区内向上流动，在缺氧区内向下流动，构 成无动力内循环体系，其中，缺氧区和兼氧区内混合液的密度差即是循环的内动力，混合液 可在缺氧区和兼氧区中交替循环，从而提高了污水处理的效果。 所述折板墙的底部设有折向兼氧池的折板。所述缺氧区的底部远离兼氧区一侧设 有倾斜设置的导流斜坡。折板和导流斜坡的设置均可起到污水导流作用，避免部分污水堆 积反应室底部缺氧区和兼氧区相通的区域内，从而影响内循环体系的顺利进行。 所述折板墙的顶部设有高度可调的堰板。该堰板在折板墙上可上下移动，堰板移 动至最高位置时，高于折板墙且与液面高度一致，调节堰板的高度可调节污水与活性污泥 混合液从兼氧区顶部流入缺氧区过程中的流量，从而使反应室内部的内循环脱氮系统的脱 氮效果更佳。 由于气体与液体的密度不同，液体会受到重力的作用向下运动，而气体向上运动， 向上的气体会附着在变径孔壁面上，并沿着孔径变大的方向运动，回流至兼氧区内，气体回 流比例大于100%，从而使兼氧池区的气体不会随液体一同沿穿孔墙进入下一级的缺氧区。 作为优选，所述穿孔墙的通孔与水平方向的夹角为30?60°，通孔的进水入口端高于出口 端。 第一级反应室的厌氧区设有回泥口，最后一级反应室的兼氧区设有排泥口。本发 明短程硝化-反硝化脱氮膜生物反应器，除包括脱氮反应池、膜组件、布水装置和曝气装置 夕卜，还设有污泥回流装置和污泥排放装置；所述污泥回流装置的进口端与末级反应室的兼 氧区相连，出口端与第一级反应室的缺氧区相连通；所述污泥排放装置的一端与末级反应 室的兼氧区相通。 本专利技术还提供了一种所述短程硝化-反硝化脱氮膜生物反应器的污水处理工艺， 通过布水系统向各级反应室的缺氧区通入污水，通过曝气系统在兼氧区底部曝气，使污水 在缺氧区和兼氧区内进行循环脱氮，待脱氮处理结束后，污水经膜生本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种短程硝化‑反硝化脱氮膜生物反应器，包括脱氮反应池、膜组件，其特征在于，所述脱氮反应池分为多级串联的反应室，每级反应室内部通过折板墙分隔为缺氧区和兼氧区，且两者的顶部和底部均相连通；相邻两级反应室间通过穿孔墙分隔，穿孔墙上的通孔沿水流方向孔径逐渐变小；所述膜组件设于末级反应室的兼氧区内，所述短程硝化‑反硝化脱氮膜生物反应器还包括往每级反应室的厌氧区供水的布水系统以及往每级反应室的兼氧区底部通气的曝气装置。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：范举红，刘锐，陈吕军，占新民，
申请(专利权)人：浙江清华长三角研究院，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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