本发明专利技术公开了一种一体式自养型同步生物脱氮颗粒化装置，包括设置于支架上外筒，外筒内部设置有内筒；进水管和进气管均穿过底面伸入内筒，内筒内的进气管的端部连接有曝气头，外筒的顶部连接有污泥回流坡，污泥回流坡上方连接有沉淀筒，沉淀筒的上边缘设置有溢流堰，沉淀筒外部设置有集水槽；内筒顶部套设有隔离筒，隔离筒与污泥回流坡之间形成污泥回流缝，隔离筒的顶部高于沉淀筒，沉淀筒的内壁上连接有第二气水分离环形挡板，在第二气水分离环形挡板上方且在隔离筒外壁上设置有第一气水分离环形挡板。本装置无需外加循环装置，节能，在自循环的作用下可培养颗粒污泥，沉降性能好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于废水脱氮
，具体地说，涉及一种一体式自养型同步生物脱氮颗粒化装置。
技术介绍
废水脱氮技术应用最广泛的为废水生物脱氮技术，传统的废水生物脱氮技术为硝化-反硝化工艺，即在硝化段将氨氮氧化为硝氮(NH4+→NO3-)然后再在反硝化段将硝氮转化为氮气排放(NO3-→N2)。传统工艺需大量耗氧能耗、外加碳源，且剩余污泥产量高、效能低。为解决这些问题，研究者开发了短程硝化-厌氧氨氧化脱氮工艺，该工艺利用氨氧化细菌在短程硝化段将部分氨氮氧化为亚硝氮(NH4+→NO2-)然后再利用厌氧氨氧化细菌在厌氧氨氧化阶段将剩余的氨氮和产生的亚硝氮一起转化为氮气排放(NH4++NO2-→N2)，由于该工艺的氨氧化细菌和厌氧氨氧化细菌均为自养菌，因此与传统工艺相比可以节约60％的耗氧能耗、100％的外加碳源，减少90％的剩余污泥产量，且脱氮效能是传统的工艺的20倍左右。但是短程硝化-厌氧氨氧化工艺大多在两个装置内进行，土地利用面积大、两个工艺间NH4+/NO2-比例和pH难以调控调控。现有的技术中，没有一体式短程硝化-厌氧氨氧化工艺装置，直接在一个圆柱形筒内装上接种污泥，然后以序批式的方式进水和运行(Winkler,M.-K.,Kleerebezem,R.,vanLoosdrecht,M.,2012.Integrationofanammoxintotheaerobicgranularsludgeprocessformainstreamwastewatertreatmentatambienttemperatures.Waterresearch46,136-144.)。运行流程：先在厌氧条件下进水搅拌(60分钟)，厌氧氨氧化菌利用进水中的部分氨将好氧阶段产生的亚硝酸盐转化为氮气；然后是172分钟的好氧阶段，氨氧化菌将水中剩余的氨氧化物亚硝酸盐，然后是3分钟的沉降，5分钟的出水。这个工艺的缺点是：第一、工艺效能较低，1.8kg-N/m3/day。第二、由于出水中仍残留有亚硝酸盐、硝酸盐和有机物，容易产气将污泥带起来，沉降困难。第三、以厌氧氨氧化颗粒污泥为接种污泥，该污泥倍增时间长(11天)，难以获得。专利一体式高效自养脱氮反应器(公开号：CN104045156A；发明日：2014-06-20)公开的一体式高效自养脱氮反应器(如图1所示)包括同轴线装置的内筒和外筒，在内筒的上部同轴线套置安装三相分离器和与外筒壁上部直径扩大处紧密连接的喇叭筒，利用喇叭筒将内筒和外筒所形成的空间分隔为厌氧区和沉淀区，内筒作为好氧区，内筒顶面有将沉淀区和厌氧区隔离的环形溢流堰，好氧反应区内接种短程硝化污泥，设有螺旋式微孔曝气管，厌氧反应区内接种厌氧氨氧化污泥并添加颗粒态竹炭填料作为污泥载体。本专利实现了单一反应器内不同功能微生物的单独培养，可满足短程硝化与厌氧氨氧化过程的关键操作需求，保证反应器的高效稳定运行，适用于高氨氮、低碳氮比废水的处理。该专利的缺点是：第一、好氧和厌氧阶段形成物理分区，容易产生亚硝酸盐抑制，由于好氧阶段为酸化过程、厌氧阶段为简化过程，厌氧氧化菌需要氨氮：亚硝氮接近1:1左右，因此仍然存在pH和氨氮/亚硝氮比例难以调控的问题，难以形成高效能。第二、需要外加循环泵实现废水循环，增加能耗。第三、以厌氧氨氧化颗粒污泥为接种物，接种物难以获得。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术针对上述的问题，提供了一种一体式自养型同步生物脱氮颗粒化装置，包括支架，支架上设置有圆弧形的底面，底面上设置有外筒，外筒内部设置有内筒，所述内筒内为反应区，外筒内且在内筒外为回流区；进水管和进气管均穿过底面的底部伸入内筒，内筒内的进气管的端部连接有曝气头，外筒的顶部连接有直径逐步扩大的灯罩形污泥回流坡，污泥回流坡上方连接有圆柱形沉淀筒，沉淀筒的上边缘设置有锯齿状溢流堰，沉淀筒外部且低于溢流堰的位置处设置有环状的集水槽，集水槽的底部连接有出水管；内筒顶部套设有圆柱形的隔离筒，隔离筒的底部悬于污泥回流坡上，隔离筒与污泥回流坡之间形成污泥回流缝，隔离筒的顶部高于沉淀筒的顶部，沉淀筒的内壁上连接有与污泥回流坡相同坡度的第二气水分离环形挡板，第二气水分离环形挡板与隔离筒之间设置有缝隙，在第二气水分离环形挡板上方且在隔离筒外壁上设置有环形的第一气水分离环形挡板，第一气水分离环形挡板和第二气水分离环形挡板之间设置有缝隙；外筒的外侧面上等距安装有第一取样口和第二取样口，所述底面的底部设置有排泥管。进一步地，污泥回流缝的缝隙宽度在2cm以上。进一步地，第二气水分离环形挡板与隔离筒之间的缝隙的宽度为至少2cm。进一步地，第一气水分离环形挡板和第二气水分离环形挡板之间的缝隙的宽度至少2cm。进一步地，污泥回流坡与外筒通过法兰相连接。进一步地，外筒与底面通过法兰相连接。进一步地，外筒的高度与污泥回流坡的高度和沉淀筒的高度之和的比值大于2:1。进一步地，反应区与回流区的体积比大于3:1。进一步地，该一体式自养型同步生物脱氮颗粒化装置采用有机玻璃或者钢板制作而成。为了解决上述技术问题，本专利技术公开了一种一体式自养型同步生物脱氮颗粒化装置，暂时不写。与现有技术相比，本专利技术可以获得包括以下技术效果：1)目前见报道的大部分同步脱氮工艺均以厌氧氨氧化污泥为接种污泥，该污泥生长缓慢、生长条件苛刻、异常难得，目前市面上均无售卖，而本工艺以短程硝化污泥为接种污泥，辅以流加少量厌氧氨氧化污泥或者厌氧氨氧化工艺出水的方式启动该工艺，接种污泥易获取，大大降低工艺的应用推广难度。2)该装置所需供氧量非常少，仅需0.3-0.6mg/L的溶氧，曝气量仅为传统工艺的40％左右，这主要是由于：第一，该工艺的功能菌群之一厌氧氨氧化菌为厌氧菌；第二，该工艺与其它工艺相比，仅需将50％的氨氮转化为亚硝氮，降低了氧气利用量；第三，该装置外筒高度和外筒直径比较大，大于4:1，而外筒高度与外筒上部结构(污泥回流坡高度+沉淀筒高度)的比例大于2:1，较大的高径比可提升气体中氧气的利用率。在微曝气的情况下，内筒内的泥水混合物在气体的带动下向上，再在隔离板的阻挡下回流进入回流区，由于底部曝气形成的负压，再将回流到回流区底部的泥水混合物吸进内筒，形成自循环，因此该装置无需外加循环装置，节能，在自循环的作用下可培养颗粒污泥，沉降性能好。3)该装置以颗粒污泥为脱氮单元，其所培养的颗本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种一体式自养型同步生物脱氮颗粒化装置，其特征在于，包括支架(16)，所述支架(16)上设置有圆弧形的底面(23)，底面(23)上设置有外筒(19)，所述外筒(19)内部设置有内筒(18)，所述内筒(18)内为反应区(4)，所述外筒(19)内且在内筒(18)外为回流区(6)；进水管(1)和进气管(2)均穿过底面(23)的底部伸入内筒(18)，内筒(18)内的进气管(2)的端部连接有曝气头(3)，外筒(19)的顶部连接有直径逐步扩大的灯罩形污泥回流坡(20)，所述污泥回流坡(20)上方连接有圆柱形沉淀筒(22)，所述沉淀筒(22)的上边缘设置有锯齿状溢流堰(11)，沉淀筒(22)外部且低于溢流堰(11)的位置处设置有环状的集水槽(10)，集水槽(10)的底部连接有出水管(12)；所述内筒(18)顶部套设有圆柱形的隔离筒(21)，隔离筒(21)的底部悬于污泥回流坡(20)上，隔离筒(21)与污泥回流坡(20)之间形成污泥回流缝(7)，隔离筒(21)的顶部高于沉淀筒(22)，沉淀筒(22)的内壁上连接有与污泥回流坡(20)相同坡度的第二气水分离环形挡板(8)，所述第二气水分离环形挡板(8)与隔离筒(21)之间设置有缝隙，在第二气水分离环形挡板(8)上方且在隔离筒(21)外壁上设置有环形的第一气水分离环形挡板(5)，所述第一气水分离环形挡板(5)和第二气水分离环形挡板(8)之间设置有缝隙；所述外筒(19)的外侧面上等距安装有第一取样口(13)和第二取样口(14)，所述底面(23)的底部设置有排泥管(15)。...
【技术特征摘要】
1.一种一体式自养型同步生物脱氮颗粒化装置，其特征在于，
包括支架(16)，所述支架(16)上设置有圆弧形的底面(23)，底
面(23)上设置有外筒(19)，所述外筒(19)内部设置有内筒(18)，
所述内筒(18)内为反应区(4)，所述外筒(19)内且在内筒(18)
外为回流区(6)；进水管(1)和进气管(2)均穿过底面(23)的
底部伸入内筒(18)，内筒(18)内的进气管(2)的端部连接有曝
气头(3)，外筒(19)的顶部连接有直径逐步扩大的灯罩形污泥回
流坡(20)，所述污泥回流坡(20)上方连接有圆柱形沉淀筒(22)，
所述沉淀筒(22)的上边缘设置有锯齿状溢流堰(11)，沉淀筒(22)
外部且低于溢流堰(11)的位置处设置有环状的集水槽(10)，集水
槽(10)的底部连接有出水管(12)；所述内筒(18)顶部套设有圆
柱形的隔离筒(21)，隔离筒(21)的底部悬于污泥回流坡(20)上，
隔离筒(21)与污泥回流坡(20)之间形成污泥回流缝(7)，隔离
筒(21)的顶部高于沉淀筒(22)，沉淀筒(22)的内壁上连接有与
污泥回流坡(20)相同坡度的第二气水分离环形挡板(8)，所述第
二气水分离环形挡板(8)与隔离筒(21)之间设置有缝隙，在第二
气水分离环形挡板(8)上方且在隔离筒(21)外壁上设置有环形的
第一气水分离环形挡板(5)，所述第一气水分离环形挡板(5)和第
二气水分离环形挡板(8)之间设置有缝隙；所述外筒(19)的外侧
面上等距安装有第一取样口(13)和第二取样口(14)，所述底面(23)
的底部...
【专利技术属性】
技术研发人员：王兰，王智勇，邓良伟，张云红，郑丹，
申请(专利权)人：农业部沼气科学研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51
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