一种多功能生物脱氮处理系统的制作方法

1.本实用新型涉及污水处理领域，具体为一种多功能生物脱氮处理系统。


背景技术：

2.含氮污染物是困扰环保界的主要环境问题之一，而氨氮是造成氮污染的最主要形式；由于氨氮被认为是相对惰性的还原性物质，未经处理直接排放到天然水体中会造成严重的生态和人类健康危害。目前我国每年的氨氮排放量达到141.8万吨。
3.废水生物脱氮是通过工程手段模拟及强化微生物的氮素循环过程，实现氮污染物高效地从废水中以氮气的形式逃逸的技术，是应用最为广泛和成熟的废水氮污染物处理技术。由于废水中的氮形态丰富多样，包括有机氮、氨氮、亚硝氮以及硝氮，且将这些形态的氮转化为惰性的氮气涉及众多的生物化学反应，例如氨化、好氧氨氧化、亚硝酸氧化、反硝化及厌氧氨氧化等，使得该技术所蕴含的理论丰富、广泛且复杂；形式多样且变幻莫测。因此该微生物脱氮技术具备引领未来氮处理技术的潜力，一直以来都是氮处理技术的研究热点。
4.然而，目前并没有一种废水生物脱氮工艺能实现不同脱氮路径的整合；且废水生物脱氮工艺中的各处理单元协同效率有进一步提高的空间，对处理单元的改造升级也较为困难。


技术实现要素：

5.本实用新型针对上述现有技术存在的问题，提供一种多功能生物脱氮处理系统，整合了不同的废水脱氮净化路径。
6.本实用新型的目的，通过以下技术方案予以实现：
7.一种多功能生物脱氮处理系统，包括依次连通的预处理单元、前置好氧单元、水解厌氧单元和后置好氧单元；所述预处理单元的出水口设置有与水解厌氧单元入水口连通的分流管道。
8.优选地，所述后置好氧单元的出水口设置有回流至水解厌氧单元的回流管道。当回流管道和分流管道同时开启时，本实用新型采用亚硝化/硝化
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反硝化路径；当回流管道和分流管道同时关闭时，本实用新型采取短程硝化
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厌氧氨氧化路径；当回流管道关闭且分流管道打开时，本实用新型采取亚硝化
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厌氧氨氧化耦合反硝化路径。
9.本实用新型还包括污泥分离单元；所述前置好氧单元、水解厌氧单元和后置好氧单元的污泥排放口分别与污泥分离单元连接；所述污泥分离单元的出水口通过清液回流管与预处理单元进水口连接。污泥分离单元能够挤压污泥中的水分，将清水回流至预处理单元中，能够减少排出的污水量和循环利用污水。
10.所述前置好氧单元、水解厌氧单元和后置好氧单元均为流化床。优选地，所述流化床为生物三相流化床。进一步优选地，所述前置好氧单元为带有ph控制器的生物三相流化床。
11.本实用新型还包括曝气装置；所述前置好氧单元、水解厌氧单元和后置好氧单元的底部均设置有曝气装置，曝气装置与气源连接。所述气源为离心鼓风机。所述曝气装置为微孔曝气盘。曝气装置能够有效的搅动处理单元内的物料，增加微生物和待处理废水的接触面积，同时防止处理单元内“处理死角”的出现。
12.所述预处理单元包括过滤池和沉降池两个部分；预处理单元能够起到过滤大颗粒杂质和沉降悬浮颗粒杂质的作用。
13.所述污泥分离单元为立式污泥罐。
14.本实用新型具有以下优点：
15.1.本实用新型可根据需处理污水的水质，通过控制分流管道和回流管道的开合自由切换成亚硝化/硝化
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反硝化路径、亚硝化
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厌氧氨氧化耦合反硝化路径、亚硝化
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厌氧氨氧化路径，实现了不同废水生物脱氮工艺路线的整合.
16.2.本实用新型的各处理单元之间互相独立，协同合作；当出现需要维修、更换或升级某个处理单元时，其他处理单元不受影响；维修、升级成本低。
附图说明
17.图1为本实用新型实施例的结构示意图；
18.图2为本实用新型实施例预处理单元的结构示意图；
19.图3为本实用新型实施例生物三相流化床装置的结构示意图；
20.图4为本实用新型实施例分离单元的结构示意图。
21.图中：1.预处理单元；2.前置好氧单元；3.水解厌氧单元；4.后置好氧单元；5.污泥分离单元；6.气源；101.分流管道；102.回流管道；103.排泥管道；104.排泥管道；105.排泥管道；106.清液回流管；11.泵；12.泵；13.污泥泵；15.污泥泵；15.污泥泵；16.回流泵；17.气体流量调节器；18.气体流量调节器；19.气体流量调节器；201.过滤池；203.栅格；203.沉降池；204.出水口；205回流口；401.进水口；402.曝气装置；403.排泥口；404.进气口；405.升流区；406.降流区；407.回流口；408.出水口；409.气液分离区；410固液分离区；501泥水入口；502.清液出口；503.气体出口；504.外排口。
具体实施方式
22.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
23.本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
24.在本实用新型中，除非另有规定或者限定，需要说明的是，若有“安装”、“连接”、“相连”等术语应做广义理解，例如，可以是机械连接或者电连接或者气路连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通
技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
25.如图1所示，本实用新型一共设有6个单元，按照污水处理的顺序为依次连通的预处理单元1、前置好氧单元2、水解厌氧单元3；后置好氧单元4。
26.前置好氧单元2、水解厌氧单元3和后置好氧单元4通过各自带有污泥泵13、14、15的排泥管道103、104、105与污泥分离单元5的入水口连通；污泥分离单元5的出水口通过带有回流泵16的清液回流管106与预处理单元1连接。
27.气源6通过各自独立带有气体流量调节器17、18、19的管道与分别与前置好氧单元2、水解厌氧单元3和后置好氧单元4的曝气装置，为前置好氧单元2、水解厌氧单元3和后置好氧单元4的曝气端口提供气体来源。
28.预处理单元1的出水口设有通向水解厌氧单元3入水口带有泵11的管道分流101；后置厌氧单元4的出口处设有通向水解厌氧单元3入水口带有泵12的回流管道102连接。分流管道101和回流管道102的开关取决于不同的废水脱氮净化路径。
29.前置好氧单元2、水解厌氧单元3、后置好氧单元4均为生物三相流化床，结构如图3所示。生物三相流化床装置的底部设有进水口401、曝气装置402排泥口403、进气口404；生物三相流化床的中部为升流区405，外周为降流区406；生物三相流化床的上方设有回流口407和出水口408，上方内部分中部的气液分离区409和外周的固液分离区410两个部分。进水口401用于接受来自上一个单元的污水；曝气装置402的端口与气源6连接；排泥口403用于向分离单元5排放污泥；上端的出水口408用于向下一个单元或外界排出水分。曝气装置402为微孔爆气盘。
30.三相流化床反应器是一种常用的生化反应器，微生物在反应器内通过同化作用和异化作用降解污染物并实现自身的增殖，通过固液分离去除污水中的有机物后即可实现有机物、氮、磷及其他污染物的去除。生物三相流化床即可以用于好氧反应也可以用于厌氧反应。
31.前置好氧单元2中的三相流化床反应器额外设有ph自动控制器，通过ph值和曝气通量的调整，可便捷、省时地在硝化与亚硝化反应之间转换。
32.水解厌氧单元3中的三相流化床反应器额外设有可调控反应机制，可自由在反硝化、厌氧氨氧化和反硝化
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厌氧氨氧化耦合等反应之间转换。
33.预处理单元1是具有截污、沉砂、ph调节等功能的系统性单元，目的是减轻污染物对后续单元的冲击预处理单元1结构如图2所示，分为过滤池201和沉降池203两部分；过滤池201中相对地面倾斜的放置有栅格202，栅格202将污水中的不溶性固体大颗粒过滤，过滤后的污水通过带有泵的管道进入到沉降池203中，沉降池203通过重力将污水中的悬浮不溶物沉降至底部；然后清水通过设置与位于沉降池203较上方的出水口204排出至前置好氧单元2中进行处理。另外，沉降池203的上端还开设有回流口205；用于接受污泥分离单元5的上部清液。
34.污泥分离单元5如图4所示，为立式污泥罐，其上方为泥水入口501、清液出口502和和气体出口503；下方设有外排口504；污泥分离单元5，泥水从泥水入口501进入污泥分离单元5中，然后经过依靠重力将污泥、液态水和气体分离；气体从气体出口503排出设备外；底部的外排口504排放污泥，上部清液从清液出口502排出通过清液回流管106回流至预处理单元1中。
35.本实用新型可以根据废水不同的c/n(碳/氮元素的质量比值)比调成不同的工作模式：
36.当进水污水c/n比＞6时，采用亚硝化/硝化
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反硝化路径，稳定完全的硝化和充足的反硝化有机碳源是总氮去除的关键。废水先经过过预处理单元1进行过滤、沉降，然后部分废水流入前置好氧单元2高效曝气，快速完成有机物的降解、氨氮的硝化；然后与另一部分预处理单元1的出水(作为反硝化碳源)按一定的比例混合进入水解厌氧单元3，然后进入后置好氧单元4；后置好氧单元4进行与前置好氧单元2相同的硝化反应；后置好氧单元4的硝化液通过回流管道102回流到水解厌氧单元3，进行反硝化脱氮，与有机物碰撞实现氮的去除。在此路径下，前置好氧单元2可以降低后置好氧单元4硝化液的回流比。
37.当进水污水c/n比在2
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6之间时，采用亚硝化
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厌氧氨氧化耦合反硝化路径。废水先经过过预处理单元1进行过滤、沉降，然后一部分的预处理出水在前置好氧单元2中实现亚硝化(短程硝化)，生成的亚硝酸盐与另一部分预处理出水一同进入水解厌氧单元3中，进行厌氧氨氧化和反硝化的耦合反应，然后进入后置好氧单元4中接纳水解厌氧单元3残留的污染物，进行深度的去除，此工作模式中后置好氧单元4的回流管道103关闭。
38.当进水污水c/n比＜2时，采用短程硝化(亚硝化)
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厌氧氨氧化路径，此路径无需任何有机碳源和回流操作。废水经过预处理单元1的物化反应、沉淀，流入前置好氧单元2，通过参数的调控实现短程硝化反应，即废水中部分的还原性氮被氧化为亚硝酸盐氮；然后亚硝酸盐氮和残留的氨氮进入水解厌氧单元3中进行厌氧氨氧化反应；最后进入后置好氧单元4进行深度的去除。此工作模式中，后置好氧单元4至水解厌氧单元3的回流管道102，和预处理通往水解厌氧单元3的分流管道101关闭。
39.采用任意工作路径时，当对应的处理单元工作时，对应的气源6和污泥分离单元5的通路保持开启，以保证工作的正常进行。