本發(fā)明涉及一種污水脫氮裝置，更具體的說，尤其涉及一種曝氣充氧與多種微生物（異養(yǎng)菌、硝化菌、亞硝化菌、厭氧氨氧化菌、反硝化菌）協(xié)同作用，并通過氣體動力實現(xiàn)污水循環(huán)流動達到高效處理氨氮cod污水的脫氮裝置及方法。

背景技術(shù)：

目前，含氮廢水已經(jīng)嚴重影響了水生環(huán)境的生態(tài)平衡。進入水體的氮會造成其富營養(yǎng)化，進而導(dǎo)致藻類大量繁殖，消耗水體中的溶解氧使水體缺氧，從而魚蝦大量死亡，使水質(zhì)惡劣，并對周邊生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不良影響。尤其是當前制藥、化工行業(yè)產(chǎn)生的高氨氮高cod廢水，處理難度更是加大，一旦處理不當，排放到外界水體中，將對河流湖泊等水環(huán)境造成難以挽回的傷害。針對此種難降解廢水，現(xiàn)已有物理化學(xué)法和生物法。物理化學(xué)法成本高，藥劑難回收，會二次污染，不是經(jīng)濟高效的處理技術(shù)；而生物法由于其處理潛力大、持久處理、維護成本低、不會造成二次污染等優(yōu)點，成為處理高氨氮高cod廢水的熱門方法。

涉及轉(zhuǎn)化去除氨氮和cod的微生物眾多，針對制藥廢水、污泥消化液、煉油廢水等高氨氮高cod廢水，傳統(tǒng)單一菌種的使用仍會造成氨氮cod去除的不完全甚至去除效率大打折扣，因此，需要對微生物進行合理的搭配和安排，并給其提供適宜的環(huán)境，才能實現(xiàn)氨氮和cod的高效去除。本文旨在發(fā)明一種組合多種微生物處理高氨氮高cod的廢水并減少能耗的裝置和方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了克服上述技術(shù)問題的缺點，提供了一種污水自動循環(huán)流動的同步脫氮裝置及方法。

本發(fā)明的污水自動循環(huán)流動的同步脫氮裝置，包括曝氣反應(yīng)柱、厭氧反應(yīng)柱、三相分離器、連接管、回流管和沉淀槽，曝氣反應(yīng)柱的下端設(shè)置有與其內(nèi)部空腔相通的進水口，曝氣反應(yīng)柱內(nèi)部空腔的底端設(shè)置有曝氣頭，曝氣頭與曝氣裝置相連接；其特征在于：三相分離器位于曝氣反應(yīng)柱的上端，曝氣反應(yīng)柱的上端與三相分離器的進口相通，三相分離器的氣體出口與外界相通，液體出口經(jīng)連接管與厭氧反應(yīng)柱的底端相通；厭氧反應(yīng)柱的上部經(jīng)回流管與沉淀槽和曝氣反應(yīng)柱的底端相通；厭氧反應(yīng)柱的上端設(shè)置有溢流口；

所述曝氣反應(yīng)柱中含有填料和接種有異養(yǎng)菌、亞硝化菌和硝化菌的污泥；所述厭氧反應(yīng)柱的底部設(shè)置有承托層，承托層上開設(shè)有通孔，厭氧反應(yīng)柱中含有接種有厭氧氨氧化菌和反硝化菌的污泥。

本發(fā)明的污水自動循環(huán)流動的同步脫氮裝置，所述厭氧反應(yīng)柱與回流管連通處的高度低于溢流口的高度，所述曝氣反應(yīng)柱與連接管連通處的高度不高于溢流口的高度；所述厭氧反應(yīng)柱的上端與外界相通。

本發(fā)明的污水自動循環(huán)流動的同步脫氮裝置，含氮污水經(jīng)進水口由曝氣反應(yīng)柱底部進入，經(jīng)過三相分離器，由連接管輸送到厭氧反應(yīng)柱底部，經(jīng)過承托層形成均勻的布水，污水再由回流管經(jīng)沉淀槽，從曝氣反應(yīng)柱底部返回，形成污水的循環(huán)。

本發(fā)明的污水自動循環(huán)流動的同步脫氮裝置，含有氨氮和cod的污水由曝氣反應(yīng)柱底部進入進行充氧，附著在填料和游離在反應(yīng)柱中的好氧污泥中含有異養(yǎng)菌、硝化菌和亞硝化菌，異養(yǎng)菌消耗氧氣和cod，硝化菌和亞硝化菌利用氧氣和cod將部分氨氮轉(zhuǎn)化為硝氮和亞硝氮；隨后污水流入?yún)捬醴磻?yīng)柱，反應(yīng)柱的污泥層中的厭氧氨氧化菌會將亞硝氮和剩余部分的氨氮轉(zhuǎn)化為氮氣，并生成硝氮；反硝化菌會利用cod將硝氮還原成氮氣。

本發(fā)明的污水自動循環(huán)流動的同步脫氮裝置的脫氮方法，其特征在于，通過以下步驟來實現(xiàn)：

a).污水流入，從進水口中注入含有氨氮和cod的污水，污水在曝氣反應(yīng)柱中由下至上流動；b).曝氣處理，曝氣裝置通過曝氣頭向曝氣區(qū)中鼓入空氣，使污水與空氣中的氧氣充分接觸，以使污水中溶解一定量的氧氣；c).好氧反應(yīng)，污水在曝氣反應(yīng)柱中由下至上流動過程中，附著在填料和游離在反應(yīng)柱中的好氧污泥中的異養(yǎng)菌消耗氧氣和cod，硝化菌和亞硝化菌利用氧氣和cod將部分氨氮轉(zhuǎn)化為硝氮和亞硝氮；d).污水流通，好氧處理后的污水經(jīng)連接管進入?yún)捬醴磻?yīng)柱中，并在承托層的作用下實現(xiàn)均勻布水；e).厭氧反應(yīng)，污水在厭氧反應(yīng)柱中由下至上流動過程中，反應(yīng)柱中污泥中的厭氧氨氧化菌會將亞硝氮和剩余的氨氮轉(zhuǎn)化為氮氣，并生成硝氮；反硝化菌會利用cod將硝氮還原成氮氣；f).污水回流，由厭氧反應(yīng)柱流出的污水經(jīng)回流管流入沉淀槽，污水中攜帶的輕質(zhì)污泥沉淀于沉淀槽的底部；然后污水由沉淀槽進入曝氣反應(yīng)柱的底部；g).循環(huán)處理，污水進入曝氣反應(yīng)柱再次進行曝氣處理，并經(jīng)連接管流入?yún)捬醴磻?yīng)柱，再經(jīng)回流管流經(jīng)沉淀槽和流入曝氣反應(yīng)柱的底部，如此往復(fù)循環(huán)，實現(xiàn)污水的循環(huán)處理，達到了氨氮的高效轉(zhuǎn)化。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的脫氮裝置，含氨氮和cod的污水在曝氣反應(yīng)柱中進行曝氣，實現(xiàn)了污水與氧氣的從分接觸；污水在曝氣反應(yīng)柱的頂部經(jīng)三相分離器的分離后污水，經(jīng)連接管進入?yún)捬醴磻?yīng)柱中，經(jīng)厭氧反應(yīng)后經(jīng)回流管流經(jīng)沉淀槽并進入曝氣反應(yīng)柱的底部，在曝氣的作用下實現(xiàn)了污水的循環(huán)流動。污水在曝氣反應(yīng)柱中由下至上流動過程中，附著在填料和游離在反應(yīng)柱中的好氧污泥中的異養(yǎng)菌消耗氧氣和cod，硝化菌和亞硝化菌利用氧氣和cod將部分氨氮轉(zhuǎn)化為硝氮和亞硝氮；污水在厭氧反應(yīng)柱中由下至上流動過程中，反應(yīng)柱中污泥中的厭氧氨氧化菌會將亞硝氮和剩余的氨氮轉(zhuǎn)化為氮氣，并生成硝氮；反硝化菌會利用cod將硝氮還原成氮氣，實現(xiàn)了污水中高濃度氨氮和cod的有效去除。

本發(fā)明的污水自動循環(huán)流動的同步脫氮裝置和脫氮方法，提供了一種組合多種微生物處理高氨氮高cod的廢水并減少能耗的裝置和方法，利用搭配多種微生物，為其提供合適的生存的好氧和厭氧環(huán)境，并以氣體為動力實現(xiàn)污水的自動循環(huán)流動，實現(xiàn)氨氮和cod的完全去除。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的污水自動循環(huán)流動的同步脫氮裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1出氣口，2三相分離器，3曝氣反應(yīng)柱，4填料，5進水口，6曝氣頭，7連接管，8厭氧反應(yīng)柱，9污泥層，10回流管，11承托層，12沉淀槽，13排泥口，14溢流口。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。

如圖1所示，給出了本發(fā)明的污水自動循環(huán)流動的同步脫氮裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，其由曝氣反應(yīng)柱3、厭氧反應(yīng)柱8、沉淀槽12、三相分離器2、連接管7、回流管10組成，曝氣反應(yīng)柱3內(nèi)部空腔的底部設(shè)置有曝氣頭6，曝氣頭6與曝氣裝置相連接，以實現(xiàn)對曝氣反應(yīng)柱3中污水的曝氣作業(yè)。三相分離器2位于曝氣反應(yīng)柱3的上端，三相分離器2的進口與曝氣反應(yīng)柱2的上端相通，出氣口1與外界相通，出水口經(jīng)連接管7與厭氧反應(yīng)柱8的底部相通。厭氧反應(yīng)柱8的底部設(shè)置有承托層11，承托層11上均勻布設(shè)有通孔。厭氧反應(yīng)柱8的頂部經(jīng)回流管10與沉淀槽12和曝氣反應(yīng)柱3的底部相通，厭氧反應(yīng)柱8的頂部設(shè)置有溢流口14，厭氧反應(yīng)柱8的上端可與外界相通。

所示曝氣反應(yīng)柱3中設(shè)置有填料4和接種有異養(yǎng)菌、硝化菌、亞硝化菌的污泥，異養(yǎng)菌消耗氧氣和cod，硝化菌和亞硝化菌利用氧氣和cod將部分氨氮轉(zhuǎn)化為硝氮和亞硝氮。厭氧反應(yīng)柱8中含有接種有厭氧氨氧化菌和反硝化菌的污泥，形成污泥層9，厭氧氨氧化菌會將亞硝氮和剩余的氨氮轉(zhuǎn)化為氮氣，并生成硝氮；反硝化菌會利用cod將硝氮還原成氮氣。

曝氣頭6在曝氣反應(yīng)柱3中對污水進行曝氣充氧，氣泡使該反應(yīng)柱內(nèi)氣液的整體密度降低，使污水經(jīng)連接管7流入?yún)捬醴磻?yīng)柱8底部，在厭氧反應(yīng)柱8中經(jīng)過污泥層9，再從上方回流管10流入沉淀槽，經(jīng)過沉淀槽時，污水中攜帶的輕質(zhì)污泥以沉淀、截留的方式留在槽底，隨后污水再從曝氣反應(yīng)柱3底部流入，形成污水的自循環(huán)流動。

三相分離器2可防止曝氣反應(yīng)柱3中好氧污泥的流失，有助于好氧污泥在填料4上掛膜，促進該反應(yīng)柱中的污泥體系快速穩(wěn)定。厭氧反應(yīng)柱8中的承托層11承托住厭氧的顆粒污泥，維持厭氧反應(yīng)柱8中污泥體系中的生物量。當有新的污水從曝氣反應(yīng)柱3底部進入裝置時，由于曝氣反應(yīng)柱3與厭氧反應(yīng)柱8之間的連通，會使厭氧反應(yīng)柱8的液面上升。當液面上升至高于回流管10時，會從溢流口14流出。

含有氨氮和cod的污水由曝氣反應(yīng)柱3底部進入進行曝氣充氧，附著在填料4和游離在反應(yīng)柱中的好氧污泥中異養(yǎng)菌消耗氧氣和cod，硝化菌和亞硝化菌利用氧氣和cod將部分氨氮轉(zhuǎn)化為硝氮和亞硝氮，且氧氣會被消耗殆盡。隨后污水流入?yún)捬醴磻?yīng)柱8，厭氧反應(yīng)柱8的污泥層9中的厭氧氨氧化菌會將亞硝氮和剩余部分的氨氮轉(zhuǎn)化為氮氣，并生成硝氮；反硝化菌會利用cod將之前生成的兩部分硝氮還原成氮氣。污水會帶出少量輕質(zhì)污泥由回流管10流出，經(jīng)過沉淀槽12時，輕質(zhì)污泥被沉淀、截留后排出，優(yōu)化污泥體系，隨后污水再從曝氣反應(yīng)柱3底部流回曝氣反應(yīng)柱。曝氣提供氣體動力使污水在裝置中自動循環(huán)流動，使以上過程反復(fù)進行，實現(xiàn)對氨氮和cod的高效轉(zhuǎn)化和去除。

本發(fā)明的污水自動循環(huán)流動的同步脫氮裝置的脫氮方法，通過以下步驟來實現(xiàn)：

a).污水流入，從進水口中注入含有氨氮和cod的污水，污水在曝氣反應(yīng)柱中由下至上流動；

b).曝氣處理，曝氣裝置通過曝氣頭向曝氣區(qū)中鼓入空氣，使污水與空氣中的氧氣充分接觸，以使污水中溶解一定量的氧氣；

c).好氧反應(yīng)，污水在曝氣反應(yīng)柱中由下至上流動過程中，附著在填料和游離在反應(yīng)柱中的好氧污泥中的異養(yǎng)菌消耗氧氣和cod，硝化菌和亞硝化菌利用氧氣和cod將部分氨氮轉(zhuǎn)化為硝氮和亞硝氮；

d).污水流通，好氧處理后的污水經(jīng)連接管進入?yún)捬醴磻?yīng)柱中，并在承托層的作用下實現(xiàn)均勻布水；

e).厭氧反應(yīng)，污水在厭氧反應(yīng)柱中由下至上流動過程中，反應(yīng)柱中污泥中的厭氧氨氧化菌會將亞硝氮和剩余的氨氮轉(zhuǎn)化為氮氣，并生成硝氮；反硝化菌會利用cod將硝氮還原成氮氣；

f).污水回流，由厭氧反應(yīng)柱流出的污水經(jīng)回流管流入沉淀槽，污水中攜帶的輕質(zhì)污泥沉淀于沉淀槽的底部；然后污水由沉淀槽進入曝氣反應(yīng)柱的底部；

g).循環(huán)處理，污水進入曝氣反應(yīng)柱再次進行曝氣處理，并經(jīng)連接管流入?yún)捬醴磻?yīng)柱，再經(jīng)回流管流經(jīng)沉淀槽和流入曝氣反應(yīng)柱的底部，如此往復(fù)循環(huán)，實現(xiàn)污水的循環(huán)處理，達到了氨氮的高效轉(zhuǎn)化。

含有氨氮和cod的污水在曝氣反應(yīng)柱3中得到充氧，并促使污水在整個裝置中自動循環(huán)流動，使污水與污泥反復(fù)接觸，達到氨氮與cod的高效去除。裝置運行后期，隨著污泥負荷的提升，好氧污泥的需氧量也增加，可增大曝氣，使回流比增加，進一步增加單位時間內(nèi)氨氮和cod的處理量，實現(xiàn)高濃度大水量的氨氮cod污水的處理。