[发明专利]一种低C/N高氨氮废水处理装置

说明书

本发明公开了一种低C/N高氨氮废水处理装置，包括反应器本体，反应器本体内设有内筒自养脱氮单元和外筒混合营养脱氮单元，内筒自养脱氮单元由下到上依次设有短程硝化污泥区、堆积填料区、悬挂填料区、集气室和集气罩；内筒自养脱氮单元和外筒混合营养脱氮单元之间设有连通的过流通道，外筒混合营养脱氮单元设有机械搅拌器、折流板和出水室，反应器本体底部设有进水口和进水布水区，进水布水区与短程硝化污泥区联通。本发明的好处是能够有效缓解亚硝氮对系统脱氮性能的抑制，充分提高不同生态位脱氮功能菌群的活性，在节约外源有机物添加和曝气成本的基础上能够提高系统的运行性能及长期稳定性。

技术领域

本发明涉及含氮废水生物处理技术领域，尤其涉及一种低C/N高氨氮废水处理装置。

背景技术

传统的生物脱氮技术包括硝化反应和反硝化反应两个阶段。传统硝化工艺通常包含两类菌群，即氨氧化菌（AOB）和亚硝酸盐氧化菌（NOB）。其中AOB能够将氨氮转化为亚硝氮，而生成的亚硝氮由NOB彻底氧化为硝氮。通常将氨氮转化成亚硝氮且无亚硝氮转化成硝氮的硝化作用称之为短程硝化作用，而将氨氮经由AOB和NOB作用转化为硝氮的过程称为全程硝化过程。基于短程硝化的新型生物脱氮工艺有短程硝化-反硝化工艺和短程硝化-厌氧氨氧化工艺。相比于全程硝化，短程硝化理论上能够节约四分之一的曝气量且产酸量降低约25%，大大节约pH调节所需的碱。

一些研究中常运行短程硝化工艺富集大量亚硝氮，在后续工艺中利用短程反硝化作用或厌氧氨氧化作用去除。然而，短程硝化生成的亚硝酸盐具有三致作用，在水体中会产生游离亚硝酸（FNA）抑制功能微生物的活性。亚硝氮浓度过高甚至会造成微生物活性严重抑制以致死亡从而导致生物系统崩溃。此外，自养脱氮系统短程硝化-厌氧氨氧化中不可避免产生硝酸盐，而在此系统根本无法去除。短程硝化-反硝化工艺虽然能够去除硝氮但会消耗大量外加碳源，增加运行成本。

传统短程硝化细菌AOB、厌氧氨氧化菌、传统反硝化菌分别属于好氧自养菌、厌氧自养菌和厌氧异养菌，三类菌群虽生态位有部分重叠，但具有较大的差异，尤其是同一个系统中的异养菌具有明显的竞争优势，在好氧条件下厌氧菌受到严重抑制。因此，如何在脱氮系统中及时消耗掉生成的亚硝氮以解除其对处理系统的抑制，如何有效利用此三类菌群实现低C/N高氨氮废水的高效处理具有非常重要的应用价值。

中国专利文献中申请号为CN 201810205021 .5，公开日为2018年9月28日公开的名为“一种短程硝化与厌氧氨氧化一体式的DMBRSBR反应器及其工艺”的发明专利，该申请案公开了一种短程硝化与厌氧氨氧化一体式的DMBRSBR反应器及其工艺，反应器为上下一体的圆柱体，主体分为内外两部分，内部为反应区，外部为水浴区。反应区连接进水管道和曝气管道，出水区连接出水管道，通过动态膜上部出水。反应器通过序批运行方式采用间歇曝气实现不同功能菌群分阶段发挥功用的目的，其不足之处在于：1、由于需要时间静置和曝气连调节反应器中溶解氧的含量以适应不同功能菌群生长环境，除污过程时间久、周期长；2、不能实现连续运行，而批次运行导致不同运行阶段积累代谢中间产物，有可能限制甚至抑制系统运行性能，如亚硝氮积累严重抑制微生物活性；3、不能去除短程硝化-厌氧氨氧化中不可避免产生的硝酸盐，降低出水水质优度。

因此设计一种能够有效解除亚硝氮对系统脱氮性能的抑制，提高不同生态位脱氮功能菌群的活性的低碳氮比高氨氮废水处理装置很有必要。

发明内容

本发明要克服现有的高氨氮废水处理装置中短程消化-反硝化工艺中有机物消耗大、多种菌群竞争抑制等缺点，以及一体化短程消化-厌氧氨氧化工艺中功能菌群生态位差异大难以富集共存、产生的硝酸盐影响脱氮效果等不足，提供了一种经济高效的低C/N高氨氮废水处理装置，能够有效解除亚硝氮对系统脱氮性能的抑制，充分提高不同生态位脱氮功能菌群的富集及活性，在节约外源有机物添加和曝气成本的基础上能够提高系统的运行性能及运行长期稳定性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案。