[发明专利]一种短程硝化耦合厌氧氨氧化脱氮处理装置

权利要求书

1.一种短程硝化耦合厌氧氨氧化脱氮处理装置，其特征在于，包括一级强化处理池(10)、沉淀池(20)、MBR短程硝化装置(30)、活性炭吸附机构(40)和UASB厌氧氨氧化反应器(50)；

所述的一级强化处理池(10)上设有进水口(11)和混凝剂投加器(12)，所述沉淀池(20)上设有排泥口(21)；

所述MBR短程硝化装置(30)包括固定在地面上的基座(301)，固定在所述基座(301)顶部开口朝上的环形柱状主反应壳体(31)，所述主反应壳体(31)内靠近顶部的位置设有环形膜组件(32)，所述主反应壳体(31)内壁上固定设有溶解氧传感器(33)、亚硝酸氮浓度传感器(331)、氨氮浓度传感器(341)和pH传感器(34)；

所述膜组件(32)包括上下布置的两个环形支撑板(321)，所述环形支撑板(321)上下镂空，所述环形支撑板(321)之间固定设有多层支撑环(322)，所述支撑环(322)上固定设有生物反应膜(323)；

所述膜组件(32)下方设有具有旋转搅拌功能的碱投加机构(35)，所述主反应壳体(31)内底部固定设有微孔曝气机构(36)；

所述主反应壳体(31)外侧靠近底部的位置固定设有进水管(302)，所述进水管(302)与所述主反应壳体(31)内部相连通，所述进水管(302)环形阵列布置有多根；

所述UASB厌氧氨氧化反应器(50)包括开口朝上的反应器壳体(500)，所述反应器壳体(500)内底部固定设有向上延伸的支撑柱(51)，所述反应器壳体(500)内侧壁靠近底部的位置固定设有外支撑挡环(501)，所述支撑柱(51)上靠近下端的位置固定设有内支撑挡环(511)，所述反应器壳体(500)内壁滑动配合设有外支撑环柱(52)，所述外支撑环柱(52)内固定设有外反应支撑盘(521)，所述支撑柱(51)上互动配合内支撑环柱(53)，所述内支撑环柱(53)上固定设有内反应支撑盘(531)；

所述反应器壳体(500)顶部固定连接设有锥形壳体(58)，所述锥形壳体(58)顶部活动铰链连接设有通气口端盖(59)，所述锥形壳体(58)顶部具有通气口，所述通气口顶部活动铰链连接设有通气口端盖(59)；

所述锥形壳体(58)内固定设有倒伞形三相分离器(57)，与所述反应器壳体(500)底部相连通设有多根厌氧反应进水管(54)，所述锥形壳体(58)靠近顶部的位置具有多个出水孔(56)，所述锥形壳体(58)上靠近所述倒伞形三相分离器(57)下端的位置具有排气口(581)，与所述出水孔(56)相连通设有厌氧环形出水管(55)；

所述活性炭吸附机构(40)包括活性炭吸附管(41)，所述活性炭吸附管(41)两端滑动配合设有滑动密封套(411)，所述活性炭吸附管(41)一端连接设有吸附进水管(42)，所述活性炭吸附管(41)另一端连接设有吸附出水管(43)，所述活性炭吸附管(41)平行排列布置有多根，所述活性炭吸附管(41)的一侧设有总吸附进水管(44)，所述总吸附进水管(44)与各个所述吸附进水管(42)相连通，所述活性炭吸附管(41)的另一侧设有总吸附出水管(45)，所述总吸附出水管(45)与各个所述吸附出水管(43)相连通；

所述活性炭吸附管(41)内滑动可拆卸安装有活性炭容纳壳(46)，所述活性炭容纳壳(46)包括环形支撑外壳(461)，所述环形支撑外壳(461)之中设有环柱形容纳壳(462)，所述环柱形容纳壳(462)与所述环形支撑外壳(461)内壁之间固定连接设有扇环形容纳壳(463)，所述扇环形容纳壳(463)环形阵列设有多个；

地面上安装有前后延伸的滑动支撑座(49)，所述滑动支撑座(49)顶部具有前后延伸的滑动支撑槽(491)，所述活性炭吸附管(41)下端固定设有滑动支撑块(412)，所述滑动支撑块(412)滑动配合在所述滑动支撑槽(491)内；

所述主反应壳体(31)外侧环形包围设有上下贯通的环形二级反应壳体(37)，所述二级反应壳体(37)底部固定设有向下延伸且远离所述主反应壳体(31)翻折延伸的出水环壳(38)，所述出水环壳(38)下侧开口处固定设有环形出水管(39)，所述出水环壳(38)与所述环形出水管(39)相连通；

所述主反应壳体(31)顶部固定相连通设有环状顶壳(303)，所述环状顶壳(303)另一端与所述二级反应壳体(37)顶部相连通；

所述二级反应壳体(37)内部固定设有环形反应支撑板(371)，所述环形反应支撑板(371)布置有多层；

所述微孔曝气机构(36)包括固定在所述基座(301)顶部环形的固定底座(361)，所述固定底座(361)顶部固定设有微孔曝气管(362)，所述微孔曝气管(362)沿上下弯折延伸，并沿圆周布置有多圈；

多个所述扇环形容纳壳(463)的总横截面积不超过所述环柱形容纳壳(462)与所述环形支撑外壳(461)之间环形面积的二分之一且不少于四分之一；

所述碱投加机构(35)包括转动配合在所述主反应壳体(31)内壁上的转动环(351)，所述转动环(351)上固定设有螺旋延伸的搅拌棒(352)，所述搅拌棒(352)环形阵列布置有多根，所述搅拌棒(352)为中空结构，所述搅拌棒(352)上具有多个碱投加孔(3521)；

所述外支撑环柱(52)与所述内支撑环柱(53)间隔交错布置。

2.根据权利要求1所述的一种短程硝化耦合厌氧氨氧化脱氮处理装置，其特征在于，利用该装置进行污水处理的方法，包括以下步骤：

S1：原水先经一级强化处理池(10)处理，然后进入沉淀池(20)进行处理；

S2：经沉淀池(20)处理后的污水通过进水管(302)进入主反应壳体(31)内部，通过溶解氧传感器(33)、氨氮浓度传感器(341)和pH传感器(34)实时监控MBR短程硝化装置(30)中的溶解氧浓度、氨氮浓度和pH值，并通过自动控制系统控制碱投加机构(35)和微孔曝气机构(36)的运行，使得溶解氧与氨氮质量浓度控制在0.08，pH控制在8.6～8.9，确保该反应器中的溶解氧浓度和pH控制在适宜氨氧化菌生长的条件下，限制亚硝化菌的代谢活动；

维持水中氨氮质量浓度和亚硝酸盐氮质量浓度之比在1:1.32，经处理后出水；

S3：经MBR短程硝化装置(30)处理后的污水，然后通过活性炭吸附机构(40)进行处理；

S4：经活性炭吸附机构(40)处理后的污水，通过厌氧反应进水管(54)进入UASB厌氧氨氧化反应器(50)内部进行处理，反应器采用圆柱形有利于减少水流死角，保持较好的水力条件，通过倒伞形三相分离器(57)实现污水、氮气、污泥的分离，同时在三相分离器附近设置45°挡板，收集反应过程中产生的氮气，并进一步确保反应器内的厌氧环境，积聚的氮气通过通气口排出，经处理的污水通过出水孔(56)进入厌氧环形出水管(55)然后排出，实现整个脱氮处理过程。