[发明专利]一种用于高浓度硝氮废水处理的自动化缺氧膨胀床装置

说明书

本发明公开了一种用于高浓度硝氮废水处理的自动化缺氧膨胀床装置，其包括：进料罐、缺氧膨胀床反应器、氮气清洗系统、ORP监测系统、控制数据柜和终端控制器。本发明的装置可以实现实时连续在线监测，ORP探头可监测反应器出水区氧化还原电位，可有效追踪反应器内硝酸根实际浓度变化，更加快捷准确地反馈反硝化进程。

技术领域

本发明涉及一种用于高浓度硝氮废水处理的自动化缺氧膨胀床装置。

背景技术

近年来，水体富营养化问题日趋严重，污水排放标准提升，治理水污染是目前普遍关注的问题。工业污水中硝酸盐排放量与日俱增，使氮的自然循环遭到了破坏，水中氮的去除成为水处理领域关注的重点问题之一。硝酸盐可被还原为亚硝酸盐，亚硝酸盐会造成高铁血红蛋白症。当人体内的正常血红蛋白含量低于90％，就会引起人的窒息甚至死亡。因此，如何经济、安全、有效地从水中去除硝酸盐氮，研发高效稳定的污水强化脱氮技术，已成为污水处理领域急需解决的问题。

目前针对水中硝酸盐去除的主要方法包括：化学还原、反渗透、电渗析、离子交换、生物反硝化等方法。化学还原法主要是利用还原剂将硝酸盐氮还原，根据采用的不同还原剂可以分为活泼金属还原法和催化还原法。活泼金属还原法是以铁、铝、锌等金属单质为还原剂，处理效果较差，且会有亚硝酸盐生成；催化还原法以氢气以及甲酸、甲醇等为还原剂，一般都必须有催化剂存在才能使反应进行，成本较高，且氢气应用过程中存在爆炸危险。反渗透、电渗析、离子交换等方法虽然可以有效去除水中的硝酸盐，但成本较高，同时会产生大量废水，因此在实际工程中应用较少。

生物反硝化以其处理成本低受到广泛关注，污水生物处理工艺包括活性污泥法、悬浮填料生物膜法和生物滤池等。活性污泥法污泥浓度低，不能处理高负荷污水，且污泥易膨胀、占地面积大、需要大规模沉淀设备、剩余污泥量大。悬浮填料生物膜工艺是向反应器中投加一定量密度接近于水的填料，为微生物的生长提供栖息地，将会提高反应器中生物量和生物种类，进而提高反应器的处理效率。悬浮填料生物膜工艺具有处理效率高、操作简单等特点。但仅仅采用悬浮填料进行处理，出水含有较高浓度颗粒物质和悬浮物质，造成较高浊度。传统砂滤处理工艺中因为砂石等填料密度较大，所以相对填充率较低，对反应器有效利用率也相应降低；同时，工艺运行过程中易造成堵塞，不利于工艺运行。

因此，针对目前水处理中硝酸盐的去除技术状况，亟需研发一种新型的强化生物反硝化装置，特别是针对高浓度硝氮废水的处理装置，在确保硝酸盐及总氮去除效果的同时，有效降低其运行维护费用。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种用于高浓度硝氮废水处理的自动化缺氧膨胀床装置，通过对装置结构进行改进，可以实现高浓度硝氮废水的自动化处理，采用本发明提供的装置能够连续处理高浓度的硝氮废水，避免频繁反冲洗而停工的不便，大大减少循环泵的维修或更换频次，运行更加平稳，处理效率高。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于废水处理的自动化缺氧膨胀床装置，其包括：

进料罐、缺氧膨胀床反应器、氮气清洗系统、ORP监测系统、控制数据柜和终端控制器；

缺氧膨胀床反应器包括自下而上依次设置的承托层、填料区、过渡段和出水区，在所述出水区内设有三相分离器；所述缺氧膨胀床反应器的底端设有进水/气口，在出水区的上部设有出水口，优选出水口设置在出水区的上部的侧壁上，出水口的进水端设有出水滤网；

进料罐通过进料管与缺氧膨胀床反应器的进水/气口相连，进料管上设有进料泵，进料罐中的废水通过进料泵输送至缺氧膨胀床反应器中；

氮气清洗系统包括气体储罐、气体自控装置、气体流量计和气体流量面板显示，气体自控装置连接气体储罐，控制气体储罐的出气量、出气的频率以及出气的时间，气体储罐通过进气管与进水/气口相连，进气管上设有气体流量计，气体流量计与气体流量面板显示相连；