[发明专利]一种污水脱氮处理装置及其工艺方法

说明书

本发明公开一种污水脱氮处理装置及其工艺方法，属于污水处理技术领域，包括污水池、海绵填料和搅拌机构，搅拌机构外侧设有搅拌叶片；搅拌机构竖立设置于污水池内；海绵填料悬浮设置于污水池的水面上。竖立浸没于污水内的搅拌机构进行超低转速驱动，搅拌叶片对污水形成稳定的层流状态，避免海绵填料聚集，增强传氧、传质效率；提高生物系统的稳定性、耐冲击性；海绵填料形成微反应器，并实现微氧环境分布，含氮污水进入污水池后，可将短程硝化反硝化、同步硝化反硝化以及厌氧氨氧化等应用于脱氮过程，能够有效降低需氧量，节省能耗、成本；竖立的搅拌机构与海绵填料的组合可解决传统填料混合流态问题。

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体地说是一种污水脱氮处理装置及其工艺方法。

背景技术

同步硝化反硝化、短程硝化反硝化等高效脱氮技术的关键是形成溶氧微环境，颗粒污泥是首选，但工程实施和运行控制难度较大，投加填料提高处理能力是公认成熟的，而悬浮填料效果优于悬挂填料，颗粒状的海绵填料可取得良好的溶氧微环境效果。

海绵填料具有较大的比表面积，为微生物提供更大的附着空间且表面粗糙易于挂膜，单个海绵颗粒可形成一个微反应器，不仅完成硝化反硝化，还具有污泥水解减量作用。但海绵填料易相互堆积的混合流态问题，致使水流剪切力不够，老化生物膜易产生积累，生物膜长期不脱落，新的生物膜无法取代旧生物膜时，会造成系统生物活性低；而其原因主要是采用的搅拌机或者曝气机构均会形成池内水流速度差，惯性作用会导致海绵填料在流速低的地方聚集，不利于填料膜内传氧、传质，进而影响氮素去除效果。

发明内容

为解决现今的池内水流速度差的惯性作用导致海绵填料在流速低的地方聚集、堵塞，会造成系统生物活性低，不利于填料膜内传氧、传质，进而影响氮素去除效果的问题，本发明提供一种污水脱氮处理装置及其工艺方法。

本发明是通过下述技术方案来实现的。

一种污水脱氮处理装置，包括污水池、海绵填料和搅拌机构，所述搅拌机构呈筒形结构，其圆周外侧间隔设有搅拌叶片；所述搅拌机构竖立设置于所述污水池内；所述海绵填料悬浮设置于所述污水池的水面上。通过驱动机构对竖立浸没于污水内的搅拌机构进行超低转速驱动，搅拌叶片对污水形成稳定的层流状态，有效避免海绵填料聚集的问题，有效增强传氧、传质效率；提高生物系统的稳定性、耐冲击性，避免生物膜机械破碎；单个海绵填料在污水池内可形成独立的微反应器，并实现微氧环境分布，含氮污水进入污水池后，可将短程硝化反硝化、同步硝化反硝化以及厌氧氨氧化等应用于脱氮过程，相较于传统硝化反硝化脱氮工艺，能够有效降低需氧量，无需投加外碳源，节省能耗，降低处理费用；是一种低能耗、低成本的生物反应方法；同时，竖立的搅拌机构与海绵填料的组合可解决传统填料混合流态问题。

本发明的进一步改进还有，所述海绵填料为亲水性聚氨酯材料，其上设有若干孔洞。海绵填料具有较高的孔隙率、良好的机械强度以及低廉的成本；海绵填料表面及内部孔洞为生物膜的快速形成提供较大的表面积和稳定的环境。

本发明的进一步改进还有，所述海绵填料的孔洞表面分布有刺丝。刺丝可以增加海绵填料孔洞表面粗糙度，为微生物生长和富集提供良好的条件。

本发明的进一步改进还有，所述海绵填料呈1.5～2.5cm的立方体结构，密度为15～20kg/m³，比表面积为0.38～0.5×10⁶m²/m³。海绵填料在污水水面处于悬浮状态，能够将基质中的气泡进一步切割，提高填料上生物膜对氧气的利用率，而且还有利于基质向生物膜以及生物膜内部之间的传氧、传质，提高脱氮反应效率。

本发明的进一步改进还有，所述搅拌机构呈顺水流、全浸没设置于所述污水池的水面内。搅拌机构通过驱动机构顺水流驱动，搅拌机构的顺水流方向设置与搅拌机构自身驱动相结合，有效降低驱动机构的驱动能耗，节省能源，可以提高污水与活性污泥的混合速率和污水处理效率。