厌氧氨氧化反应装置的制作方法

本发明涉及了污水处理，具体涉及一种厌氧氨氧化反应装置。

背景技术：

1、厌氧氨氧化工艺是废水脱氮中的重要技术，其可将氨氮直接转化为氮气，实现自然氮循环。与传统的硝化/反硝化工艺相比，厌氧氨氧化工艺可以减少氧气消耗、碳源投加、碱度消耗、剩余污泥和二氧化碳产量，节省运行成本和占地面积。

2、厌氧氨氧化工艺的生物反应过程包括：①短程亚硝化：通过亚硝化细菌(ammonia-oxidizing bacteria，简称为aob)将约53％氨氮氧化为亚硝酸盐氮，其中，该步骤的氧气消耗量为0.75molo2/mol nh4+-n；②厌氧氨氧化：通过厌氧氨氧化细菌(anaerobic ammonia-oxidizing bacteria，简称为aaob)将53％亚硝酸盐氮和剩余47％氨氮转化为氮气，其中，该步骤不需要消耗氧气。脱氮污泥为厌氧氨氧化工艺中形成于反应池中的特定类型的污泥或生物絮凝物，其作为厌氧氨氧化工艺高效脱氮微生物，以颗粒状生长形成的两层结构，亚硝化细菌在脱氮污泥颗粒外面形成保护膜，可以保护厌氧氨氧化细菌免受氧的影响，亚硝化细菌在氧传递到厌氧氨氧化细菌之前将氧消耗掉，颗粒污泥因其具有优异的沉降性能，可以保留大量生物群体，抵抗冲击能力强，能有效解决污泥流失的困境，对复杂的环境条件具有较强的适应性，随着颗粒污泥的增殖，污泥总量不断增加，搅拌强度不足，造成颗粒污泥沉积在反应器池底和曝气盘之间，逐渐形成厌氧区，污泥活性受到抑制，污泥质量逐渐变差，脱氮效率降低。

3、相关技术中，在一段式厌氧氨氧化工艺中，泥水混合的搅拌方式包括机械搅拌和气流搅拌，机械搅拌则是利用机械搅拌设备对废水、废泥和其他处理介质进行搅拌，搅拌强度高；气流搅拌通常利用微孔曝气器或射流曝气器进行搅拌处理，以为好氧氨氧化细菌(aob)提供氧气的同时进行泥水混合。

4、然而，相关技术中机械搅拌的强度过大，存在污泥破碎流失的问题，而气流搅拌中微孔曝气器对于泥水混合和传质效率较低，颗粒污泥的质量较差，脱氮效率较低。

技术实现思路

1、鉴于上述技术问题，本发明提供一种厌氧氨氧化反应装置，较相关技术机械搅拌和气流搅拌方式而言，采用气流搅拌协同水力搅拌的方式，强化了厌氧氨氧化颗粒污泥混合效率，提高了厌氧氨氧化颗粒污泥混合过程中的均匀性及传质效率，提升了颗粒污泥质量和废水处理的脱氮效率。

2、具体来说，本发明提出了如下技术方案：

3、本发明提供一种厌氧氨氧化反应装置，用于处理含氮废水，其包括反应池和设置于所述反应池内的搅拌单元，所述反应池内具有厌氧氨氧化微生物，所述搅拌单元包括气流搅拌单元和水力搅拌单元，所述气流搅拌单元包括设置于所述反应池内的曝气机构，所述曝气机构的第一端连通有气体排放装置，以向所述曝气机构输送用于释放至所述反应池内的气体，来对所述反应池内的所述厌氧氨氧化微生物所形成的颗粒污泥进行气流搅拌；

4、所述水力搅拌单元包括布水管，沿所述反应池的高度方向，所述布水管设置于所述曝气机构上方，所述布水管上设有多个出水孔，所述布水管的第一端连通有水泵，所述出水孔朝向所述反应池的池口一侧，所述水泵被配置为通过所述出水孔泵送出用于水力搅拌所述颗粒污泥的水体。

5、作为一种可能的实施方式，所述曝气机构包括布气管和微孔曝气器，所述微孔曝气器安装在所述布气管上，所述微孔曝气器具有连通于所述布气管的管腔的多个微孔，所述多个微孔朝向所述反应池的池口。

6、作为一种可能的实施方式，所述微孔曝气器与所述反应池池底之间的距离为200-500mm；

7、优选地，所述微孔曝气器为盘式曝气器，多个所述盘式曝气器间隔设置于所述布气管的管壁。

8、作为一种可能的实施方式，所述气流搅拌单元还包括穿孔管，沿所述反应池的高度方向，所述穿孔管架设于所述反应池的池底和所述微孔曝气器之间，且所述穿孔管连通于所述气体排放装置，所述穿孔管上设有多个排气孔，所述排气孔朝向所述反应池的池底侧，以排出用于搅拌位于所述微孔曝气器下方的颗粒污泥的气流。

9、作为一种可能的实施方式，所述多个排气孔沿所述穿孔管的径向设置于所述穿孔管的相对两侧侧壁，且沿所述穿孔管的轴向间隔分布，沿所述穿孔管径向的任意相邻两个所述排气孔间的开孔夹角α为90°-180°，优选为90-135°。

10、作为一种可能的实施方式，沿所述穿孔管轴向的任意相邻两个所述排气孔间的开孔间距d为50-300mm；优选地，所述排气孔的开孔直径r为5-30mm。

11、作为一种可能的实施方式，所述出水孔设置于所述布水管相对两侧的侧壁，沿所述布水管的径向，相邻两个所述出水孔的开孔夹角β为90°-180°，优选为90-135°。

12、作为一种可能的实施方式，沿所述布水管的径向，相邻两个所述出水孔的开孔间距d为50-500mm；优选地，所述出水孔的开孔直径r为10-30mm。

13、作为一种可能的实施方式，所述反应装置还包括阀门组件，所述阀门组件包括第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀，所述气体排放装置为曝气鼓风机，所述气体排放装置为曝气鼓风机，所述第一控制阀设置于所述曝气鼓风机和所述布气管相连通的管路上，所述第二控制阀设置于所述曝气鼓风机和所述穿孔管相连通的管路上，所述第三控制阀设置于所述水泵和所述布水管相连通的管路上；

14、所述第一控制阀和所述第二控制阀分别用于调控所述气体排放装置输向所述微孔曝气器和所述穿孔管的风量；所述第三控制阀用于调控所述水泵向所述布水管的输送流量。

15、作为一种可能的实施方式，多个所述穿孔管和多个所述布气管间隔架设于所述反应池的池底，且所述穿孔管和所述布气管沿所述池底的宽度方向交错分布，每个所述布气管设置于每两个相邻所述穿孔管之间。

16、本发明至少包括以下有益效果：

17、本发明采用气流搅拌和水力搅拌相结合的方式，其中，气流搅拌单元采用微孔曝气器和穿孔管组合的形式，微孔曝气器溶氧效率高，能够节省电耗；设置于微孔曝气器与反应器池底之间的穿孔管不仅搅拌强度大，而且，所述穿孔管开设有排气孔，其沿管径向的任意相邻两个所述排气孔间的开孔夹角α控制为90°-180°，能高效地将微孔曝气器下部沉积的颗粒污泥搅拌起来，又不至于将污泥切割破碎，具有良好的泥水混合效果。

18、反应池内废水进水管采用布水管，其安装于微孔曝气器上方，且与水泵连接，能够利用水泵的动能形成较强朝向反应池池口一侧的水力搅拌，进行有效的泥水混合效果和传质效率，为厌氧氨氧化反应过程创造良好的条件，其中，水泵可用于泵送含氮废水。

19、气流搅拌协同水力搅拌能有效强化厌氧氨氧化颗粒污泥混合效果，使反应池内不同液位的污泥浓度均匀，向上的水力冲刷作用也能更好形成颗粒化污泥，提高厌氧氨氧化颗粒污泥的质量。

技术特征：

1.一种厌氧氨氧化反应装置，其特征在于，用于处理含氮废水，所述反应装置包括反应池和设置于所述反应池内的搅拌单元，所述反应池内具有厌氧氨氧化微生物，所述搅拌单元包括气流搅拌单元和水力搅拌单元，所述气流搅拌单元包括设置于所述反应池内的曝气机构，所述曝气机构的第一端连通有气体排放装置，以向所述曝气机构输送用于释放至所述反应池内的气体，来对所述反应池内的所述厌氧氨氧化微生物所形成的颗粒污泥进行气流搅拌；

2.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述曝气机构包括布气管和微孔曝气器，所述微孔曝气器安装在所述布气管上，所述微孔曝气器具有连通于所述布气管的管腔的多个微孔，所述多个微孔朝向所述反应池的池口。

3.根据权利要求2所述的反应装置，其特征在于，所述微孔曝气器与所述反应池池底之间的距离为200-500mm；

4.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述气流搅拌单元还包括穿孔管，沿所述反应池的高度方向，所述穿孔管架设于所述反应池的池底和所述微孔曝气器之间，且所述穿孔管连通于所述气体排放装置，所述穿孔管上设有多个排气孔，所述排气孔朝向所述反应池的池底侧，以排出用于搅拌位于所述微孔曝气器下方的颗粒污泥的气流。

5.根据权利要求4所述的反应装置，其特征在于，所述多个排气孔沿所述穿孔管的径向设置于所述穿孔管的相对两侧侧壁，且沿所述穿孔管的轴向间隔分布，沿所述穿孔管径向的任意相邻两个所述排气孔间的开孔夹角α为90°-180°，优选为90-135°。

6.根据权利要求5所述的反应装置，其特征在于，沿所述穿孔管轴向的任意相邻两个所述排气孔间的开孔间距d为50-300mm；优选地，所述排气孔的开孔直径r为5-30mm。

7.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于，所述出水孔设置于所述布水管相对两侧的侧壁，沿所述布水管的径向，相邻两个所述出水孔的开孔夹角β为90°-180°，优选为90-135°。

8.根据权利要求7所述的反应装置，其特征在于，沿所述布水管的径向，相邻两个所述出水孔的开孔间距d为50-500mm；优选地，所述出水孔的开孔直径r为10-30mm。

9.根据权利要求2所述的反应装置，其特征在于，所述反应装置还包括阀门组件，所述阀门组件包括第一控制阀、第二控制阀和第三控制阀，所述气体排放装置为曝气鼓风机，所述第一控制阀设置于所述曝气鼓风机和所述布气管相连通的管路上，所述第二控制阀设置于所述曝气鼓风机和所述穿孔管相连通的管路上，所述第三控制阀设置于所述水泵和所述布水管相连通的管路上；

10.根据权利要求1所述的反应装置，其特征在于，多个所述穿孔管和多个所述布气管间隔架设于所述反应池的池底，且所述穿孔管和所述布气管沿所述池底的宽度方向交错分布，每个所述布气管设置于每两个相邻所述穿孔管之间。

技术总结
本发明提供一种厌氧氨氧化反应装置，涉及污水处理技术领域，用于解决相关技术废水处理技术中污泥流失严重、颗粒污泥的质量较差和脱氮效率较低的问题。反应装置包括反应池和设置于反应池内的搅拌单元，反应池内具有厌氧氨氧化微生物，搅拌单元包括气流搅拌单元和水力搅拌单元，气流搅拌单元包括设置于反应池内的曝气机构，曝气机构的第一端连通有气体排放装置；水力搅拌单元包括布水管，沿反应池的高度方向，布水管设置于曝气机构上方，布水管上设有多个出水孔，布水管的第一端连通有水泵，出水孔朝向反应池的池口一侧，提高了厌氧氨氧化颗粒污泥混合过程中的均匀性及传质效率，提升了颗粒污泥质量和废水处理的脱氮效率。

技术研发人员：李庆,余金文,郑念,李玺元,谭爱冬,朱婷婷
受保护的技术使用者：安琪酵母股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22