立式高浓度氨氮废水处理设备.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010264875.8 (22)申请日 2020.04.07 (71)申请人 福建中盟环保科技有限公司 地址 350001 福建省福州市鼓楼区软件大 道89号福州软件园F区4号楼24层A区 (72)发明人 陈泽枝林春明 (74)专利代理机构 浙江千克知识产权代理有限 公司 33246 代理人 裴金华 (51)Int.Cl. C02F 3/30(2006.01) C02F 1/44(2006.01) C02F 101/16(2006.01) (54)发明名称 一种立式高浓度氨。

2、氮废水处理设备 (57)摘要 本发明提供一种立式高浓度氨氮废水处理 设备， 具体涉及废水处理技术领域， 包括立式反 应罐， 由下至上依次设置于立式反应罐内的厌氧 氨氧化反应段、 反硝化反应段、 短程硝化反应段、 硝化反应段， 进水泵， 短程硝化液回流泵， 厌氧氨 氧化反应段包括设置于立式反应罐底部的底部 均匀布水装置、 设置于底部均匀布水装置上与其 抵接的厌氧氨氧化填料； 短程硝化反应段包括设 置于反硝化反应段上的短程硝化曝气管、 设置于 短程硝化曝气管的短程硝化填料， 硝化反应段包 括由下至上设置的中部均匀收水装置、 硝化曝气 管、 好氧硝化填料。 本发明采用一体化立式反应 器， 减少反应单。

3、元， 也降低了占地面积， 能够缩短 反应步骤， 减少了反应池容。 权利要求书1页 说明书5页 附图1页 CN 111453842 A 2020.07.28 CN 111453842 A 1.一种立式高浓度氨氮废水处理设备， 其特征在于， 包括立式反应罐， 由下至上依次设 置于所述立式反应罐内的厌氧氨氧化反应段、 反硝化反应段、 短程硝化反应段、 硝化反应 段， 进水泵， 一端与所述进水泵连通另一端与所述立式反应罐的底部连通的短程硝化液回 流泵， 所述厌氧氨氧化反应段包括设置于所述立式反应罐底部的底部均匀布水装置、 设置 于所述底部均匀布水装置之上的厌氧氨氧化填料， 所述短程硝化反应段包括设置于。

4、所述反 硝化反应段上的短程硝化曝气管、 设置于所述短程硝化曝气管之上的短程硝化填料， 所述 硝化反应段包括由下至上设置的中部均匀收水装置、 硝化曝气管、 好氧硝化填料， 所述中部 均匀收水装置与所述短程硝化液回流泵连通， 所述硝化反应段与超滤膜池相连通。 2.根据权利要求书1所述的一种立式高浓度氨氮废水处理设备， 其特征在于， 所述反硝 化反应段包括与所述厌氧氨氧化填料抵接的中部均匀布水装置、 反硝化填料。 3.根据权利要求书1所述的一种立式高浓度氨氮废水处理设备， 其特征在于， 所述短程 硝化曝气管、 硝化曝气管与所述超滤膜池相连通。 4.根据权利要求书3所述的一种立式高浓度氨氮废水处理设备。

5、， 其特征在于， 所述超滤 膜池内设有内置式的超滤膜组， 所述超滤膜组底部设有超滤膜擦洗曝气管。 5.根据权利要求书4所述的一种立式高浓度氨氮废水处理设备， 其特征在于， 所述超滤 膜擦洗曝气管与所述短程硝化曝气管、 硝化曝气管连通。 6.根据权利要求书5所述的一种立式高浓度氨氮废水处理设备， 其特征在于， 还包括与 所述超滤膜擦洗曝气管、 短程硝化曝气管、 硝化曝气管连通的鼓风机。 7.根据权利要求书6所述的一种立式高浓度氨氮废水处理设备， 其特征在于， 还包括一 端与所述中部均匀布水装置连通另一端与所述所述超滤膜池的底部连通的污泥回流泵。 权利要求书 1/1 页 2 CN 11145384。

6、2 A 2 一种立式高浓度氨氮废水处理设备 技术领域 0001 本发明涉及废水处理技术领域， 具体涉及一种立式高浓度氨氮废水处理设备。 背景技术 0002 高浓度氨氮废水处理一般采用生物脱氮处理， 目前传统的生物脱氮工艺为生物硝 化反硝化法， 其机理为： 在好氧条件下， 亚硝酸菌将NH4+硝化为亚硝酸盐， 硝酸菌将亚硝酸盐 硝化为硝酸盐； 然后在缺氧条件下， 反硝化菌将硝化过程产生的硝酸盐或亚硝酸盐还原成 氮气。 具体反应化学式如下： 硝化反应： 2NH4+3O22NO2-+4H+2H2O； 2NO2-+O22NO3- 反硝化反应： 6NO3-+2CH3OH6NO2-+2CO2+4H2O 6N。

7、O2-+3CH3OH3N2+3CO2+3H2O+6OH- 在公开号为CN106186501A的专利中公开了一种高浓度氨氮废水处理系统及处理方法， 所述处理系统包括： 预处理调节单元： 接收高浓度氨氮废水， 调节其pH值至碱性； 三效蒸发 单元： 将碱化后的高浓度氨氮废水蒸发成脱盐的高浓度含氨废水和低氨氮高盐废水； 精馏 蒸氨单元： 将脱盐的高浓度含氨废水精馏蒸氨生成氨水和低氨氮的可生化处理尾水； 薄膜 刮板蒸发单元： 将低氨氮高盐废水蒸发成低氨氮的可生化处理尾水和高浓度盐水。 利用本 发明的废水处理系统， 高浓度氨氮废水经高效蒸发与精馏脱氨、 刮板薄膜蒸发除盐后， 氨回 收效率达到95%以上，。

8、 可以有效回收氨水增加经济效益， 并去除废水中的无机盐组分。 采用 高效蒸发装置， 有效节省热能， 提高了能量的利用效率。 但是各个处理单元独立， 导致生产 的时候需要占用很大的面积， 造成土地的浪费。 0003 由于传统的生物脱氮采用硝化反硝化法， 在处理过程中需要碳源， 碳源跟氮的比 例 （即C/N） 要大于3， 若废水中碳源不足， 需要额外投加碳源， 需要添加额外的费用， 增加生 产净化的成本。 生物脱氮采用分体式工序处理， 导致处理单元较多， 且占地面积大， 有的时 候还需要单独设置用于沉淀的装置， 导致净水装置的结构复杂， 体型庞大。 发明内容 0004 有鉴于此， 本发明提供一种立。

9、式高浓度氨氮废水处理设备， 采用立式一体化结构 进行组合， 可节省75%的占地面积， 同时竖直的结构， 使待净化的水由下而上实现净化， 同时 利用内置式超滤膜来代替沉淀池进行泥水分离。 0005 本发明为一种立式高浓度氨氮废水处理设备， 包括立式反应罐， 由下至上依次设 置于所述立式反应罐内的厌氧氨氧化反应段、 反硝化反应段、 短程硝化反应段、 硝化反应 段， 进水泵， 一端与所述进水泵连通另一端与所述立式反应罐的底部连通的短程硝化液回 流泵， 所述厌氧氨氧化反应段包括设置于所述立式反应罐底部的底部均匀布水装置、 设置 于所述底部均匀布水装置上与其抵接的厌氧氨氧化填料。 所述反硝化反应段包括与。

10、所述厌 氧氨氧化填料抵接的中部均匀布水装置、 反硝化填料。 所述短程硝化反应段包括设置于所 述反硝化反应段上的短程硝化曝气管、 设置于所述短程硝化曝气管的短程硝化填料， 所述 说明书 1/5 页 3 CN 111453842 A 3 硝化反应段包括由下至上设置的中部均匀收水装置、 硝化曝气管、 好氧硝化填料， 所述中部 均匀收水装置与所述短程硝化液回流泵连通， 所述硝化反应段与超滤膜池相连通。 0006 其中， 所述反硝化反应段包括与所述厌氧氨氧化填料抵接的中部均匀布水装置、 反硝化填料。 所述短程硝化曝气管、 硝化曝气管与所述超滤膜池相连通， 所述超滤膜池内设 有内置式的超滤膜组， 所述超滤。

11、膜组底部设有超滤膜擦洗曝气管。 所述超滤膜擦洗曝气管 与所述短程硝化曝气管、 硝化曝气管连通。 还包括与所述超滤膜擦洗曝气管、 短程硝化曝气 管、 硝化曝气管连通的鼓风机。 还包括一端与所述中部均匀布水装置连通另一端与所述所 述超滤膜池的底部连通的污泥回流泵。 所述短程硝化曝气管的喷头为三角形。 0007 该设备从下往上分成四个反应段： 厌氧氨氧化反应段、 反硝化反应段、 短程硝化反 应段及硝化反应段。 厌氧氨氧化反应段设置有均匀布水装置及厌氧氨氧化填料。 厌氧氨氧 化反应段中保持厌氧状态， 厌氧氨氧化菌附着生长在厌氧氨氧化填料上， 进水中的氨氮与 从短程硝化反应段回流的亚硝酸盐在厌氧氨氧化菌。

12、的作用下反应生成氮气和硝酸盐。 反硝 化反应段设置有均匀布水装置及反硝化填料。 反硝化反应段中保持缺氧状态， 反硝化菌附 着生长在反硝化菌填料上， 从超滤膜池回流的泥水混合物中含有大量的反硝化菌及硝酸 盐， 回流的硝酸盐和厌氧氨氧化反应段产生的硝酸盐在反硝化反应段中由反硝化菌反硝化 为氮气。 短程硝化反应段设置有短程硝化填料、 短程硝化曝气管及均匀收水装置。 在短程硝 化反应段中保持微曝气状态， DO控制在0.7-1.0mg/L范围， 亚硝酸菌附着生长在短程硝化填 料上， 同时硝酸菌在短程硝化反应器中生长受到抑制， 废水中的氨氮仅被硝化为亚硝酸盐， 而没有进一步被硝化为硝酸盐， 这样在短程硝化。

13、反应段中积累了大量的亚硝酸盐， 通过均 匀收水装置及短程硝化回流泵回流至厌氧氨氧化反应段与进水中的氨氮进行厌氧氨氧化 反应。 硝化反应段设置有好氧硝化填料及硝化曝气管。 在硝化反应段中进行充分的曝气， DO 控制在2.5mg/L左右， 废水中的绝大部分有机物在硝化反应器中被氧化去除， 同时废水中残 留的氨氮、 亚硝酸盐被进一步硝化为硝酸盐。 鼓风机及鼓风管道为立式反应罐的短程硝化反应段、 硝化反应段提供空气进行曝气， 为超滤膜组提供空气进行擦洗， 确保膜的通量。 0008 本发明采用一体化立式反应器， 将短程硝化、 厌氧氨氧化及传统的硝化反硝化反 应器以一体化立式组合在一起， 一方面减少反应单。

14、元， 简化了工艺， 也降低了占地面积， 另 一方面能够缩短反应步骤， 减少了反应池容， 同时利用亚硝化菌和厌氧氨氧化菌的协同作 用， 减少供氧、 外加碳源及碱度。 附图说明 0009 图1为本发明具体实施方式中提供的一种立式高浓度氨氮废水处理设备的结构 图。 0010 其中： 1、 进水泵进水管； 2、 进水泵； 3、 进水泵出水管； 4、 短程硝化液回流泵进水管； 5、 短程硝化液回流泵； 6、 短程硝化液回流流量计； 7、 短程硝化液回流泵出水管； 8、 立式反应 罐； 9、 底部均匀布水装置； 10、 厌氧氨氧化填料； 11、 中部均匀布水装置； 12、 反硝化填料； 13、 短程硝化曝。

15、气管； 14、 短程硝化填料； 15、 中部均匀收水装置； 16、 短程硝化液回流管； 17、 硝 化曝气管； 18、 好氧硝化填料； 19、 好氧硝化出水管； 20、 超滤膜池； 21、 超滤膜擦洗曝气管； 22、 超滤膜组； 23、 膜擦洗进气管； 24、 超滤膜组出水管； 25、 超滤膜出水总管； 26、 超滤膜出水 说明书 2/5 页 4 CN 111453842 A 4 泵； 27、 超滤膜出水泵出水管； 28、 污泥回流泵进水管； 29、 污泥回流泵； 30、 污泥回流流量计； 31、 污泥回流泵出水管； 32、 鼓风机； 33、 曝气总管； 34、 短程硝化进气管； 35、 硝化。

16、进气管； 36、 剩余污泥排放管； 37、 立式反应罐排空管。 具体实施方式 0011 下面结合具体实施方式对本发明进行详细描述。 0012 请参阅图1， 为一种立式高浓度氨氮废水处理设备， 包括立式反应罐8， 由下至上依 次设置于所述立式反应罐8内的厌氧氨氧化反应段、 反硝化反应段、 短程硝化反应段、 硝化 反应段， 进水泵2， 一端与所述进水泵2连通另一端与所述立式反应罐8的底部连通的短程硝 化液回流泵5， 所述厌氧氨氧化反应段包括设置于所述立式反应罐8底部的底部均匀布水装 置9、 设置于所述底部均匀布水装置9上与其抵接的厌氧氨氧化填料10， 所述短程硝化反应 段包括设置于所述反硝化反应段。

17、上的短程硝化曝气管13、 设置于所述短程硝化曝气管13的 短程硝化填料14， 所述硝化反应段包括由下至上设置的中部均匀收水装置15、 硝化曝气管 17、 好氧硝化填料18， 所述中部均匀收水装置15与所述短程硝化液回流泵5连通， 所述硝化 反应段与超滤膜池20相连通。 所述反硝化反应段包括与所述厌氧氨氧化填料10抵接的中部 均匀布水装置11、 反硝化填料12。 0013 其中， 所述短程硝化曝气管13、 硝化曝气管17与所述超滤膜池20相连通， 所述超滤 膜池20内设有内置式的超滤膜组22， 所述超滤膜组22底部设有超滤膜擦洗曝气管21。 所述 超滤膜擦洗曝气管21与所述短程硝化曝气管13、 。

18、硝化曝气管17连通。 还包括与所述超滤膜 擦洗曝气管21、 短程硝化曝气管13、 硝化曝气管17连通的鼓风机。 还包括一端与所述中部均 匀布水装置11连通另一端与所述超滤膜池20的底部连通的污泥回流泵29。 0014 具体的连接方式为： 进水泵进水管1跟进水泵2进水口相连， 进水泵出水管3一端跟 进水泵2出水口相连， 另一端跟短程硝化液回流泵进水管4联接。 短程硝化液回流泵进水管4 一端跟进水泵出水管3相连， 另一端跟短程硝化液回流泵5进水口相连。 短程硝化液回流泵 出水管7一端跟短程硝化液回流泵5出水口相连， 另一端跟立式反应罐8底部设置的底部均 匀布水装置9联接。 短程硝化液回流流量计6设。

19、置在短程硝化液回流泵出水管7上。 厌氧氨氧 化填料10设置在底部均匀布水装置9之上。 中部均匀布水装置11设置在厌氧氨氧化填料10 之上。 短程硝化曝气管13设置在反硝化填料12之上。 短程硝化填料14设置在短程硝化曝气 管13之上。 中部均匀收水装置15设置在短程硝化填料14之上。 短程硝化液回流管16一端跟 中部均匀收水装置15相连， 另一端跟短程硝化液回流泵进水管4相连。 硝化曝气管17设置在 中部均匀收水装置15之上。 好氧硝化填料18设置在硝化曝气管17之上。 好氧硝化出水管19 一端跟立式反应罐8出水口相连， 另一端跟超滤膜池20相连。 内置式的超滤膜组22设置在超 滤膜池20内，。

20、 超滤膜擦洗曝气管21设置在内置式的超滤膜组22底部。 鼓风机32将空气通过 曝气总管33、 短程硝化进气管34及短程硝化曝气管13对短程硝化反应段内的泥水混合物进 行微曝气， 使废水中的氨氮在亚硝化菌的作用下硝化为亚硝酸盐。 鼓风机32将空气通过曝 气总管33、 硝化进气管35及硝化曝气管17对硝化反应段内的泥水混合物进行充分的曝气， 使废水中的氨氮或亚硝酸盐硝化为硝酸盐。 鼓风机32将空气通过曝气总管33、 膜擦洗进气 管23及超滤膜擦洗曝气管21对超滤膜组22进行曝气擦洗， 将附着在超滤膜表面上的污泥擦 洗掉， 确保膜的通量。 超滤膜组出水管24跟超滤膜出水总管25一端相连， 超滤膜出水。

21、总管25 说明书 3/5 页 5 CN 111453842 A 5 另一端跟超滤膜出水泵26进水口相连， 超滤膜出水泵26出水口跟超滤膜出水泵出水管27相 连。 超滤膜池20内的泥水混合物依次通过设置在超滤膜池20底部的污泥回流泵进水管28、 污泥回流泵29、 污泥回流泵出水管31及中部均匀布水装置11回流回立式反应罐8中的反硝 化反应段。 污泥回流流量计30设置在污泥回流泵出水管31上。 经由剩余污泥排放管36将剩 余的淤泥排放出来， 与设置在立式反应罐8底部的底部均匀布水装置9的一端设有立式反应 罐排空管37， 用于排空， 在往立式反应罐8充水的时候排空空气， 使厌氧氨氧化反应段能够 无氧。

22、， 以便能够进行厌氧氨氧化反应。 0015 高浓度氨氮废水通过进水泵2抽入短程硝化液回流泵进水管4， 跟回流的短程硝化 液混合并通过短程硝化液回流泵5抽入立式反应罐8底部。 回流的短程硝化液中含有大量的 亚硝酸盐， 其与进水中的氨氮在厌氧条件下， 被附着生长在厌氧氨氧化填料10上的厌氧氨 氧化菌的作用下反应生成氮气， 从而将氮从废水中去除， 具体反应式如下： 1NH4+1.32NO2-+0.066HCO3-+0.13H+1.02N2+0.26NO3-+0.066CH2O0.5N0.15+2.03H2O； 接着废水上升进入反硝化反应段， 同时超滤膜池20中的泥水混合物通过污泥回流泵29 及管路回。

23、流回反硝化反应段， 并与厌氧氨反应段的出水在反硝化反应段底部混合均匀。 回 流的污水混合物中含有亚硝酸盐及硝酸盐， 在缺氧条件下， 泥水中的反硝化菌及附着生长 在反硝化填料上的反硝化菌将亚硝酸盐及硝酸盐反硝化为氮气， 从而将氮从废水中去除， 反应所需的碳源则由废水中的有机物提供， 接着废水上升进入短程硝化反应段。 短程硝化 反应段底部设置有短程硝化曝气管13， 其对短程硝化反应段内的泥水混合物进行微曝气， 控制DO在0.5-1.0mg/L范围内， 在这种微曝气的条件下， 附着生长在短程硝化填料14上的亚 硝酸菌将废水中的氨氮硝化为亚硝酸盐， 具体反应式如下： 2NH4+3O22NO2-+4H+。

24、2H2O； 反 应生成的亚硝酸盐再通过短程硝化回流泵5回流回厌氧氨氧化反应段底部与进水混合。 接 着废水上升进入硝化反应段， 硝化反应段底部设置有硝化曝气管17， 其对反应器内的泥水 混合物进行充分的曝气， 控制DO在2-3mg/L范围。 在好氧条件下， 泥水中的硝化菌将废水中 剩余的氨氮或亚硝酸盐硝化为硝酸盐， 具体反应式如下： 2NH4+3O22NO2-+4H+2H2O； 2NO2-+ O22NO3- 。 接着硝化反应段出水进入超滤膜池20进行泥水分离。 在内置式的超滤膜组22正 常运行时， 在超滤膜出水泵26抽吸的作用下， 膜池中的水透过超滤膜经超滤膜出水泵26抽 出达标排放， 而污泥被。

25、超滤膜拦截留在超滤膜表面， 设置在内置式的超滤膜组22底部的超 滤膜擦洗曝气管21对超滤膜进行曝气擦洗， 将被超滤膜拦截且附着在超滤膜表面的污泥擦 洗掉进入超滤膜池内， 保持超滤膜表面的干净度， 从而确保超滤膜有一定的通量。 被超滤膜 拦截的污泥又通过污泥回流泵29回流回一体化立式反应罐8中的反硝化反应段底部， 回流 液中含有亚硝酸盐及硝酸盐， 这些物质在反硝化反应段中被反硝化去除。 0016 本工艺在不同的反应工段内实现部分硝化、 厌氧氨氧化及传统的反硝化反应， 能 优化三类菌的生存环境， 运行性能稳定； 采用立式一体化结构进行组合， 可节省75%的占地 面积； 利用内置式超滤膜来代替沉淀池。

26、进行泥水分离， 一方面提高了出水的水质， 另一方面 防止污泥的流失， 提高了生物反应器内的污泥的浓度。 本发明采用一体化立式反应器， 将短 程硝化、 厌氧氨氧化及传统的硝化反硝化反应器以一体化立式组合在一起， 一方面减少反 应单元， 简化了工艺， 也降低了占地面积， 另一方面能够缩短反应步骤， 减少了反应池容， 同 时利用亚硝化菌和厌氧氨氧化菌的协同作用， 减少供氧、 外加碳源及碱度。 0017 本发明不局限于上述具体的实施方式， 本发明可以有各种更改和变化。 凡是依据 说明书 4/5 页 6 CN 111453842 A 6 本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明 的保护范围。 说明书 5/5 页 7 CN 111453842 A 7 图1 说明书附图 1/1 页 8 CN 111453842 A 8 。