本发明属于高氨氮水体处理技术领域，具体涉及一种高氨氮水体强化脱氮一体化处理设备及废水处理方法。
背景技术：
随着现代工业社会的发展以及人类生活水平的提高，工业废水量以及生活污水量逐年增长，水污染问题日益突出，可利用的淡水资源越来越少。因此，对水污染的治理迫在眉睫。
在如今这个经济快速发展的时代，物质需求已经不再是衡量国民生活水平的唯一标准，环境保护问题在国家发展中愈发彰显出其紧迫性和重要性。目前，我国的工业、农业以及生活污染物的排放负荷日益增加，全国化学需氧量的排放总量为2294.6万吨，氨氮的排放总量已高达238.5万吨，远超环境容量。因此，为了保护湖泊和海洋生态环境，如何有效降低生活污水中氮的排放是一个亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种高氨氮水体强化脱氮一体化处理设备及废水处理方法。
本发明一种高氨氮水体强化脱氮一体化处理设备，包括由上向下依次排列的浮藻反应单元、多介质生物膜滤层单元和微生物反应单元。所述的浮藻反应单元进水端的顶部设置有废水进水口。螺旋推流式浮躁反应单元的底部装有多个螺旋推流式浮藻反应器。螺旋推流式浮藻反应器包括柱状基质和浮藻。浮藻缠绕在柱状基质。
所述的多介质生物膜滤层单元进水端的顶部与浮藻反应单元出水端的底部连接。多介质生物膜滤层单元内固定有第一溢流板。第一溢流板将多介质生物膜滤层单元分隔为过滤池和溢流池。所述的过滤池内设置有由上至下依次排列的抑藻层、除磷吸附剂层、砂石层、砾石层。
所述多介质生物膜滤层单元内溢流池的底部与微生物反应单元进水端的底部连通。所述微生物反应单元的中部固定有第二溢流板和第三溢流板。第二溢流板和第三溢流板将微生物反应单元分隔为沿微生物反应单元的进水端向出水端依次排列的第一微生物反应池、第二微生物反应池和清水池。第一微生物反应池及第二微生物反应池的底部均设置有纳米曝气装置。
所述的第一微生物反应池内设置有多个生物膜反应器。所述的生物膜反应器呈板状。生物膜反应器的外侧面上设置有硝化细菌。所述的第二微生物反应池内设置有多个固定化微生物反应柱。所述的固定化微生物反应柱呈柱状，且侧部开有多个通孔。固定化微生物反应柱的通孔内设置有好氧反硝化菌。
进一步地，所述的废水进水口处设置有第一电磁通断阀。所述的浮藻反应单元内设置有第一液位传感器。过滤池内设置有第二液位传感器。
进一步地，所述的浮藻采用狐尾藻。
进一步地，所述的多介质生物膜滤层单元进水端的顶部与浮藻反应单元出水端的底部的连接处设置有第二电磁通断阀。
进一步地，所述的抑藻层内设置有天然苔藓。
进一步地，所述的除磷吸附剂层内设置有除磷剂抑藻剂滤料。
进一步地，所述清水池的顶部设置有清水出口。
该高氨氮水体强化脱氮一体化处理设备的废水处理方法具体如下：
步骤一、向浮藻反应单元注入被处理废水。浮藻反应单元中的浮藻对高氨氮废水进行预处理，使得高氨氮废水中的部分氮元素被浮藻生物降解。
步骤二、经浮藻反应单元的被处理废水进入多介质生物膜滤层单元的过滤池。过滤池中的抑藻层通过水的淋溶作用使苔藓植物中的化感物质缓慢释放到水体中，抑制浮藻反应单元中携带来的藻类生长。除磷吸附剂层中的阳离子吸附剂吸附被处理废水中的磷元素。砂石层、砾石层对水中粒径较大的颗粒物进行物理截流。
步骤三、第一微生物反应池及第二微生物反应池内的纳米曝气装置启动。经多介质生物膜滤层单元处理的被处理废水通过溢流池后，进入第一微生物反应池。第一微生物反应池中的硝化细菌对被处理废水进行二次脱氮。
步骤四、经第一微生物反应池处理的被处理废水进入第二微生物反应池。第二微生物反应池中的好氧反硝化细菌对被处理废水进行深度脱氮。使得被处理废水的氮元素含量符合排放标准。
步骤五、经第二微生物反应池处理的被处理废水进入清水池进行沉淀后，得到清水。
本发明具有的有益效果是：
1、本发明通过藻类进行高氨氮废水的预处理，进而降低废水中氮元素的浓度，提高废水处理效果，并有效避免高浓度的氨氮抑制微生物的生长。
2、本发明在过滤池中设置的抑藻层能够抑制被处理废水中藻类的生长，进而避免了浮藻反应单元中的藻类对被处理废水产生二次污染。
3、本发明充分利用功能微生物的脱氮作用，将水中的氨氮作为微生物生长的营养物质，通过对水体进行分阶段脱氮，能大幅降低水中氨氮的浓度；
4、本发明占地面积少，设备操作简单、无需人员管理且容易维护，是处理高氨氮废水的高效设备之一，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，一种高氨氮水体强化脱氮一体化处理设备，包括由上向下依次排列的浮藻反应单元2、多介质生物膜滤层单元3和微生物反应单元。浮藻反应单元2进水端的顶部设置有废水进水口1。废水进水口1处设置有第一电磁通断阀。螺旋推流式浮躁反应单元2的底部装有沿进水端向出水端依次排列的多个螺旋推流式浮藻反应器。螺旋推流式浮藻反应器包括柱状基质和浮藻。浮藻缠绕在柱状基质。浮藻采用狐尾藻。各螺旋推流式浮藻反应器能够单独拆卸替换。浮藻反应单元2内设置有第一液位传感器。
多介质生物膜滤层单元3进水端的顶部与浮藻反应单元2出水端的底部通过第二电磁通断阀连接。多介质生物膜滤层单元3的出水端处固定有第一溢流板。第一溢流板将多介质生物膜滤层单元3分隔为连接浮藻反应单元的过滤池和溢流池9。过滤池内设置有由上至下依次排列的抑藻层10-1、除磷吸附剂层10-2、砂石层10-3、砾石层10-4。抑藻层10-1内设置有天然苔藓。除磷吸附剂层10-2内设置有除磷剂抑藻剂滤料(本实施例中采用阳离子吸附剂)。过滤池内设置有第二液位传感器。
多介质生物膜滤层单元3内溢流池9的底部与微生物反应单元进水端的底部连通。微生物反应单元的中部固定有第二溢流板和第三溢流板。第二溢流板和第三溢流板将微生物反应单元分隔为沿微生物反应单元的进水端向出水端依次排列的第一微生物反应池4、第二微生物反应池8和清水池6。第一微生物反应池4及第二微生物反应池8的底部均设置有纳米曝气装置5。纳米曝气装置5的进气口处设置有单向止气阀。清水池6的顶部设置有清水出口7。清水池6用于进行最终的沉淀处理。
第一微生物反应池4内设置有多个生物膜反应器。生物膜反应器呈板状。生物膜反应器的外侧面上附着有硝化细菌。通过硝化细菌将被处理废水中的氨氮降解为硝氮。第二微生物反应池8内设置有多个固定化微生物反应柱。固定化微生物反应柱呈柱状，且侧部开有多个通孔。固定化微生物反应柱的通孔内设置有好氧反硝化细菌，通过好氧反硝化细菌经过一系列的生物反应最终将水中的硝氮转化成氮气。由于好氧的硝化细菌的需氧量较大，而好氧反硝化细菌需氧量较小，故将好氧反硝化细菌设置在孔中，以降低好氧反硝化细菌所处环境中的氧含量，进而保证了好氧反硝化细菌与硝化细菌(两者都好氧，但最佳的氧含量范围不同)在同一水池中各自保持较高的活性。
该高氨氮水体强化脱氮一体化处理设备的废水处理方法具体如下：
步骤一、向浮藻反应单元2注入被处理废水。浮藻反应单元2中的浮藻对高氨氮废水进行预处理，使得高氨氮废水中的部分氮元素被浮藻生物降解。
步骤二、8小时后，第二电磁通断阀开启，使得经浮藻反应单元2的被处理废水进入多介质生物膜滤层单元3的过滤池。过滤池中的抑藻层通过水的淋溶作用使苔藓植物中的化感物质缓慢释放到水体中，抑制浮藻反应单元2中携带来的藻类生长，避免出现二次污染的问题。除磷吸附剂层中的阳离子吸附剂吸附被处理废水中的磷元素，进而降低被处理废水的磷元素浓度。砂石层、砾石层对水中粒径较大的颗粒物进行物理截流，进而降低水中的悬浮颗粒物含量。
步骤三、第一微生物反应池及第二微生物反应池内的纳米曝气装置启动。经多介质生物膜滤层单元3处理的被处理废水通过溢流池后，进入第一微生物反应池。第一微生物反应池中的硝化细菌对被处理废水进行二次脱氮。
步骤四、经第一微生物反应池处理的被处理废水进入第二微生物反应池。第二微生物反应池中的好氧反硝化细菌对被处理废水进行深度脱氮。使得被处理废水的氮元素含量符合排放标准。
步骤五、经第二微生物反应池处理的被处理废水进入清水池进行沉淀后，得到清水。清水从清水出口7排出到外界。
技术特征：
技术总结
本发明公开了一种高氨氮水体强化脱氮一体化处理设备及废水处理方法。当前，工业废水量以及生活污水量逐年增长，水污染问题日益突出。本发明一种高氨氮水体强化脱氮一体化处理设备，包括由上向下依次排列的浮藻反应单元、多介质生物膜滤层单元和微生物反应单元。多介质生物膜滤层单元分隔为过滤池和溢流池。过滤池内设置有由上至下依次排列的抑藻层、除磷吸附剂层、砂石层、砾石层。多介质生物膜滤层单元进水端的顶部与浮藻反应单元出水端的底部连接。溢流池的底部与微生物反应单元进水端的底部连通。本发明通过藻类的生物降解作用降低废水中氮元素的浓度，提高废水处理效果，并有效避免高浓度的氨氮抑制微生物的生长。
技术研发人员：张杭君;叶雪平;陈彬;唐娟;周东仁
受保护的技术使用者：杭州师范大学;浙江省淡水水产研究所
技术研发日：2019.02.14
技术公布日：2019.05.03
声明：
“高氨氮水体强化脱氮一体化处理设备及废水处理方法与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：杭州师范大学;浙江省淡水水产研究所
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2024年12月13日 ~ 15日 
