本高新技术涉及废水处理技术领域，特别涉及一种两级厌氧氨氧化脱氮一体化设备。
背景技术：
针对低碳氮比的高氨氮废水，利用传统的硝化-反硝化技术进行脱氮处理时，往往存在着设计负荷低、好氧单元曝气能耗大、反硝化单元需要补充大量有机碳源以及剩余污泥量高等问题。不同于硝化-反硝化脱氮原理，厌氧氨氧化技术仅需先将废水中近一半的氨氮转化为亚硝酸氮，再利用厌氧氨氧化细菌将剩余的氨氮与亚硝酸氮转化为氮气。相较于传统的硝化-反硝化技术，通过厌氧氨氧化技术去除废水中的氨氮与总氮时，具有可节约65％左右的曝气能耗、避免反硝化有机碳源的消耗、降低污泥产量等优势。
由于厌氧氨氧化反应的发生必须以含有一定的亚硝酸氮与氨氮比例的废水为前提(理论上亚硝酸氮与氨氮比例为1.32:1)，故在厌氧氨氧化反应器前往往需要配备一个部分亚硝化预处理装置。这样一来，厌氧氨氧化处理单元的设备投资、占地面积、工艺运行控制难度均会显著增大。此外，在处理低碳氮比的高氨氮废水时，部分亚硝化预处理装置的处理出水往往含有较高浓度的亚硝酸氮，对后续反应单元中的厌氧氨氧化细菌具有明显的抑制作用，使得整体的脱氮效率较低。
技术实现要素：
本高新技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种两级厌氧氨氧化脱氮一体化设备，该设备集成串联了一体式厌氧氨氧化反应单元和分离式厌氧氨氧化反应单元，能够高效去除低碳氮比高氨氮废水中的氨氮和总氮。
本高新技术的技术方案为：一种两级厌氧氨氧化脱氮一体化设备，包括第一反应单元和第二反应单元，所述第一反应单元设有第一进水管和第一出水口，第二反应单元设有第二进水管和第二出水口，第二进水管还与第一反应单元的第一出水口连接，第一反应单元内设有曝气装置和第一排泥口，第二反应单元内设有第二排泥口；第一进水管与第一反应单元的连通处的高度低于第一出水口的高度，第二进水管与第二反应单元的连通处的高度低于第二出水口的高度。其中，第一反应单元为一体式厌氧氨氧化反应单元，第二反应单元为分离式厌氧氨氧化反应单元，第一反应单元通过曝气装置形成微好氧条件，实现氨氮的同步亚硝化和厌氧氨氧化反应，去除废水中的氨氮和总氮；第二反应单元在缺氧条件下，将第一反应单元处理后的出水进行深度厌氧氨氧化反应，第一反应单元处理后的出水提供反应所需的亚硝酸氮，进一步去除废水中的氨氮与总氮，从而获得更高的脱氮效率。
所述第一反应单元和第二反应单元相邻并通过隔板分隔。
所述第一进水管包括依次连接的法兰口、管体和穿孔布，所述管体的管径为dn50-dn200。
所述曝气装置采用直径为400mm的圆盘式曝气头。
所述第一反应单元为长度为4-6m、宽度为2-3m、高度为1-2m的长方体，第一厌氧氨氧化反应单元中设有用于附着微生物的颗粒污泥和/或生物膜，所述第一进水管和第一出水口均位于第一反应单元的侧壁上部。
所述第一出水口处设有第一出水堰，所述第一出水堰的长度为3m、宽度为0.4m、高度为0.4m。
所述第二进水管的管径为dn100-dn200。
所述第一排泥口和第二排泥口的管径均为dn65-dn100。
所述第二反应单元为长度为2-3m、宽度为1-2m、高度为1-2m的长方体，第二厌氧氨氧化反应单元中设有用于附着微生物的颗粒污泥和/或生物膜，所述第二进水管和第二出水口均位于第二反应单元的侧壁上部。
所述第二出水口处设有第二出水堰，所述第二出水堰的长度为3m、宽度为0.4m、高度为0.4m，第二出水口的管径为dn100-dn200。
本高新技术两级厌氧氨氧化脱氮一体化设备的原理是，采用连续进出水运行模式，低碳氮比的高氨氮废水通过外部泵经第一进水管进入一体化设备后，首先在第一反应单元的微好氧条件下利用颗粒污泥和/或生物膜外表的亚硝化细菌，废水在第一反应单元停留一定时间发生反应，将氨氮转化为亚硝酸氮，随后废水中剩余的氨氮与转化而来的亚硝酸氮进入颗粒污泥或生物膜内部，作为厌氧氨氧化细菌的基质被利用，发生厌氧氨氧化反应，使得废水中的大部分氨氮与亚硝酸氮在第一反应单元中转化为氮气，实现氨氮与总氮的大幅去除；第一反应单元的反应后的出水通过第一出水堰流入第二反应单元，由于废水在第一反应单元反应后含有一定量的氨氮与亚硝酸氮，在缺氧条件下，厌氧氨氧化颗粒污泥或生物膜可在一定的水力停留时间下进一步发生厌氧氨氧化反应，实现氨氮与总氮的深度去除，处理出水经由第二出水堰和第二出水口流出一体化设备，从而实现废水中氨氮与总氮的高效去除。
本高新技术相对于现有技术，具有以下有益效果：
本高新技术一体化设备集成串联了一体式厌氧氨氧化反应单元和分离式厌氧氨氧化反应单元，并利用一体式厌氧氨氧化反应单元的处理出水为分离式厌氧氨氧化单元提供反应所需的亚硝酸氮，无需增设部分亚硝化预处理装置，可有效降低厌氧氨氧化的设备投资、占地空间、工艺运行操控难度，保证低碳氮比高氨氮废水的氨氮与总氮高效去除。
本高新技术一体化设备，在第一反应单元中，通过控制微好氧条件实现亚硝化与厌氧氨氧化的同步协同反应，在第一反应单元中实现氨氮与总氮的去除，同时利用第一反应单元处理出水中含有的亚硝酸氮，在第二反应单元的缺氧条件下实现深度脱氮，不仅避免了整个厌氧氨氧化处理设备对部分亚硝化装置的需求，同时提高了废水的氨氮与总氮去除效率，降低了工艺运行难度。
附图说明
图1为本两级厌氧氨氧化脱氮一体化设备的结构示意图。
图2为本两级厌氧氨氧化脱氮一体化设备的俯视图。
其中，图中所示，1为第一进水管、2为第一反应单元、3为曝气装置、4为第一出水堰、5为第一排泥口、6为第二反应单元、7为第二进水管、8为第二出水堰、9为第二排泥口、10为第二出水口。
具体实施方式
下面结合实施例，对本高新技术作进一步的详细说明，但本高新技术的实施方式不限于此。
实施例
本实施例一种两级厌氧氨氧化脱氮一体化设备，如图1和2所示，包括第一反应单元2和第二反应单元6，所述第一反应单元设有第一进水管1和第一出水口，第二反应单元设有第二进水管7和第二出水口10，第二进水管还与第一反应单元的第一出水口连接，第一反应单元内设有曝气装置3和第一排泥口5，第二反应单元内设有第二排泥口9；第一进水管与第一反应单元的连通处的高度低于第一出水口的高度，第二进水管与第二反应单元的连通处的高度低于第二出水口的高度。其中，第一反应单元为一体式厌氧氨氧化反应单元，第二反应单元为分离式厌氧氨氧化反应单元，第一反应单元通过曝气装置形成微好氧条件，即溶解氧浓度控制在2mg/l以下，实现氨氮的同步亚硝化和厌氧氨氧化反应，去除废水中的氨氮和总氮；第二反应单元在缺氧条件下，即溶解氧浓度控制在0.1mg/l以下，将第一反应单元处理后的出水进行深度厌氧氨氧化反应，第一反应单元处理后的出水提供反应所需的亚硝酸氮，进一步去除废水中的氨氮与总氮，从而获得更高的脱氮效率。
所述第一反应单元和第二反应单元相邻并通过隔板分隔。
所述第一进水管包括依次连接的法兰口、管体和穿孔布，所述管体的管径为dn50-dn200。
所述曝气装置采用直径为400mm的圆盘式曝气头。
所述第一反应单元为长度为4m、宽度为3m、高度为2m的长方体，第一厌氧氨氧化反应单元中设有用于附着微生物的颗粒污泥和/或生物膜，所述第一进水管和第一出水口均位于第一反应单元的侧壁上部。其中，颗粒污泥的粒径为0.2-3.0mm；生物膜的载体为尼龙网填料。
所述第一出水口处设有第一出水堰4，所述第一出水堰的长度为4m、宽度为0.4m、高度为0.4m。
所述第二进水管的管径为dn100-dn200。
所述第一排泥口和第二排泥口的管径均为dn65-dn100。
所述第二反应单元为长度为2m、宽度为3m、高度为2m的长方体，第二厌氧氨氧化反应单元中设有用于附着微生物的颗粒污泥和/或生物膜，所述第二进水管和第二出水口均位于第二反应单元的侧壁上部。其中，颗粒污泥的粒径为0.2-3.0mm；生物膜的载体为尼龙网填料。
所述第二出水口处设有第二出水堰8，所述第二出水堰的长度为3m、宽度为0.4m、高度为0.4m，第二出水口的管径为dn100-dn200。
本高新技术两级厌氧氨氧化脱氮一体化设备的原理是，采用连续进出水运行模式，低碳氮比的高氨氮废水(低碳氮比的高氨氮废水指碳氮比低于2，氨氮浓度大于200mg/l的废水)通过外部泵经第一进水管进入一体化设备后，首先在第一反应单元的微好氧条件下利用颗粒污泥和/或生物膜外表的亚硝化细菌，废水在第一反应单元停留5-72h发生反应，将氨氮转化为亚硝酸氮，随后废水中剩余的氨氮与转化而来的亚硝酸氮进入颗粒污泥或生物膜内部，作为厌氧氨氧化细菌的基质被利用，发生厌氧氨氧化反应，使得废水中的大部分氨氮与亚硝酸氮在第一反应单元中转化为氮气，实现氨氮与总氮的大幅去除；第一反应单元的反应后的出水通过第一出水堰流入第二反应单元，由于废水在第一反应单元反应后含有一定量的氨氮与亚硝酸氮，在缺氧条件下利用厌氧氨氧化颗粒污泥或生物膜，在第二反应单元停留2.5-36h进一步发生厌氧氨氧化反应，实现氨氮与总氮的深度去除，处理出水经由第二出水堰和第二出水口流出一体化设备，从而实现废水中氨氮与总氮的高效去除。
如上所述，便可较好地实现本高新技术，上述实施例仅为本高新技术的较佳实施例，并非用来限定本高新技术的实施范围；即凡依本高新技术内容所作的均等变化与修饰，都为本高新技术权利要求所要求保护的范围所涵盖。
技术特征：
1.一种两级厌氧氨氧化脱氮一体化设备，其特征在于，包括第一反应单元和第二反应单元，所述第一反应单元设有第一进水管和第一出水口，第二反应单元设有第二进水管和第二出水口，第二进水管还与第一反应单元的第一出水口连接，第一反应单元内设有曝气装置和第一排泥口，第二反应单元内设有第二排泥口；第一进水管与第一反应单元的连通处的高度低于第一出水口的高度，第二进水管与第二反应单元的连通处的高度低于第二出水口的高度。
2.根据权利要求1所述一种两级厌氧氨氧化脱氮一体化设备，其特征在于，所述第一反应单元和第二反应单元相邻并通过隔板分隔。
3.根据权利要求1所述一种两级厌氧氨氧化脱氮一体化设备，其特征在于，所述第一进水管包括依次连接的法兰口、管体和穿孔布，所述管体的管径为dn50-dn200。
4.根据权利要求1所述一种两级厌氧氨氧化脱氮一体化设备，其特征在于，所述曝气装置采用直径为400mm的圆盘式曝气头。
5.根据权利要求1所述一种两级厌氧氨氧化脱氮一体化设备，其特征在于，所述第一反应单元为长度为4-6m、宽度为2-3m、高度为1-2m的长方体，第一厌氧氨氧化反应单元中设有用于附着微生物的颗粒污泥和/或生物膜，所述第一进水管和第一出水口均位于第一反应单元的侧壁上部。
6.根据权利要求1所述一种两级厌氧氨氧化脱氮一体化设备，其特征在于，所述第一出水口处设有第一出水堰，所述第一出水堰的长度为3m、宽度为0.4m、高度为0.4m。
7.根据权利要求1所述一种两级厌氧氨氧化脱氮一体化设备，其特征在于，所述第二进水管的管径为dn100-dn200。
8.根据权利要求1所述一种两级厌氧氨氧化脱氮一体化设备，其特征在于，所述第一排泥口和第二排泥口的管径均为dn65-dn100。
9.根据权利要求1所述一种两级厌氧氨氧化脱氮一体化设备，其特征在于，所述第二反应单元为长度为2-3m、宽度为1-2m、高度为1-2m的长方体，第二厌氧氨氧化反应单元中设有用于附着微生物的颗粒污泥和/或生物膜，所述第二进水管和第二出水口均位于第二反应单元的侧壁上部。
10.根据权利要求1所述一种两级厌氧氨氧化脱氮一体化设备，其特征在于，所述第二出水口处设有第二出水堰，所述第二出水堰的长度为3m、宽度为0.4m、高度为0.4m，第二出水口的管径为dn100-dn200。
技术总结
本高新技术公开一种两级厌氧氨氧化脱氮一体化设备，包括第一反应单元和第二反应单元，所述第一反应单元设有第一进水管和第一出水口，第二反应单元设有第二进水管和第二出水口，第二进水管还与第一反应单元的第一出水口连接，第一反应单元内设有曝气装置和第一排泥口，第二反应单元内设有第二排泥口；第一进水管与第一反应单元的连通处的高度低于第一出水口的高度，第二进水管与第二反应单元的连通处的高度低于第二出水口的高度。
技术开发人、权利持有人：陈振国;汪晓军;周松伟;王星星
