本发明涉及工业水处理技术领域，特别是涉及一种脱氮耦合水解预处理装置。
背景技术：
随着社会的不断发展，环境治理问题受到越来越高的重视，其中废水治理要求也不断地提高。水处理的发展之初，人们多把注意力集中在水中氨氮的去除，随着废水排放标准越来越严格，这就需要加强对于有机氮、硝态氮和总氮的去除。
生物脱氮是指在微生物的联合作用下，污水中的有机氮及氨氮经过氨化作用、硝化反应和反硝化反应，最后转化为氮气的过程。能够实现生物脱氮的常见工艺包括，ao工艺、sbr工艺、氧化沟工艺、缺氧池 二沉池以及反硝化滤池等。其中ao工艺、sbr及氧化沟工艺主要功能为去除cod并兼具脱氮功能，他们的缺点在于：1）去除cod时的溶解氧容易被夹杂，并带入脱氮工艺段；2）这些工艺是基于活性污泥法，活性微生物浓度不高（3g/l~5g/l）；两者导致较低的脱氮效率；3）对于有机氮的转化或去除有限，对高硝酸盐氮的反硝化速率低。反硝化滤池是一种深度脱氮工艺，主要用于市政提标改造（即硝态氮从20mg/l左右降至15mg/l一下）。而传统缺氧池 二沉池虽然不存在ao工艺、sbr工艺等溶解氧的问题，但是依旧存在污泥浓度不高，需要二沉池等缺点。此外，以上工艺对于b/c较低的情况下，反硝化速率偏低。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题是提供一种脱氮耦合水解预处理装置，提高污泥浓度和反硝化速率，提升水处理效果。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种脱氮耦合水解预处理装置，包括：进水管、排水管、反应器本体、布水装置、厌氧污泥、取样器、出水槽、填料和穿孔排泥管，所述布水装置包括分水器、布水主管和布水支管，所述布水支管分别设置在反应器本体内，所述分水器设置在反应器本体的外侧，所述进水管与分水器相连进行供水，所述布水主管分别连接在分水器与布水支管之间，所述布水支管上分别设置有数个布水口，所述厌氧污泥设置在反应器本体的底部，所述穿孔排泥管设置在厌氧污泥中并延伸至反应器本体外侧，所述取样器包括取样管和取样阀门，所述反应器本体上设置有数个取样口，所述取样管安装在取样口上并向外延伸，所述取样阀门设置在取样管上，所述填料设置在反应器本体中且位于布水支管的上方，所述出水槽设置在反应器本体中且位于填料的上方，所述排水管从出水槽下部延伸至反应器本体外侧，所述排水管或出水槽上设置有与进水管或分水器连通的循环水管，所述循环水管上设置有循环水泵。
在本发明一个较佳实施例中，所述布水主管上设置有布水阀门。
在本发明一个较佳实施例中，所述布水支管阵列分布在反应器本体内。
在本发明一个较佳实施例中，所述取样阀门位于反应器本体外侧。
在本发明一个较佳实施例中，所述取样口分别位于反应器本体同一高度的外圆上，所述反应器本体内设置有从取样口向上延伸的导流管，不同取样口对应的导流管高度不同。
在本发明一个较佳实施例中，所述取样口分别位于反应器本体不同高度的外圆上。
在本发明一个较佳实施例中，所述穿孔排泥管外圆下部设置有吸泥孔，所述布水口的位置高度高于吸泥孔的位置高度。
在本发明一个较佳实施例中，所述填料包括斜板填料和半软性填料，所述半软性填料设置在斜板填料的底部。
在本发明一个较佳实施例中，所述出水槽为环形槽体，且出水槽与填料的间距为1~2m，所述反应器本体中设置有延伸至出水槽与填料之间的加热装置。
在本发明一个较佳实施例中，所述加热装置包括一段蒸汽加热盘管，所述反应器本体中设置有测温设备。
本发明的有益效果是：本发明指出的一种脱氮耦合水解预处理装置，通过上流式循环，实现了高污泥浓度，确保了污泥和水的充分接触，并通过填料进行污泥截留，增加生物量，实现高效泥水分离，通过控制上升流速，底层污泥浓度可控制在20g/l~35g/l，且确保了高上升流速，而且厌氧工况使得有机氮能够充分转化为氨氮，也使得大分子有机物转化为小分子有机物，有利于反硝化反应，从而提升水处理的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
图1是本发明一种脱氮耦合水解预处理装置一较佳实施例的结构示意图；
图2是图1中取样器的布局图；
图3是图1中布水装置的俯视图；
图4是图1中穿孔排泥管和布水装置的布局图；
图5是图4中穿孔排泥管的截面图；
图6是图2中加热装置的俯视图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1~图6，本发明实施例包括：
如图1和图2所示的脱氮耦合水解预处理装置，包括：进水管10、排水管11、反应器本体7、布水装置1、厌氧污泥、取样器2、出水槽5、填料4和穿孔排泥管3，反应器本体7可以采用圆筒结构或长方体结构，高度在8到15m范围内，厌氧污泥设置在反应器本体7的底部，在本实施例中，厌氧污泥的投加量可以深达4m。
布水装置1包括分水器101、布水主管103和布水支管104，布水支管104分别设置在反应器本体7内，如图3所示，布水支管104阵列分布在反应器本体7内，分布均匀，布水支管104上分别设置有2个指向下方的布水口105，可以将水流向下冲击，实现厌氧污泥的充分搅动。
分水器101设置在反应器本体7的外侧，进水管10与分水器101相连进行供水，将需要处理的污水导入分水器101，布水主管103分别连接在分水器101与布水支管104之间，且布水主管103上设置有布水阀门102，控制污水分流至布水支管104，最后通过布水口105射入厌氧污泥中，通过上流式循环，提升了污泥浓度，整体浓度为20g/l~35g/l，确保了厌氧污泥和污水的充分接触。
穿孔排泥管3设置在厌氧污泥中并延伸至反应器本体7外侧，穿孔排泥管3外圆下部设置有吸泥孔301，方便污泥吸入穿孔排泥管3并排出，穿孔排泥管3上设置有位于反应器本体7外侧的排泥阀门，控制灵活。如图4~5所示，穿孔排泥管的3公称直径根据污泥量选择dn200或dn250，每根穿孔排泥管3服务范围约为左右各4m，需要根据反应器本体7大小增加数量。
在本实施例中，吸泥孔301的孔径为40mm，间距450mm，斜45°交错开孔。布水口105的位置高度高于吸泥孔301的位置高度，穿孔排泥管3与反应器本体7的间距为0.25~0.3m，穿孔排泥管3位置交底，方便排泥。
为了进行优化和调节，还需要取样器2对处理中的溶液进行采样。在本实施例中，取样器2包括取样管202和取样阀门203，反应器本体7上设置有5个取样口201，取样管202安装在取样口201上并向外延伸，取样管202的公称直径为dn25、dn32或dn50。取样阀门203设置在取样管202上且位于反应器本体7外侧，方便进行样品的获取操作，取样口201的布置有两种：
第一种，如图2所示，取样口201分别位于反应器本体7同一高度的外圆上，反应器本体7内设置有从取样口201向上延伸的导流管204，不同取样口201对应的导流管204高度不同，可以分别进行不同高度位置溶液的采样；
第二种，取样口201分别位于反应器本体7不同高度的外圆上，直接通过不同位置高度的取样口201进行溶液的采样。
在本实施例中，填料4设置在反应器本体7中且位于布水支管104的上方，填料4包括斜板填料401和半软性填料402，其中，斜板填料401与水平面的夹角在60~75°之间，每块斜板的垂直间距在10~20cm之间，斜板填料401的垂直高度为1m左右，斜板填料401与反应器本体7内的液面距离为1~2m之间；半软性填料402设置在斜板填料401的底部，半软性填料402的垂直高度为1~2m，且填充密度满足大于1000m2/m3，上流式循环的厌氧污泥和污水混合溶液先经过半软性填料402时进行厌氧污泥的截留，并有利于微生物的生长，增加生物量，最后再通过斜板填料401进行物理拦截，实现高效泥水分离，还能拥有较高的上升流速。
出水槽5设置在反应器本体7中且位于填料4的上方，排水管11从出水槽5下部延伸至反应器本体7外侧，出水槽5的顶部边缘低于反应器本体7的顶部，出水槽5为环形槽体，出水槽5与填料4的间距为1~2m，使得水流得以进入出水槽5，并通过排水管11排出，利用出水槽5的顶部，控制液面高度。排水管11或出水槽5上设置有与进水管10或分水器101连通的循环水管61，循环水管61上设置有循环水泵6，通过循环水泵6增加上升流速，使得上升流速控制在0.5~1.0m3/h之间。
适宜的温度有利于提升水处理的反应速率，反应器本体7中设置有延伸至出水槽5与填料4之间的加热装置9，加热装置9包括一段蒸汽加热盘管，间距均匀，保证了加热的均匀性，反应器本体7中设置有测温设备8，通过测温设备8进行蒸汽加热盘管附近溶液的温度检测，使得水温达到20~35°之间，确保较高的反应速率，超过35°以后关闭加热装置9，有利于节约能耗。
综上，本发明指出的一种脱氮耦合水解预处理装置，通过上升流进行水处理，不需要额外设置沉淀池减少了占地面积，而且由于没有引入好氧池的回流，没有了溶解氧，整体氧化还原电位−50~−100mv以下，部分大分子或难降解的污染物被发酵降解为小分子，提高废水的生化性，厌氧污泥与填料的结合，可以保证拥有较高的上升流速和泥水分离，使反应更为充分，操作简便，适用范围广泛。
以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
1.一种脱氮耦合水解预处理装置，其特征在于，包括：进水管、排水管、反应器本体、布水装置、厌氧污泥、取样器、出水槽、填料和穿孔排泥管，所述布水装置包括分水器、布水主管和布水支管，所述布水支管分别设置在反应器本体内，所述分水器设置在反应器本体的外侧，所述进水管与分水器相连进行供水，所述布水主管分别连接在分水器与布水支管之间，所述布水支管上分别设置有数个布水口，所述厌氧污泥设置在反应器本体的底部，所述穿孔排泥管设置在厌氧污泥中并延伸至反应器本体外侧，所述取样器包括取样管和取样阀门，所述反应器本体上设置有数个取样口，所述取样管安装在取样口上并向外延伸，所述取样阀门设置在取样管上，所述填料设置在反应器本体中且位于布水支管的上方，所述出水槽设置在反应器本体中且位于填料的上方，所述排水管从出水槽下部延伸至反应器本体外侧，所述排水管或出水槽上设置有与进水管或分水器连通的循环水管，所述循环水管上设置有循环水泵。
2.根据权利要求1所述的脱氮耦合水解预处理装置，其特征在于，所述布水主管上设置有布水阀门。
3.根据权利要求1所述的脱氮耦合水解预处理装置，其特征在于，所述布水支管阵列分布在反应器本体内。
4.根据权利要求1所述的脱氮耦合水解预处理装置，其特征在于，所述取样阀门位于反应器本体外侧。
5.根据权利要求1所述的脱氮耦合水解预处理装置，其特征在于，所述取样口分别位于反应器本体同一高度的外圆上，所述反应器本体内设置有从取样口向上延伸的导流管，不同取样口对应的导流管高度不同。
6.根据权利要求1所述的脱氮耦合水解预处理装置，其特征在于，所述取样口分别位于反应器本体不同高度的外圆上。
7.根据权利要求1所述的脱氮耦合水解预处理装置，其特征在于，所述穿孔排泥管外圆下部设置有吸泥孔，所述布水口的位置高度高于吸泥孔的位置高度。
8.根据权利要求1所述的脱氮耦合水解预处理装置，其特征在于，所述填料包括斜板填料和半软性填料，所述半软性填料设置在斜板填料的底部。
9.根据权利要求1所述的脱氮耦合水解预处理装置，其特征在于，所述出水槽为环形槽体，且出水槽与填料的间距为1~2m，所述反应器本体中设置有延伸至出水槽与填料之间的加热装置。
10.根据权利要求9所述的脱氮耦合水解预处理装置，其特征在于，所述加热装置包括一段蒸汽加热盘管，所述反应器本体中设置有测温设备。
技术总结