技术领域
[0001] 本
发明涉及高硝氮废
水处理领域，具体涉及一种高硝氮废水的处理装置及其应用。
背景技术
[0002] 近年来在水处理领域，氮的污染已成为社会热点之一。随着中国
水体富营养化问题的日趋严重，以及未来污水排放标准的提升，水中氮的去除成为水处理领域关注的重点问题之一。如何经济、高效、安全地从水中去除
硝酸盐氮，研发高效稳定的污水强化脱氮技术，已成为
污水处理领域急需的技术需求。
[0003] 当今污水处理面临高标准排放要求，如美国、加拿大等国家出水标准总氮含量(total nitrogen，TN)小于3mg/L而总磷含量(total phosphate，TP)小于0.18mg/L。目前常用于污水反硝化脱氮的工艺包括活性
污泥法、悬浮填料
生物膜法和
生物滤池等。
活性污泥法污泥浓度低，不能处理高负荷污水，且污泥易膨胀、占地面积大、需要大规模沉淀设备、剩余污泥量大。悬浮填料生物膜工艺是向反应器中投加一定量
密度接近于水的填料，为
微生物的生长提供栖息地，将会提高反应器中生物量和生物种类，进而提高反应器的处理效率。悬浮填料生物膜反硝化脱氮工艺具有处理效率高、脱氮效果好、操作简单等特点。该方法是让反硝化菌以生物膜的形式附着在反应器内的填料介质上。
[0004] 缺
氧流化床中填料介质在污水中不断运动，与污水混合均匀，效率远比固定床要高，是目前有机物负荷最高的缺氧反应器。填料介质颗粒越小，其表面积越大，反应器效率越高；填料密度越小，流态化所需的升流速度越小，运行成本越低，因此众多学者大都倾向于小而轻质的物质作为缺氧流化床的填料。目前下向流反应器进水压
力较大，不仅运行成本大幅增加，而且不利于运行维护；常规缺氧反硝化流化床处理装置的布水系统需要经常清洗，保持畅通，尤其当反应器超负荷运行时，极易发生滤料堵塞的现象，对进水分布及废水处理效果都会产生不良影响；缺氧流化床需要定期进行反洗操作，以去除附着在填料表面较厚的生物膜，在气水联合反洗过程中会有大量小而轻质的填料流入循环管路，造成管道堵塞甚至损坏
泵头，严重影响反应器的长期稳定运行。
发明内容
[0005] 鉴于上述
现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种高硝氮废水的处理装置及其应用，通过在
循环泵前设置自清洗
过滤器，对循环回厌氧流化床反应器的脱氮物流中的固体杂质(例如生物膜或填料)进行拦截，能够有效避免固体杂质堵塞循环管道或厌氧流化床反应器的布水系统，进而使处理装置能够长期稳定的运行。
[0006] 本发明一方面提供一种高硝氮废水的处理装置，包括：
[0007] 供水装置；
[0008] 与所述供水装置相连接的厌氧流化床反应器；
[0009] 与所述厌氧流化床反应器相连接的厌氧出水罐；以及
[0010] 与所述厌氧出水罐相连接的循环装置；
[0011] 所述厌氧流化床反应器设置有与所述供水装置相连接的第一进水口，以及与所述厌氧出水罐连接的第一出水口，
[0012] 所述厌氧出水罐设置有与所述第一出水口相连接的第二进水口，与所述循环装置相连接的第二出水口，以及第三出水口，
[0013] 所述循环装置包括自清洗过滤器和循环泵，所述自清洗过滤器设置有第三进水口和第四出水口，其中，所述第三进水口与所述第二出水口相连接，所述第四出水口经由所述循环泵与所述第一进水口相连接。
[0014] 本
申请的
发明人在研究中发现，在循环泵前设置自清洗过滤器，对循环回厌氧流化床反应器的脱氮物流中的固体杂质(例如生物膜或填料)进行拦截，能够有效避免固体杂质堵塞循环管道或厌氧流化床反应器的布水系统，进而使处理装置能够长期稳定的运行。
[0015] 根据本发明，脱氮物流的剩余部分可通过出水管道排出。
[0016] 根据本发明，高硝氮废水指硝氮含量大于1000mg/L的废水。
[0017] 在本发明的一个优选的实施方式中，
[0018] 所述供水装置，用于提供高硝氮废水；
[0019] 所述厌氧流化床反应器，用于对所述高硝氮废水进行脱氮处理；
[0020] 所述厌氧出水罐，用于接收通过所述脱氮处理得到的脱氮物流；
[0021] 所述循环装置，用于将一部分的脱氮物流循环回所述厌氧流化床反应器。
[0022] 在本发明的一个优选的实施方式中，所述自清洗过滤器包括第二减速机、过滤器主体和对所述过滤器主体进行固定的固定部件，
[0023] 所述过滤器主体包括中空的壳体，设置于所述壳体上部的顶盖、以及设置于所述壳体下部的沉降槽，在所述壳体的内壁设置有第二过滤网，沿所述壳体的中
心轴线设置有第二
中轴，在第二中轴上沿水平方向设置有至少一个旋转杆，在所述旋转杆的两端分别设置有第二清扫部件，
[0024] 所述第二减速机固定于所述过滤器主体的顶盖上，所述第二中轴穿过所述顶盖与所述第二减速机相连接，由此，所述第二减速机驱动所述第二中轴转动，进而使所述旋转杆带动所述第二清扫部件对附着于所述第二过滤网的生物填料进行清扫，并收集于所述沉降槽内。
[0025] 根据本发明，通过使用上述具有特定结构的自清洗过滤器，有利于对循环回厌氧流化床反应器的脱氮物流中的固体杂质(例如生物膜或填料)进行拦截。
[0026] 根据本发明，壳体优选为圆柱体壳体。
[0027] 在本发明的一个优选的实施方式中，所述第二清扫部件包括第二毛刷固定杆和固定于所述毛刷固定杆并朝第二过滤网设置的第二清扫毛刷，所述第二毛刷固定杆固定于所述旋转杆的一端。
[0028] 根据本发明，所述第二毛刷为不锈
钢材质，长度以略穿过过滤网网孔1～2mm为宜；毛刷的单次运行时间为20s～60s，间歇时间为5s～60s。
[0029] 根据本发明，第二清扫部件在第二减速机的驱动下作圆周运动，且第二清扫毛刷由横向平行排列的致密的
不锈钢金属丝组成，通过圆周运动使不锈钢金属丝末端与第二过滤网形成相对运动，使得第二过滤网各网眼保持畅通，达到清洗过滤网的目的，进而保证自清洗过滤器的正常运转。
[0030] 在本发明的一个优选的实施方式中，所述固定部件包括固定
支架和
基座，所述固定支架与所述壳体的下部连接。
[0031] 在本发明的一个优选的实施方式中，所述厌氧流化床反应器包括塔身和塔头；
[0032] 所述塔头和塔身均为中空圆柱体结构，所述塔头位于所述塔身的上方，并且所述塔头的直径大于所述塔身的直径，
[0033] 所述塔身的下部
侧壁上设置有所述第一进水口以及进气口，所述塔身的上部侧壁上设置有排泥口，所述塔头侧壁上设置有所述第一出水口，
[0034] 所述塔头设置有三相分离器，所述三相分离器的排气口一端位于所述塔头顶端之外，所述三相分离器的另一端位于塔头的底端，
[0035] 在所述塔头内所述第一出水口旁设置有溢流堰。
[0036] 根据本发明，厌氧流化床反应器的塔身内、缺氧流化床进水口的上方设气水分布器，用于提高布水的均匀性。
[0037] 根据本发明，所述气水分布器包括：气水分布板、长柄滤头和
支撑件；
[0038] 其中，所述气水分布板设置有预留孔洞，
[0039] 所述长柄滤头包括外
螺纹布水布气管、
橡胶垫、滤缝和滤帽，所述滤帽位于所述
外螺纹布水布气管的顶部，所述滤缝位于所述滤帽下方并套在所述外螺纹布水布气管上，所述橡胶垫位于所述滤缝下方并套在所述外螺纹布水布气管上，
[0040] 所述外螺纹布水布气管安装在所述预留孔洞内且所述橡胶垫位于所述预留孔洞的上方，通过
内螺纹套管将所述外螺纹布水布气管固定在所述气水分布板上，[0041] 所述气水分布板水平设置于所述支撑件的上方。
[0042] 根据本发明，所述外螺纹布水布气管上设置有底部进水口、过流缝和/或气液平衡孔；优选地，所述过流缝的宽度为0.8mm～1.2mm；所述过流缝的长度为7.0mm～8.0mm；所述滤缝的条数为8～20条；所述滤缝的宽度为2.0mm～2.5mm。
[0043] 根据本发明，所述外螺纹布水布气管的外径为2mm0～22mm，长度为350mm～450mm。
[0044] 根据本发明，所述长柄滤头之间的间距为10cm-30cm。
[0045] 根据本发明，塔身上部的外壁上设视窗；和/或
[0046] 塔身侧壁上、气水分布器的下方设
人孔。
[0047] 在本发明的一个优选的实施方式中，所述塔头内设置有旋转除渣机，所述旋转除渣机包括，
[0048] 固定于塔头顶端的上方的第一减速机；
[0049] 固定于塔头内壁并位于所述溢流堰的上方的第一过滤网，
[0050] 沿所述塔头的中心轴线设置的与所述第一减速机相连接的第一中轴；
[0051] 在第一中轴的下端沿水平方向设置的旋转梁；以及
[0052] 在所述旋转梁的两端垂直设置的第一清扫部件；
[0053] 其中，所述第一清扫部件包括第一毛刷固定杆和固定于所述毛刷固定杆的下部并朝第一过滤网设置的第一清扫毛刷，
[0054] 由此，所述第一减速机驱动所述第一中轴转动，进而使所述旋转梁带动所述第一清扫部件对附着于所述第一过滤网的生物填料进行清扫。
[0055] 根据本发明，通过在厌氧流化床反应器的塔头内中设置旋转除渣机，可以拦截大部分生物填料，有效避免在装置的正常运行或反洗过程中填料的大量流失。并且，该旋转除渣机的设置还实现了对生物填料等固体杂质的初步拦截，减轻了自清洗过滤器的工作负担，并提高了整个装置对固体杂质的拦截效率。
[0056] 根据本发明，所述第一毛刷为不锈钢材质，长度以略穿过过滤网网孔1～2mm为宜；毛刷的单次运行时间为20s～60s，间歇时间为5s～60s。
[0057] 根据本发明，第一清扫部件在第一减速机的驱动下作圆周运动，且第一清扫毛刷由横向平行排列的致密的不锈钢金属丝组成，通过圆周运动使不锈钢金属丝末端与第一过滤网形成相对运动，使得第一过滤网各网眼保持畅通，达到清洗过滤网的目的，进而保证旋转除渣机的正常运转。
[0058] 在本发明的一个优选的实施方式中，所述第一过滤网的网孔孔径为1.5mm-2.5mm；所述第二过滤网的网孔孔径为0.7mm-1.5mm。
[0059] 根据本发明，通过将第一过滤网和第二过滤网的网孔孔径限定在上述范围内，有利于对固体杂质的拦截。
[0060] 在本发明的一个优选的实施方式中，使收集在所述沉降槽中的生物填料循环至所述厌氧流化床反应器。
[0061] 在本发明的一个优选的实施方式中，所述自清洗过滤器还设置有控制装置，用于在所述自清洗过滤器内的压力达到设定的压力
阈值时，使所述第二清扫部件运转，对所述第二过滤网进行清扫。
[0062] 根据本发明，所述压力阈值为25kPa-100kPa。
[0063] 根据本发明，当自清洗过滤器无间断通水一定时间后，第二过滤网被填料或污泥慢慢堵住，此时自清洗过滤器内部压力会升高，当内部压力达到设定的压力阈值时，第二清扫部件在控制装置的控制下开始运转，对第二过滤网进行清扫，从而将第二过滤网上的填料或污泥清扫下来。
[0064] 本发明另一方面提供一种上述装置在处理高硝氮废水中的应用。
[0065] 本发明所提供的高硝氮废水的处理装置能够将平稳运行半年以上。
附图说明
[0066] 图1表示的是本发明的
实施例1的高硝氮废水的处理装置的示意图。
[0067] 图2表示的是图1的旋转除渣机的局部放大图。
[0068] 图3表示的是图1的自清洗过滤器的局部放大图。
[0069] 附图标记：1-供水装置；11-进水管道；12-进水泵；13-流量计；2-厌氧流化床反应器；3-塔身；31-第一进水口；32-进气口；33-视窗；34-人孔；35-气水分布器；36-排泥口；4-塔头；41-第一出水口；42-三相分离器；43-溢流堰；5-旋转除渣机；51-第一减速机；52-第一过滤网；53-第一中轴；54-旋转梁；55-第一清扫部件；551-第一毛刷固定杆；552-第一清扫毛刷；6-厌氧出水罐；61-第二进水口；62-第二出水口；63-第三出水口；7-循环装置；8-自清洗过滤器；81-第二减速机；82-过滤器主体；83-固定部件；821-壳体；822-顶盖；823-沉降槽；824-第二过滤网；825-第二中轴；826-旋转杆；827-第二清扫部件；828-第三进水口；829-第四出水口；830-
排渣口；831-电磁
开关；832-控制装置；827a-第二毛刷固定杆；827b-第二清扫毛刷；9-循环泵。
具体实施方式
[0070] 以下通过实施例并结合附图对本发明进行详细说明，但本发明的保护范围并不限于下述说明。
[0071] 实施例1
[0072] 在本实施例中，结合图1、图2和图3，对本发明的一个具体实施方式中的高硝氮废水的处理装置进行说明。
[0073] 如图1所示的高硝氮废水的处理装置，其包括：
[0074] 包括进水管道11、进水泵12和流量计13的供水装置1，用于提供高硝氮废水，其中，进水泵12和流量计13设置于进水管道上，且流量计13设置于进水泵12的下游方向；
[0075] 与进水管道相连接的厌氧流化床反应器2，用于对高硝氮废水进行脱氮处理，其中，厌氧流化床反应器2包括中空圆柱体结构的塔身3和塔头4，塔头4位于塔身3的上方，并且塔头4的直径大于塔身3的直径，
[0076] 塔身3的下部侧壁上设置有第一进水口31(进水管道与第一进水口31相连接)以及进气口32，第一进水口31和进气口32之间设置有气水分布器35，塔身3的上部侧壁上设置有排泥口36，塔头4侧壁上设置有第一出水口41，塔身3上部的外壁上设视窗33，[0077] 塔头4设置有三相分离器42，三相分离器42的排气口一端位于塔头4顶端之外，三相分离器42的另一端位于塔头4的底端，
[0078] 在塔头4内第一出水口41旁设置有溢流堰43，
[0079] 塔身3侧壁上、气水分布器35的下方设人孔34，
[0080] 塔头3内还设置有旋转除渣机5，如图2所示，其包括：
[0081] 固定于塔头3顶端的上方的第一减速机51；
[0082] 固定于塔头3内壁并位于溢流堰43的上方的网孔孔径为1.5mm的第一过滤网52，[0083] 沿所述塔头3的中心轴线设置的与第一减速机51相连接的第一中轴53；
[0084] 在第一中轴53的下端沿水平方向设置的旋转梁54；以及
[0085] 在所述旋转梁54的两端垂直设置的第一清扫部件55；
[0086] 其中，第一清扫部件55包括第一毛刷固定杆551和固定于所述毛刷固定杆551的下部并朝第一过滤网52设置的第一清扫毛刷552，
[0087] 由此，第一减速机51驱动第一中轴转动，进而使旋转梁54带动第一清扫部件55对附着于第一过滤网52的生物填料进行清扫；
[0088] 通过管道与第一出水口41相连接的厌氧出水罐6，用于接收通过脱氮处理得到的脱氮物流，其中厌氧出水罐6设置有与第一出水口41连接的第二进水口61，第二出水口63以及第三出水口62；
[0089] 通过管道与第二出水口63相连接的循环装置7，用于将一部分的脱氮物流循环回厌氧流化床反应器2，其中，循环装置7包括自清洗过滤器8和循环泵9，自清洗过滤器8设置有第三进水口828和第四出水口829，其中，第三进水口828与第二出水口63相连接，第四出水口829经由循环泵9与第一进水口31相连接，其中，如图3所示，自清洗过滤器8包括第二减速机81、过滤器主体82和对过滤器主体82进行固定的固定部件83，
[0090] 过滤器主体82包括中空的壳体821，设置于壳体821上部的顶盖822、以及设置于壳体821下部的沉降槽823，在壳体821的内壁设置有网孔孔径为1.0mm第二过滤网824，沿壳体821的中心轴线设置有第二中轴825，在第二中轴825上沿水平方向设置有至少一个旋转杆
826，在旋转杆826的两端分别设置有第二清扫部件827，
[0091] 第二清扫部件827包括第二毛刷固定杆827a和固定于所述毛刷固定杆827a并朝第二过滤网824设置的第二清扫毛刷827b，第二毛刷固定杆827a固定于旋转杆826的一端。
[0092] 第二减速机81固定于过滤器主体82的顶盖上，第二中轴825穿过顶盖822与第二减速机81相连接，由此，第二减速机81驱动第二中轴825转动，进而使旋转杆826带动第二清扫部件827对附着于第二过滤网824的生物填料进行清扫，并将生物填料收集于沉降槽823内，通过设置在沉降槽823底部的排渣口830以及电磁开关831将收集的生物填料排出；
[0093] 自清洗过滤器8的壳体821上还设置有控制装置832，用于在自清洗过滤器8内的压力达到设定的压力阈值时，使第二清扫部件827运转，对第二过滤网824进行清扫[0094] 对比例1
[0095] 对比例1的处理装置与实施例1的处理装置的不同之处仅在于未设置自清洗过滤装置。
[0096] 试验例1
[0097] 利用实施例1和对比例1的处理装置处理高硝氮废水(废水中的硝氮含量为3000mg/L)，具体地，向实施例1和对比例1的处理装置通入高硝氮废水，使装置正常运行。结果表明实施例1的装置在平稳运行180天后，其出水的硝氮含量仍在100mg/L以下，而对比例
1的装置在运行5天后，过流缝堵塞，影响装置正常运转。
[0098] 应当注意的是，以上所述的实施例仅用于解释本发明，并不对本发明构成任何限制。通过参照典型实施例对本发明进行了描述，但应当理解为其中所用的词语为描述性和解释性词汇，而不是限定性的词汇。可以按规定在本发明
权利要求的范围内对本发明作出
修改，以及在不背离本发明的范围和精神内对本发明进行修订。尽管其中描述的本发明涉及特定的方法、材料和实施例，但是并不意味着本发明限于其中公开的特定例，相反，本发明可以扩展至其它所有具有相同功能的方法和应用。
