一种水解酸化耦合短程反硝化工艺及其反应装置

本发明属于废水生物处理，具体涉及一种水解酸化耦合短程反硝化工艺及其反应装置。

背景技术：

1、废水是指人们在生产生活过程中排出的水以及径流雨水的总称，包括生活污水、工业废水和径流入排水等无用水，水资源是人们赖以生存的资源，随着社会经济与科学技术的不断发展，废水处理问题越来越受人们的重视，在废水处理过程中，氮磷超标是导致水体富营养化的问题，而目前主要采用生物脱氮的方式对废水中的氮磷元素进行处理

2、近年来，厌氧氨氧化工艺作为一种废水生物脱氮技术应用在废水生物处理领域，厌氧氨氧化工艺是指在厌氧条件下，以亚硝态氮作为电子受体，将氨氮转化为氮气的工艺，然而，由于实际生活污水中的亚硝态氮电子受体较为匮乏，这样就使得厌氧氨氧化工艺对废水进行生物处理的效果不太理想，需要额外增加反硝化或短程反硝化过程来获取亚硝态氮电子受体。

3、其中，当采用反硝化工艺获取亚硝态氮电子受体时，需要额外投加乙酸钠等有机碳源，这样就会使得废水处理成本较高，而短程反硝化与反硝化相比，能够稳定将硝态氮电子受体还原成亚硝态氮电子受体，对有机碳源的需求也较低。

4、水解酸化工艺是一类能够充分利用废水中可生物利用碳源的工艺，能够将废水中大部分可生物利用的有机物降解为乙酸、丙酸等挥发性脂肪酸，可以有效弥补废水中的碳源不足，因此，将水解酸化工艺、厌氧氨氧化工艺与短程反硝化工艺相结合在废水生物处理方面有着较为广阔的前景。

5、同时，在废水生物处理过程中会产生大量的污泥，在现有技术中一般采用脱水、干燥的方式对污泥进行处理，这样的方式虽然可以对废水处理过程中产生的污泥进行处理，但由于污泥本身就是一种复杂形式的碳源，这样直接将污泥排出，不仅会造成资源的浪费，而且污泥的处理会增加废水生物处理的成本，使得废水生物处理过程中的高效环保性较差。

6、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种水解酸化耦合短程反硝化工艺及其反应装置，其采用水解酸化工艺、厌氧氨氧化工艺与短程反硝化工艺相结合的方式，可对废水进行高效脱氮处理，并且可对污泥进行再利用，提高了废水生物处理过程中的高效环保性。

2、为了实现上述目的，本发明一具体实施例提供的技术方案如下：

3、一种水解酸化耦合短程反硝化工艺，包括以下步骤：

4、s1、废水水解酸化处理，将废水池内的废水分两部分进行导出，一部分导入水解酸化反应器内进行水解酸化反应，废水经过水解酸化反应后在水解酸化反应器内形成废水液体和污泥，废水池中的另一部分废水导入调节池中；

5、s2、将水解酸化反应器内水解酸化后形成的废水液体导入到调节池中与直接导入的废水进行混合调节，形成混合废水a；

6、s3、短程反硝化处理，将s2中得到的混合废水a导入到短程反硝化反应器内进行短程反硝化处理，通过短程反硝化处理将水解酸化混合废水中的硝态氮电子受体还原成亚硝态氮电子受体，形成废水b；

7、s4、厌氧氨氧化处理，将s3中的到的废水b导入到厌氧氨氧化反应器内进行厌氧氨氧化处理，对废水b进行脱氮处理，经过脱氮处理后的废水b形成净化水，并通过排水池对净化水进行暂存；

8、s5、污泥碱化预热处理，将s1废水水解酸化过程中产生的污泥导入到污泥预处理反应器内进行碱化预处理，对污泥内的微生物细胞进行破壁与溶胞；

9、s6、污泥酸化处理，对s5中碱化预热处理后的污泥进行ph值调节，并且接种成熟的污泥酸化菌种；

10、s7、污泥碱性发酵与再利用，对酸化后的污泥进行ph值调节，并且进行碱性发酵，碱性发酵后得到有机碳源水解酸化液，将有机碳源水解酸化液导入到短程反硝化反应器进行辅助进行短程反硝化处理。

11、在本发明的一个或多个实施例中，所述s1中废水水解酸化处理包括：进水、曝气搅拌、沉淀以及排水，所述曝气搅拌的时间为4-6h，所述沉淀的时间为30-90min。

12、在本发明的一个或多个实施例中，所述s5中污泥碱化预热处理的ph值为9-10，所述s5中污泥碱化预热处理的处理温度为80-100℃。

13、在本发明的一个或多个实施例中，所述s6中污泥酸化处理的ph值为5-6，所述污泥酸化菌种接种比例为8％-12％，所述s7中污泥碱性发酵的ph值阶梯式调整至9-10。

14、一种水解酸化耦合短程反硝化工艺的反应装置，包括污泥预处理反应器，所述污泥预处理反应器的内壁上一体化成型有导热内筒体，所述导热内筒体与污泥预处理反应器之间配合形成有加热保温空腔，所述加热保温空腔内布设有电阻加热器件，所述污泥预处理反应器内固定装配有超声震荡破壁机构。

15、所述超声震荡破壁机构包括离心导流转轴，所述离心导流转轴转动装配在污泥预处理反应器内，所述离心导流转轴的外侧固定装配有多组均匀分布的导流搅拌叶片，所述导流搅拌叶片的外侧套装有装配内筒体，所述装配内筒体与导热内筒体的内壁固定连接，所述装配内筒体内固定装配有超频破壁内筒，所述超频破壁内筒背离装配内筒体的一面固定装配有若干超声波震荡片，所述装配内筒体的内壁上固定连接有震荡破壁外膜层，所述震荡破壁外膜层与超频破壁内筒之间形成有气浮控制腔，所述污泥预处理反应器的外侧固定装配有气流控制组件。

16、所述污泥预处理反应器的下方固定装配有扰流搅拌组件，所述扰流搅拌组件包括磁悬浮固定座，所述磁悬浮固定座磁悬浮装配在离心导流转轴的下端，所述磁悬浮固定座内转动连接有驱动转轴，所述驱动转轴位于磁悬浮固定座外的一端固定连接有扰流搅拌叶片，所述污泥预处理反应器的上方固定装配有空压破壁清洁机构，所述空压破壁清洁机构用于对污泥预处理反应器内的污泥进行辅助导流与空压破碎。

17、所述污泥预处理反应器的外侧固定装配有污泥发酵机构，所述污泥发酵机构用于对污泥进行污泥酸化处理与污泥碱性发酵。

18、在本发明的一个或多个实施例中，所述污泥预处理反应器的顶部固定安装有导通固定座，所述导通固定座与离心导流转轴转动连接。通过导通固定座对离心导流转轴与污泥导流管进行连接导通。所述导通固定座的上方连通有污泥导流管。通过污泥导流管对水解酸化反应器内沉淀的污泥进行输送。所述污泥导流管远离导通固定座的一端固定连通有污泥泵，所述污泥泵固定装配在水解酸化反应器的底部，且所述污泥泵与废水池相导通。通过控制污泥泵的运行对水解酸化反应器底部沉淀的污泥进行导出。

19、在本发明的一个或多个实施例中，所述离心导流转轴空心设置，多组所述导流搅拌叶片内均开凿有排泥流道，所述排泥流道与离心导流转轴相导通。通过空心离心导流转轴对污泥导流管输送的污泥进行导流。同时，通过空心的离心导流转轴向多组排泥流道输送污泥，从而通过离心导流转轴与导流搅拌叶片的旋转对污泥进行离心导出。所述离心导流转轴的上方固定连接有驱动齿轮。通过驱动齿轮对离心导流转轴起到旋转驱动的作用，从而便于对离心导流转轴内的污泥进行离心导出。所述驱动齿轮的一侧啮合有传动齿轮。传动齿轮起到传递离心电动机动力的作用。所述污泥预处理反应器的顶部固定装配有离心电动机，所述离心电动机的输出轴与传动齿轮传动连接。离心电动机起到提供动力的作用，通过控制离心电动机的运行对传动齿轮进行旋转驱动。

20、在本发明的一个或多个实施例中，所述气流控制组件包括空压机。通过控制空压机的运行对气流的抽取与输送状态进行控制。所述空压机与加热保温空腔之间连通有导通风管。导通风管起到连通空压机与加热保温腔的作用，便于通过向加热保温腔内输送空气的方式加速加热保温腔内热空气流通速度，从而提高了对污泥预处理反应器内污泥进行加热处理的高效性。同时，通过向加热保温腔内输送空气的方式对空压破壁清洁机构起到气流推动的作用。所述空压机与气浮控制腔之间连通有气浮连通管。气浮连通管起到连通空压机与气浮控制腔的方式，便于通过控制空压机对气浮控制腔内气体进行抽取的方式使得震荡破壁外膜层可贴附在超频破壁内筒的外表面，从而通过超频破壁内筒、震荡破壁外膜层与离心导流转轴、导流搅拌叶片的相互配合对污泥进行撞击破碎。

21、在本发明的一个或多个实施例中，所述磁悬浮固定座空心设置。通过将磁悬浮固定座空心设置，便于为驱动风轮提供装配运行空间。所述驱动转轴位于磁悬浮固定座内的一端固定连接有驱动风轮。通过控制驱动风轮旋转的方式对驱动转轴进行旋转驱动，从而便于对扰流搅拌叶片进行同步驱动。所述磁悬浮固定座的外侧连接有若干震荡导通风管，所述震荡导通风管的两端分别于磁悬浮固定座和加热保温空腔相连通。通过震荡导通风管对磁悬浮固定座与加热保温空腔进行连通，从而使得加热保温空腔内的热空气可沿震荡导通风管输送到磁悬浮固定座内，从而对驱动风轮进行旋转驱动。

22、在本发明的一个或多个实施例中，所述空压破壁清洁机构包括装配防护板，所述装配防护板套装在离心导流转轴的外侧，且所述装配防护板固定装配在装配内筒体的上方。通过装配防护板对离心导流转轴起到装配固定的作用。同时，可通过装配防护板与污泥预处理反应器的相互配合对传动齿轮、驱动齿轮进行封闭保护，另外，可通过装配防护板对导流搅拌叶片排出的污泥起到限位作用。所述装配防护板内固定安装有导流风筒，所述导流风筒套装在离心导流转轴的外侧，所述导流风筒空心设置。通过导流风筒对加热保温空腔内的热空气进行导流输送。所述导流风筒贴近离心导流转轴的一侧开凿有空压流道，所述离心导流转轴的外侧开凿有若干导通孔，所述导通孔与空压流道配合设置。通过空压流道与导通孔间歇式配合的方式对离心导流转轴间歇式输送热空气。

23、与现有技术相比，本发明通过耦合水解酸化工艺、短程反硝化工艺以及厌氧氨氧化工艺，可对废水进行高效生物处理，同时，降低了废水生物处理过程中所需有机碳源，降低了废水生物处理的成本；

24、通过设置污泥有机碳源回收装置，可对废水生物处理过程中产生的污泥进行有机碳源回收，提高了资源利用率，大大降低了废水生物处理的成本，显著提高了废水生物处理的高效环保性。