基于碳中和与生态位分化的市政污水SPNAD脱氮装置

摘要

本实用新型公开了一种基于碳中和与生态位分化的市政污水SPNAD脱氮装置，该装置包括装置本体，所述装置本体包括进水口和出水口，所述装置本体内腔由进水口向出水口依次布置有进水槽、反硝化菌生态位、厌氧氨氧化菌生态位、氨氧化菌与藻类生态位以及沉淀区；所述反硝化菌生态位与厌氧氨氧化菌生态位之间设置有生态位调节装置，所述生态位调节装置可相对于装置本体水平滑动以调节反硝化菌生态位与厌氧氨氧化菌生态位的体积。本实用新型能够实现不同作用微生物的生态位分化，不同生态位满足相应微生物生长环境需求，做到降低不同功能微生物的相互干扰、抑制，而且可以根据环境差异改变不同生态位的体积以更适应进水水质。

说明书

技术领域

本实用新型涉及脱氮处理装置的技术领域，具体涉及一种基于碳中和与生态位分化的市政污水SPNAD脱氮装置。

背景技术

目前，短程硝化-厌氧氨氧化工艺可以实现低能耗脱氮。然而，厌氧氨氧化反应的持续进行会源源不断地释放硝氮，并且细菌本身分泌的有机质会对出水水质产生不利影响，同时污水中所含的COD往往会对自养菌产生抑制作用。针对上述问题有人针对市政污水开发了一体化部分短程硝化、厌氧氨氧化耦合反硝化工艺(SPNAD， Single-stage PartialNitritation,Anammox and Denitrification Process)，然而，他们并没有对SPNAD内各类功能菌群进行生态位分化，这会导致处理效率低下也不利于系统的长期稳定。

综上，以往的市政污水脱单系统有耗能大，碳排放多，污泥驯化时间久，启动周期长，水质变化后调整不灵活等缺点。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述背景技术的不足，提供一种基于碳中和与生态位分化的市政污水SPNAD脱氮装置，该装置能够实现不同作用微生物的生态位分化，不同生态位满足相应微生物生长环境需求，做到降低不同功能微生物的相互干扰、抑制，且可以根据环境差异改变不同生态位的体积以更适应进水水质，同时可利用装置处理污水时产生且同时作为厌氧处理副产品的CO

为实现上述目的，本实用新型所设计的一种基于碳中和与生态位分化的市政污水SPNAD脱氮装置，包括装置本体，所述装置本体包括进水口和出水口，所述装置本体内腔由进水口向出水口依次布置有进水槽、反硝化菌生态位、厌氧氨氧化菌生态位、氨氧化菌与藻类生态位以及沉淀区；

所述反硝化菌生态位与厌氧氨氧化菌生态位之间设置有生态位调节装置，所述生态位调节装置可相对于装置本体水平滑动以调节反硝化菌生态位与厌氧氨氧化菌生态位的体积；

所述反硝化菌生态位内设置有第一搅拌桨，所述厌氧氨氧化菌生态位与氨氧化菌与藻类生态位之间设置有第二搅拌桨，所述氨氧化菌与藻类生态位内设置有中空纤维膜组件和CO

进一步地，所述进水槽与反硝化菌生态位之间设置有第一挡流板，所述第一挡流板的底部与装置本体的底壁固定，所述第一挡流板的顶部设置有斜板；所述装置本体的进水口设置在进水槽的底部。

进一步地，所述氨氧化菌与藻类生态位与沉淀区之间设置有第二挡流板，所述第二挡流板的顶部与装置本体的顶壁固定；所述装置本体的出水口设置在沉淀区的上方侧壁。

进一步地，所述生态位调节装置包括生态调节板、设置在生态调节板两侧的若干个滑轮、若干个用于供滑轮水平滑动的滑槽、以及用于驱动滑轮沿滑槽水平滑动的马达，所述滑槽设置在装置本体的两侧内壁，所述滑轮嵌入滑槽内可沿其水平滑动。

进一步地，所述的基于碳中和与生态位分化的市政污水SPNAD 脱氮装置还包括控制器，所述控制器的控制信号输出端与马达的控制信号输入端连接。

进一步地，所述的基于碳中和与生态位分化的市政污水SPNAD 脱氮装置还包括出水水质探测仪，所述出水水质探测仪设置在装置本体的出水口，所述出水水质探测仪的信号输出端与控制器的信号输入端连接。

进一步地，所述CO

进一步地，所述厌氧氨氧化菌生态位内还设置有溶解氧探测仪，所述溶解氧探测仪的信号输出端与CO

再进一步地，所述装置本体的沉淀区底部设置有排泥管。

更进一步地，所述第一搅拌桨包括第一桨片、第一搅拌轴以及第一搅拌电机，所述第一搅拌轴的底端与第一桨片固定连接，所述第一搅拌轴的顶端伸出装置本体与设置在其顶部的第一搅拌电机传动连接；

所述第二搅拌桨包括第二桨片、第二搅拌轴以及第二搅拌电机，所述第二搅拌轴的底端与第二桨片固定连接，所述第二搅拌轴的顶端伸出装置本体与设置在其顶部的第二搅拌电机传动连接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

其一，本实用新型的基于碳中和与生态位分化的市政污水 SPNAD脱氮装置会营造不同的生态环境以建立生态位，供最适宜的微生物生长，并且根据水质检测设备反馈的水质指标及时调整生态位的体积，适应进水水质，调整起来比较灵活。

其二，本实用新型的基于碳中和与生态位分化的市政污水SPNAD脱氮装置具有节能减排与碳中和的能力，通过通入CO

其三，本实用新型的基于碳中和与生态位分化的市政污水 SPNAD脱氮装置通过CO

其四，本实用新型的基于碳中和与生态位分化的市政污水SPNAD脱氮装置中生态位调节板可根据出水氨氮与硝氮的浓度进行反硝化菌生态位与厌氧氨氧化菌生态位体积的变化，CO

其五，本实用新型的基于碳中和与生态位分化的市政污水 SPNAD脱氮装置能够解决市政污水脱氮处理时能耗大，碳排放高、水质变化后调整不灵活、脱氮过程中间产物无法相互利用等难题，实现了节能减排、碳中和与提高脱氮效率。

附图说明

图1为一种基于碳中和与生态位分化的市政污水SPNAD脱氮装置的结构示意图；

图2为图1所示基于碳中和与生态位分化的市政污水SPNAD脱氮装置的结构的俯视图；

图3为生态位调节装置的结构示意图；

图4为生态调节板的结构示意图；

图中：装置本体1(进水口1.1、出水口1.2)、进水槽2、反硝化菌生态位3、厌氧氨氧化菌生态位4、氨氧化菌与藻类生态位5、沉淀区6、生态位调节装置7(生态调节板7.1、滑轮7.2、滑槽7.3、马达7.4)、第一搅拌桨8(第一桨片8.1、第一搅拌轴8.2、第一搅拌电机8.3)、第二搅拌桨9(第二桨片9.1、第二搅拌轴9.2、第二搅拌电机9.3)、中空纤维膜组件10、CO

具体实施方式

下面结合实施案例详细说明本实用新型的实施情况，但它们并不构成对本实用新型的限定，仅作举例而已。同时通过说明本实用新型的优点将变得更加清楚和容易理解。

如图1所示的一种基于碳中和与生态位分化的市政污水SPNAD 脱氮装置，包括装置本体1，装置本体1包括进水口1.1和出水口1.2，装置本体1内腔由进水口1.1向出水口1.2依次布置有进水槽2、反硝化菌生态位(DNB生态位，Denitrifing Bacteria)3、厌氧氨氧化菌生态位(AnAOB生态位，Anammox Ammonia Oxidizing Bacteria)4、氨氧化菌与藻类生态位AOB生态位5以及沉淀区6。进水槽2保证短的水力停留时间。反硝化菌生态位3设置在进水槽旁，在该生态位中投加反硝化颗粒污泥，可以使其担任反硝化脱除硝氮的职责。厌氧氨氧化菌生态位4，设置在反硝化菌生态位3旁，在该生态位中投加厌氧氨氧化颗粒污泥，可以使其担任厌氧氨氧化脱除氨氮与亚硝氮的职责；其可以接收来自反硝化菌生态位3反硝化过程中生成的亚硝氮，并结合氨氮进行厌氧氨氧化反应，生成的硝氮又可通过回流被反硝化菌生态位3接收，供其进行反硝化，达到相辅相成的目的。氨氧化菌与藻类生态位5设置在厌氧氨氧化菌生态位4旁，担任短程硝化脱除氨氮的职责，该生态位的藻类可以进行污水的深度处理，而氨氧化菌可以进行短程硝化产生的大量亚硝酸盐可供给厌氧氨氧化菌生态位4进行厌氧氨氧化。至此，整个系统形成闭环，各代谢产物均可相互利用，不需外加碳源，也无需进行曝气，同时可消耗CO

上述技术方案中，反硝化菌生态位3与厌氧氨氧化菌生态位4之间设置有生态位调节装置7，生态位调节装置7可相对于装置本体1 水平滑动以调节反硝化菌生态位3与厌氧氨氧化菌生态位4的体积；反硝化菌生态位3内设置有第一搅拌桨8，厌氧氨氧化菌生态位4与氨氧化菌与藻类生态位5之间设置有第二搅拌桨9，氨氧化菌与藻类生态位5内设置有中空纤维膜组件10和CO

如图2所示，进水槽2与反硝化菌生态位3之间设置有第一挡流板12，第一挡流板12的底部与装置本体1的底壁固定，第一挡流板 12的顶部设置有斜板12.1；装置本体1的进水口1.1设置在进水槽2 的底部。氨氧化菌与藻类生态位5与沉淀区6之间设置有第二挡流板13，第二挡流板13的顶部与装置本体1的顶壁固定。装置本体1的出水口1.2设置在沉淀区6的上方侧壁，沉淀区可设置为斜板形式。

如图3和图4所示，生态位调节装置7包括生态调节板7.1、设置在生态调节板7.1两侧的若干个滑轮7.2、若干个用于供滑轮7.2水平滑动的滑槽7.3、以及用于驱动滑轮7.2沿滑槽7.3水平滑动的马达 7.4，滑槽7.3设置在装置本体1的两侧内壁，滑轮7.2嵌入滑槽7.3内可沿其水平滑动。本实施例中，生态调节板7.1的四个角都安装有滑轮7.2，上部与下部分别两两相连，固定于安装在装置侧面的滑槽 7.3内，并分别与安装在生态调节板7.1内部的马达7.4相连，马达 7.4的转动可带动生态调节板7.1的左右移动。

上述技术方案中，本实用新型的基于碳中和与生态位分化的市政污水SPNAD脱氮装置还包括控制器14和出水水质探测仪15，控制器14的控制信号输出端与马达7.4的控制信号输入端连接。出水水质探测仪15设置在装置本体1的出水口1.2，出水水质探测仪15的信号输出端与控制器14的信号输入端连接。当检测到出水硝氮含量大于《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中A级排放标准中的总氮允许排放浓度，即15mg/L时，出水水质探测仪15输出信号给控制器14，带动马达7.4旋转，使生态调节板7.1向右移动，增大反硝化菌生态位3体积，以使反硝化进行更充分；而当出水氨氮含量大于出水硝氮含量时，则会使生态调节板7.1向左移动，增大厌氧氨氧化菌生态位4的体积，以使厌氧氨氧化进行更充分。

上述技术方案中，CO

上述技术方案中，第一搅拌桨8包括第一桨片8.1、第一搅拌轴 8.2以及第一搅拌电机8.3，第一搅拌轴8.2的底端与第一桨片8.1固定连接，第一搅拌轴8.2的顶端伸出装置本体1与设置在其顶部的第一搅拌电机8.3传动连接；第二搅拌桨9包括第二桨片9.1、第二搅拌轴9.2以及第二搅拌电机9.3，第二搅拌轴9.2的底端与第二桨片 9.1固定连接，第二搅拌轴9.2的顶端伸出装置本体1与设置在其顶部的第二搅拌电机9.3传动连接。

本发明的基于碳中和与生态位分化的市政污水SPNAD脱氮装置进行市政污水脱氮处理时，通过营造不同生态位使得不同功能、不同生长环境的颗粒污泥在同一空间与时间上进行不同的脱氮步骤，且做到了不同生态位脱氮产物相互利用，形成闭环；同时可根据出水水质指标迅速判断出脱氮不完全的生态位，并进行生态位大小的调整；同时可以根据溶解氧含量改变CO

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，应当指出，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭示的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内，其余未详细说明的为现有技术。