[发明专利]多级内循环硝化－反硝化生物脱氮反应器

说明书

技术领域：

本发明涉及高浓度含氨氮工业污水处理技术领域，是一种硝化—反硝化生物脱氮流化床反应装置，尤其是涉及一种利用多级内循环硝化—反硝化生物反应对污水中的氮进行脱除的一体式流化床反应装置。

背景技术：

污水治理是三废治理中最重要的一个部分，污水中的氮是造成水体富营养化的主要原因之一。各国都制定有相关法规，对氮的污染物浓度作出了严格限定。随着自然水体富营养化的日益加剧，对氮的控制将越来越严格。污水脱氮常用的处理方法有物理化学处理法和生物处理法。生物处理法由于其建设投资省，运行费用低，无二次污染等优点而成为污水脱氮的主流工艺。生物处理方法是利用微生物的代谢作用，将废水中的污染物进行转移或转化，从而使废水得到净化的过程。根据参与代谢的微生物种群的不同，可以将生物处理方法分为厌氧生物处理、兼氧生物处理和好氧生物处理。

在生物脱氮技术中，传统的工艺是硝化—反硝化工艺，该工艺的脱氮过程一般包括硝化和反硝化两个阶段。在传统的硝化—反硝化工艺基础上发展起来的新的脱氮技术，目前主要有短程硝化反硝化工艺、同步硝化反硝化工艺和厌氧氨氧化工艺等。现有技术使用最多的脱氮技术仍为成熟的传统硝化—反硝化工艺，在废水生物脱氮中占据了主导地位，并且有十分成熟的工程经验和工艺参数。实现硝化—反硝化工艺的设备有SBR及其改进、传统活性污泥法、氧化沟、生物转盘、生物流化床等。传统的硝化—反硝化工艺经过多年的不断发展，涌现出了多种改进的处理工艺，但这些工艺都是将兼氧(缺氧)段和好氧段独立开来，需要多个独立的设备实施，设备之间用管路进行连接，配备专门的污水输送泵，从而导致设施占地面积大，工程投资高，运行费用高，且处理设备多为低效生物反应器，操作稳定性差，处理效率低，控制复杂，控制困难。

针对现有技术的高浓度含氨氮工业污水硝化—反硝化生物脱氮处理技术存在的不足，人们渴望有人能够提供可在一个反应器中完成废水脱氮的硝化—反硝化过程，减少甚至取消兼氧区与好氧区之间的管路连接，以减少工程的占地面积，节省工程投资，减少运行成本，提高反应器抗冲击性能，降低企业治污成本的硝化—反硝化生物脱氮工艺或设备。但这样的工艺或设备至今尚未见报道公开。

发明内容：

针对现有技术的硝化—反硝化生物脱氮处理技术存在的不足，本发明的目的是通过提供一种一体式多级内循环硝化—反硝化生物脱氮流化床反应器，以解决现有技术的硝化—反硝化生物脱氮处理装置所存在的设施占地面积大，工程投资大，运行费用高，操作稳定性差，控制困难，处理效率低等问题。

可用于解决上述技术问题的多级内循环硝化—反硝化生物脱氮流化床反应器的结构为：反应器壳体为敞口结构，壳体内空间从下至上依次设计为由缺氧区、高浓度好氧区、低浓度好氧区构成的流化反应区和三相分离区，相邻区间相互连通，其中流化反应区的缺氧区、高浓度好氧区和低浓度好氧区由两个设置在反应区筒体上的区间隔板相互分隔形成，且流化反应区的三部分均设计有使水流形成区间内循环的循环隔板，运行时装入有用于形成固定化生物膜颗粒的多孔聚合物高分子载体，三相分离区由分离区筒体、位于分离区筒体内的上下分离筒和位于分离区筒体与内筒之间的出水堰构成，下分离筒的上端口位于上分离筒下端口内，污水进水接管口位于缺氧区下部，空气进气接管口位于高浓度好氧区下部，溢流出水堰内设计有净化水排放口。

在上述技术方案中，用于分隔缺氧区、高浓度好氧区和低浓度好氧区的区间隔板与筒体轴线成一定倾角地设置在反应区筒体上，且两个区间隔板的倾斜方向相反。

在上述技术方案中，在缺氧区、高浓度好氧区和低浓度好氧区均设计有一个使区间内水流形成循环的循环隔板，循环隔板以垂直且上下悬空地方式设置在筒体中央。

在上述技术方案中，缺氧流化反应区底部设置有污水进水布水装置，污水布水装置与污水进水接管联接，其污水出口面高于循环隔板的下边缘。待处理的污水由污水进水管经布水装置进入缺氧流化反应区进行缺氧脱氮处理。污水布水装置最好是采用大阻力布水装置。

在上述技术方案中，高浓度好氧流化反应区设置有空气进气布气装置，空气布气装置与空气进气接管联接，其空气出口面高于循环隔板的下边缘。空气由空气进气接管经布气装置进入高浓度好氧流化反应区进行好氧硝化及脱氮反应。进气布气装置最好是采用微孔曝气式布气装置。