[发明专利]分段供氧自循环脱氮反应器

说明书

技术领域

本发明涉及生物脱氮反应器，尤其涉及一种分段供氧自循环脱氮反应器。

背景技术

经过“十一五”期间的控污减排，化学需氧量得到有效控制，氨氮污染上升为主要环境问题。根据环保部发布的环境状况公报，2011 年全国废水氨氮排放量为260.4万吨，氨氮已成为七大水系的主要污染指标。有机污染物被去除后，低碳氮比成了未达标废水的主要水质特点。由于未达标废水的C/N比往往不能满足传统脱氮技术所需值，此类废水的生物处理面临严峻挑战。因此，低碳氮比废水的生物处理，已经成为环境污染控制领域的重大课题。

短程硝化-厌氧氨氧化工艺是一种自养型生物脱氮工艺，该工艺所涉及的亚硝酸细菌和厌氧氨氧化菌均为自养型微生物，不需要添加有机碳源。这一新工艺的出现为低碳氮比废水的生物处理带来了曙光，因此倍受环境工程界的青睐。但是，在传统设计中，短程硝化工艺和厌氧氨氧化工艺通常被分置于两个装置中进行，易造成亚硝酸盐积累，抑制氨氧化作用，限制工艺的效能；此外，由于厌氧氨氧化工艺所需氨氮和亚硝氮的比例为1:1.32，这样的基质比例在实际工程中很难调控。若能将两工艺置于同一个装置中进行，使亚硝酸盐边生产边利用，则可摆脱上述困境。

本发明融短程硝化与厌氧氨氧化于一体，可减少占地面积；功能菌的空间分布相对固定，有利于微生态优化；分段供氧，可满足生物反应对氧的需要，强化短程硝化作用；反应液自循环，硝化与脱氮交替进行，可避免亚硝酸盐积累所致的生物毒性，也可克服基质比例调控难题，提高容积脱氮效能。

发明内容

本发明目的是克服现有技术的不足，提供一种分段供氧自循环脱氮反应器。

分段供氧自循环脱氮反应器本体设有布水区、反应区、分离区和循环区；具体结构包括排泥管、水流混合分布室、回流液输入口、进水管、进气管、曝气头、填料支架、多孔填料、回流管、导流器、调节阀、回流液输出口、集气室斜板、集气室、集气室顶板、集气室排气口、沉淀室底板兼上导流板、释气室、沉淀室、浮渣排放管、出水管、出水槽、溢流堰、纵隔板；

布水区位于反应器本体下部，分为布水渐扩段和布水圆筒段，布水区设有水流混合室，水流混合室底部设有排泥管，布水流混合室中部设有回流液输入口，水流混合室上部设有进水管；

反应区位于反应器本体中部，由模块I、模块II和模块III依次垂直串联构成分段供氧联合反应系统，模块I下部、模块II下部I和模块III下部分别设有曝气头并与进气管相连，模块I上部、模块II上部I和模块III上部分别设有装填料支架，在装填料支架内装填有多孔填料；

分离区位于反应器本体上部，由分离小圆筒段、分离渐扩段、分离大圆筒段组成，

在分离小圆筒段和分离渐扩段设有集气室，

集气室上部设有斜板和顶板，顶板上设有集气室排气口兼反应区混合液上流口，集气室下部与斜板端部相对应处设有集气室导流器，

分离大圆筒段设有释气室和沉淀室，

释气室由分离大圆筒段内壁、纵隔板、沉淀室底板、集气室斜板和顶板围成，释气室上部设浮渣排放管，

集气室斜板和沉淀室底板之间的狭缝构成上升混合液的回流通道；

沉淀室由分离渐扩段内壁、分离大圆筒段内壁、纵隔板和沉淀室底板围成，沉淀室纵隔板上设溢流堰和出水槽，出水槽底部设出水管；

循环区位于反应器本体外部，由回流液输出口、回流管、回流液输入口和回流调节阀组成，回流液输出口设在分离渐扩段下端外壁上，回流液输入口设在布水渐扩段中部外壁上，回流调节阀设在回流管上。

所述的布水区、反应区和分离区的高度之比为1：2.5~3.5：1.0~1.2。

所述的布水渐扩段外壁与水平面的夹角为45°~55°，布水渐扩段与布水圆筒段高度之比为1~2：1，布水渐扩段上下横截面积之比为2~4：1。

所述的模块I下部、模块II下部I和模块III下部分别设有供氧室，模块I上部、模块II上部I和模块III上部分别设有填料室，供氧室与填料室高度之比为1:1.5~2.5。

所述的分离渐扩段的上下横截面积之比为2~4：1，集气室、释气室和沉淀室的体积之比为1：1.5~2.5：2.5~3.5。

所述的导流器是与水平面的夹角均为45°~55°的两块斜板，导流器的斜板、斜板和顶板的投影面积之比为1：1~1.5：1；斜板和导流器之间的狭缝面积与分离小圆筒段的横截面积与之比为5~10:1；分离小圆筒段的横截面积与集气室排气口的横截面积之比为36~64：1。