[发明专利]一种高效生物脱氮反应装置

说明书

本发明公开了一种高效生物脱氮反应装置，包括反应装置本体，所述反应装置本体内部中间设置有相互间隔布置的上折流板、下折流板，所述上折流板、下折流板将反应装置本体分割成第一反应室、用于进行异养脱氮的第二反应室和位于第一反应室和第二反应室之间的外源碳添加区三个腔室，所述第一反应室内设置有若干个引流板，所述引流板将第一反应室分割成至少一个用于进行硝化反应的硝化区和至少一个用于进行脱氮的自养脱氮区。本发明通过将异养反硝化菌与自养硝化菌和自养反硝化菌分开在不同的反应室中，能够有效降低菌群之间的竞争，为不同生态位的功能均提供适宜的生活环境，利于系统稳定高效运行。

技术领域

本发明涉及一种污水处理装置，特别涉及一种高效生物脱氮反应装置。

背景技术

工业废水和城镇污水等含氮废水排放的加剧，环境水体水质常受到氮素的污染且有逐渐恶化的趋势。生物脱氮工艺是一种经济、高效、安全的脱氮技术。尤其是新型全程自养脱氮工艺，通过功能菌群氨氧化菌和厌氧氨氧化菌在氧限制条件下直接将氨氮转化氮气，实现脱氮的目的。该工艺不需要添加外源有机碳源，且相较于传统硝化-反硝化生物脱氮工艺能够节约63%的曝气。然而，氨氧化菌和厌氧氨氧化菌分别属于好氧菌而厌氧氨氧化菌为厌氧菌，溶解氧过高和过低都会严重抑制系统的脱氮性能。

全程自养脱氮工艺无法完全淘汰与氨氧化菌具有相似生态位的亚硝酸盐氧化菌，从而导致两者之间的竞争，且氨氧化菌转化成的亚硝氮生成硝氮，而硝氮不能通过厌氧氨氧化途径去除。为彻底去除水体中的氮素，必然要引入异养反硝化脱氮。而异养反硝化菌与自养氨氧化菌和厌氧氨氧化菌相比，具有更高的竞争力。在自养脱氮系统中引入异养脱氮途径会导致自养和异养系统的性能均受到抑制，不利于系统的脱氮性能。

发明内容

本发明的目的是解决现有全程自养脱氮工艺中具有相似生态位的的氨氧化菌与亚硝酸盐氧化菌的竞争和在自养脱氮系统中引入异养脱氮途径导致自养和异养脱氮途径均受到抑制等问题，提供一种高效生物脱氮反应装置，能够为不同生态位的脱氮功能菌提供适宜的生活环境，提高功能菌的活性和生物量，有利于系统的稳定、高效运行。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：一种高效生物脱氮反应装置，包括反应装置本体，所述反应装置本体内部中间设置有相互间隔布置的上折流板、下折流板，所述上折流板、下折流板将反应装置本体分割成第一反应室、用于进行异养脱氮的第二反应室和位于第一反应室和第二反应室之间的外源碳添加区，所述第一反应室内设置有若干个引流板，所述引流板将第一反应室分割成至少一个用于进行短程硝化反应的短程硝化区和至少一个用于进行脱氮的自养脱氮区，所述第一反应室底部设置有进水口，所述第一反应室内设置有至少一个曝气装置，所述第一反应室上方设置有用于消耗水体中氧气并对水体进行进一步脱氮的微生物载体，所述第二反应室一侧设置有出水口。

所述第一反应室内加入含有氨氧化菌与自养脱氮菌（自养反硝化菌或厌氧氨氧化菌）混培污泥，在第二反应室中加入含有异养反硝化菌的污泥，通过氨氧化菌将污水中的氨转化为亚硝酸盐，并通过自养反硝化菌或厌氧氨氧化菌将生成的亚硝酸盐和部分硝酸盐生成氮气排出反应系统。水体中剩余的硝酸盐进入到第二反应室，异养反硝化菌对水体中剩余的硝酸盐进行进一步反硝化生成氮气排出，通过上述过程能够有效对污废水中的含氮物质进行脱离。通过将异养反硝化菌与氨氧化菌和自养反硝化菌分开在不同的反应室中，能够有效降低菌群之间的竞争，为不同生态位的功能菌均提供适宜的生活环境，利于系统稳定高效运行。所述外源碳添加区用于添加有机碳源，并随水流入第二反应室，维持第二反应室内的异养反硝化菌的生长繁殖和脱氮所需的有机物。所述曝气装置用于向第一反应室中通入菌群所必需的氧气。所述微生物载体能够有效附着不同功能菌群，包括大量的耗氧菌群和各类脱氮菌，其作用包括：1）用于消耗水体中剩余的溶解氧，水体通过微生物载体后，水体中的含氧量大大降低，有利于后续厌氧菌异养反硝化菌的生存；2）载体生物膜具有进一步脱氮功能；且3）载体的物理拦截功能能够有效持留自养脱氮系统中的功能微生物。所述引流板一方面将第一反应室分割成若干个具有不同功能的反应区，另一反面，引流板对水流方向起引导作用，可使污废水能够有效迂回流过各个反应区，发生不同的反应过程，达到降低反应器死区、强化系统脱氮的目的。