一种全程自养脱氮反应器及脱氮工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种全程自养脱氮反应器，在反应器筒体的上部设置有亚硝化‑厌氧氨氧化区，在亚硝化‑厌氧氨氧化区内设置有第一填料组件，在第一填料组件的表面内层附着有厌氧氨氧化菌，表面外层附着有亚硝化菌；在反应器筒体的下部设置有反硝化区；在反硝化区设置有附着有反硝化菌的第二填料组件；在亚硝化‑厌氧氨氧化区的顶端设置有膜组件，与所述膜组件的出水侧连通设置有出水口；在亚硝化‑厌氧氨氧化区内且位于所述第一填料组件的下方设置有曝气装置；在第一填料组件和所述膜组件之间设置有第一三相分离器。本发明专利技术所述的反应器有效防止了膜组件的污染和堵塞，增强了对废水的处理效果；使得整个全程脱氮反应得以高效、稳定地进行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于废水处理领域，具体涉及一种全程自养脱氮反应器及脱氮工艺。
技术介绍
全程自养脱氮是近年来兴起的一种新型的脱氮工艺。其原理是：首先在好氧条件下，亚硝化菌将废水中的氨氮部分转化成亚硝酸态氮；然后在厌氧条件下，利用厌氧氨氧化菌将亚硝酸态氮和剩余的氨氮转化成氮气。与传统的脱氮工艺相比，全程自养脱氮具有工艺流程短、占地面积小的优点。现有技术中，中国专利文献CN103979683B公开了一种基于一体式膨胀污泥床-膜生物反应器的工艺，该装置分为上部膜过滤功能区和下部全程自养脱氮功能区，在上部膜过滤功能区和下部自养脱氮功能区之间设置有三相分离器。在所述膜过滤功能区内设置有膜组件，膜组件的出水口连接有出水泵。在膜组件的下方邻近膜组件的部位设置有穿孔曝气管。反应器下层设置为膨胀污泥床，膨胀污泥床内的污泥颗粒的表层附着有好氧氨氧化菌，用于将部分氨氮转化为亚硝酸态氮，内层为厌氧氨氧化菌，用于将亚硝酸态氮和剩余氨氮转化为氮气。该装置在运行时，空气通过所述穿孔曝气管进行曝气，其作用一是冲刷膜表面缓解膜污染，二是为反应器上部的水体冲氧，冲氧后的反应器出水的一部分先进入分离槽，分离出气泡后再由反应器底部进入筒体，从而为反应器下部的自养脱氮提供溶解氧。上述反应器利用膨胀污泥床实现了亚硝化-厌氧氨氧化反应，通过设置膜组件进行截留，也有效防止了反应器内微生物的流失。同时通过在亚硝化-厌氧氨氧化反应区的上方设置曝气区对膜组件进行冲刷，还有效防止了膜污染。但就该装置而言，一方面其曝气区是独立设置于亚硝化-厌氧氨氧化反应区的上方，这无疑增加了反应器筒体的高度，不利于节省反应器筒体的体积；另一方面该反应器并不能实现反硝化过程，无法同步去除水体中的硝氮。
技术实现思路
本专利技术解决的是现有技术中设置有膜组件的反应器无法同步实现反硝化且需要独立设置曝气区，从而增大了反应器高度的问题。从而提供一种能够有效防止微生物流失、能够同步实现反硝化、亚硝化-厌氧氨氧化的反应器。本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案如下：一种全程自养脱氮反应器，包括：反应器筒体，在所述反应器筒体的底部设置有进水口，顶部设置有排气口；亚硝化-厌氧氨氧化区，设置在所述反应器筒体的上部，在所述亚硝化-厌氧氨氧化区内设置有第一填料组件；反硝化区，设置在所述反应器筒体的下部，在所述反硝化区设置有第二填料组件；膜组件，位于所述亚硝化-厌氧氨氧化区的顶端，与所述膜组件的出水侧连通设置有出水口；曝气装置，设置在所述亚硝化-厌氧氨氧化区内且位于所述第一填料组件的下方；在所述第一填料组件上设置有曝气通道，所述曝气通道沿竖直方向设置；在所述第一填料组件和所述膜组件之间还设置有第一三相分离器。所述第一三相分离器包括分离板，每组分离板设置有导向板和挡流板；其中，所述导向板和挡流板均倾斜设置，在所述导向板和挡流板之前形成流体通道，所述流体通道沿竖直方向由下向上逐渐收缩，且所述挡流板的上端所在的反应器筒体横截面位于所述导向板的上端所在的反应器筒体横截面的上方；所述分离板与所述曝气通道对应设置，所述分离板的导向板设置在所述曝气通道的正上方。所述曝气通道设置有多个，所述曝气装置的出气孔也设置有多个，所述多个出气孔分别位于所述多个曝气通道的下方；所述第一三相分离器包括多组分离板，所述多组分离板与所述多个曝气通道一一对应设置，每组所述分离板的导向板均设置在对应的所述曝气通道的正上方。所述曝气通道靠近所述反应器筒体的内壁面设置，在所述曝气通道的内侧设置有回流通道，所述分离板的挡流板设置在所述回流通道的正上方。所述导向板与水平方向的夹角为30-40度；所述挡流板与水平方向的夹角为40-50度。在所述反硝化区和所述亚硝化-厌氧氨氧化区之间设置有第二三相分离器；所述第二三相分离器包括:第一挡板，呈圆台形且沿所述反应器筒体的圆周方向设置，所述第一挡板沿竖直方向由上到下逐渐收缩，在所述第一挡板的中心位置设置有水流通孔；第二挡板，位于所述第一挡板上方；所述第二挡板呈尖端朝向所述反应器筒体下方设置的圆锥形，所述第二挡板的上端与所述反应器筒体的内壁面之间设置有水流间隙；所述第一挡板和第二挡板之间形成连通所述水流通孔和所述水流间隙的通道；所述曝气装置的出气孔设置在所述第二挡板的上端边缘上。在所述亚硝化-厌氧氨氧化区的上部且位于所述膜组件的下方的反应器筒体上设置有回流口。使用所述的全程自养脱氮反应器进行脱氮处理的工艺，包括如下步骤：(1)待所述全程自养脱氮反应器成功启动后，将废水由所述全程自养脱氮反应器底部的进水口送入，废水在所述反硝化区进行反硝化处理；完成反硝化处理后的废水再升至所述亚硝化-厌氧氨氧化区进行亚硝化-厌氧氨氧化处理；使用所述曝气装置进行含氧气体曝气，控制所述亚硝化-厌氧氨氧化区内废水的pH值为7.5-8.0，溶解氧浓度为小于或者等于1mg/L；(2)完成亚硝化-厌氧氨氧化处理的废水经所述膜组件过滤后经由所述出水口排出。在所述亚硝化-厌氧氨氧化区的上部且位于所述膜组件的下方的反应器筒体上设置有回流口，完成亚硝化-厌氧氨氧化处理的废水中的一部分通过所述回流口回流至所述进水口，回流比为1:4-2:5。本专利技术所述的全程自养脱氮反应器，优点在于：(1)本专利技术所述的全程自养脱氮反应器，在所述反应器筒体的上部设置有亚硝化-厌氧氨氧化区，在所述亚硝化-厌氧氨氧化区内设置有第一填料组件，在所述第一填料组件的表面内层附着有厌氧氨氧化菌，在所述第一填料组件的表面外层附着有亚硝化菌；在所述反应器筒体的下部设置有反硝化区；在所述反硝化区设置有附着有反硝化菌的第二填料组件；在所述亚硝化-厌氧氨氧化区的顶端设置有膜组件，与所述膜组件的出水侧连通设置有出水口；在所述亚硝化-厌氧氨氧化区内且位于所述第一填料组件的下方设置有曝气装置。使用本专利技术中所述的反应器进行脱氮反应时，进入所述反应器的废水先在下部进行反硝化处理，完成反硝化处理后的废水经由曝气装置曝气充氧后进入亚硝化-厌氧氨氧化区，先与所述第一填料组件上的所述亚硝化菌和厌氧氨氧化菌相接触，发生部分亚硝化和厌氧氨氧化反应。完成厌氧氨氧化反应后的废水经膜组件过滤后由所述出水口排出。本专利技术中的反应器，将曝气装置安装在亚硝化-厌氧氨氧化区的底部，曝气产生的气泡，以及反应器上层反应室和下层反应室产生的氮气可升至所述膜组件，从而对膜组件进行冲刷，有效防止了膜组件的污染和堵塞。利用曝气对膜组件进行冲刷时，会对反应器筒体内的水体产生扰动，使得未经完全处理的废水以及部分被冲刷下的微生物污泥到达膜组件，从而堵塞膜组件，影响废水处理的效果，为此，本专利技术在所述第一填料组件和所述膜组件之间设置有第一三相分离器，随气体流至膜组件附件的废水得到分离，使得气体继续上升对膜组件进行冲刷，而微生物污泥和废水则回流至反应区，一方面减少了到达膜组件的污泥量，另一方面也提高了污泥和废水的停留时间，从而增强了对废水的处理效果；使得整个全程脱氮反应得以高效、稳定地进行。(2)本专利技术所述的全程自养脱氮反应器，设置第一三相分离器包括多组沿水平方向依次排列的分离板，每组分离板包括导向板和挡流板；其中，所述导向板和挡流板均倾斜设置，在所述导向板和挡流板之前形成流体通道，所述流体通道沿竖直方向由下向上逐渐收缩，且所述挡流板的上端所在的反应器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全程自养脱氮反应器，包括：反应器筒体，在所述反应器筒体的底部设置有进水口，顶部设置有排气口；亚硝化‑厌氧氨氧化区，设置在所述反应器筒体的上部，在所述亚硝化‑厌氧氨氧化区内设置有第一填料组件；反硝化区，设置在所述反应器筒体的下部，在所述反硝化区设置有第二填料组件；其特征在于，所述全程自养脱氮反应器还包括：膜组件，位于所述亚硝化‑厌氧氨氧化区的顶端，与所述膜组件的出水侧连通设置有出水口；曝气装置，设置在所述亚硝化‑厌氧氨氧化区内且位于所述第一填料组件的下方；在所述第一填料组件上设置有曝气通道，所述曝气通道沿竖直方向设置；在所述第一填料组件和所述膜组件之间还设置有第一三相分离器。

【技术特征摘要】
1.一种全程自养脱氮反应器，包括：反应器筒体，在所述反应器筒体的底部设置有进水口，顶部设置有排气口；亚硝化-厌氧氨氧化区，设置在所述反应器筒体的上部，在所述亚硝化-厌氧氨氧化区内设置有第一填料组件；反硝化区，设置在所述反应器筒体的下部，在所述反硝化区设置有第二填料组件；其特征在于，所述全程自养脱氮反应器还包括：膜组件，位于所述亚硝化-厌氧氨氧化区的顶端，与所述膜组件的出水侧连通设置有出水口；曝气装置，设置在所述亚硝化-厌氧氨氧化区内且位于所述第一填料组件的下方；在所述第一填料组件上设置有曝气通道，所述曝气通道沿竖直方向设置；在所述第一填料组件和所述膜组件之间还设置有第一三相分离器。2.根据权利要求1所述的全程自养脱氮反应器，其特征在于，所述第一三相分离器包括分离板，每组分离板设置有导向板和挡流板；其中，所述导向板和挡流板均倾斜设置，在所述导向板和挡流板之前形成流体通道，所述流体通道沿竖直方向由下向上逐渐收缩，且所述挡流板的上端所在的反应器筒体横截面位于所述导向板的上端所在的反应器筒体横截面的上方；所述分离板与所述曝气通道对应设置，所述分离板的导向板设置在所述曝气通道的正上方。3.根据权利要求2所述的全程自养脱氮反应器，其特征在于，所述曝气通道设置有多个，所述曝气装置的出气孔也设置有多个，所述多个出气孔分别位于所述多个曝气通道的下方；所述第一三相分离器包括多组分离板，所述多组分离板与所述多个曝气通道一一对应设置，每组所述分离板的导向板均设置在对应的所述曝气通道的正上方。4.根据权利要求2或3所述的全程自养脱氮反应器，其特征在于，所述曝气通道靠近所述反应器筒体的内壁面设置，在所述曝气通道的内侧设置有回流通道，所述分离板的挡流板设置在所述回流通道的正上方。5.根据权利要求1-4任一所述的全程自养脱氮反应器，其特征在于，所述导向板与水平方...

【专利技术属性】
技术研发人员：张莉，杨嘉春，王圣瑞，许可宸，
申请(专利权)人：中国环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11