[发明专利]一种部分亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种废水生物处理脱氮技术，具体涉及一种用于部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺的反应器。

背景技术

近年来，厌氧氨氧化作为一种新型的生物脱氮技术，因具有高效的脱氮效能，处理成本低的特点而受到众多研究者的青睐。厌氧氨氧化是指在厌氧的条件下厌氧氨氧化菌利用氨氮作为电子供体，亚硝氮作为电子受体进行生物反应，并转化生成氮气的过程。而亚硝化是指好氧氨氧化菌利用分子氧将氨氮转化为亚硝氮的过程。通过控制参数的调控可以实现废水中氨氮部分转化为亚硝氮，以适应后续厌氧氨氧化过程中氨氮与亚硝酸的反应比例，俗称部分亚硝化。因此利用部分亚硝化反应与厌氧氨氧化反应结合可以实现高氨氮废水的自养生物脱氮。

与传统的生物脱氮过程相比，部分亚硝化与厌氧氨氧化联合工艺可以降低氧气需求，无需有机碳参与，极大地降低了动力和能源的消耗。然而亚硝化细菌与厌氧氨氧化菌存在各自生理特性，因此采用联合工艺处理高氨氮废水时，如何实现亚硝化与厌氧氨氧化的衔接变得非常重要。

目前已报道的部分亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺主要有两种形式：一种是将两种微生物放置在两个装置内单独培养，通过串联实现废水半亚硝化-厌氧氨氧化工艺联合，例如：SBR+厌氧类反应器、SHARON+厌氧类反应器。然而，由于硝化细菌具有较强的适应性，将亚硝化功能单独放置在反应器内培养及易引起硝化细菌生长，从而影响亚硝化效果长久稳定的运行；并且，厌氧氨氧化是一个pH值增大的反应，亚硝化是一个pH值减小的反应，采用亚硝化+厌氧氨氧化工艺需要分别加酸碱调节两个反应器的pH值，增加了工艺复杂性。

另一种是通过工艺条件控制实现两种微生物在同一反应器内混合培养，例如OLAND工艺、CANON工艺。由于厌氧氨氧化菌是严格厌氧菌，而好氧的亚硝化菌需要供氧来维持其代谢功能，将两者混置在单一反应器中，无论如何限氧，溶解氧都会对厌氧氨氧化菌的脱氮效能产生影响。这种工艺常通过间歇式曝气提供亚硝化的需氧和厌氧氨氧化的无氧条件，对曝气控制的要求高且较为复杂。

综上所述，需要研发新型的反应装置，改进亚硝化-厌氧氨氧化联合工艺实施中遇到的上述问题。

发明内容

本发明的发明目的是提供一种部分亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器，在实现亚硝化与厌氧氨氧化的一体化的同时又保证相互生长环境不受影响。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种部分亚硝化-厌氧氨氧化一体化反应器，包括好氧区、厌氧区和气升室。所述好氧区和厌氧区并排设置，所述好氧区由反应区和上部由曝气尾气形成的集气室组成，反应区下部设置有曝气装置、进气管和进水管；所述厌氧区顶部设有沉淀区，沉淀区上部设置有出水管；所述好氧区与厌氧区间设有由好氧区向厌氧区单向流通的连通结构；所述气升室位于反应器一侧；沉淀区设导流管与气升室内回流管连通；好氧区顶部集气室设导气管接入气升室内的回流管；所述气升室底部的回流管与好氧区下部连通。

上述技术方案中，所述好氧区内置用于截留亚硝化微生物的悬浮填料。

上述技术方案中，所述由好氧区向厌氧区单向流通的连通结构为设置在好氧区与厌氧区之间的导流区，导流区分别与好氧区的上部和厌氧区的底部连通，有效防止厌氧区微生物逆流至好氧区。

上述技术方案中，所述气升室通过利用曝气尾气的气升作用实现沉淀区液体自动回流至好氧区，稀释进水污染物浓度和增强厌氧区上升流速。

好氧区与厌氧区的体积比依据亚硝化能力和厌氧氨氧化能力的匹配确定。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

本发明将亚硝化与厌氧氨氧化在单一反应器内分区，实现亚硝化与厌氧氨氧化反应装置的一体化，只需简单控制就能保证二者的生长环境不相互影响。同时，将亚硝化区的曝气尾气用于气升，实现一体化反应器内的循环回流，有利于亚硝化区与厌氧氨氧化区pH的酸碱互补，限制硝化细菌的生长；还能在无需额外能量消耗的情况下，提高厌氧区上升流速，增加泥水混合条件，促使厌氧区污泥颗粒化。实验研究证明，按本发明设计运行的反应器控制条件少且简便易行，有利于高效稳定地实现自养生物脱氮，能够避免pH值波动对反应器的冲击，适应高氨氮浓度的进水。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

其中： 1、进水管，2、进气管，3、好氧区，4、气升室，5、回流管，6、导气管，7、导流口，8、出水管，9、沉淀区，10、厌氧区，11、导流区，12、回流管，13、集气室，14 曝气装置。

具体实施方式