[实用新型]一种一体化泳动式自循环脱氮反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种生物脱氮反应器，尤其涉及一种一体化泳动式自循环脱氮反应器。 

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，2012年全国废水中氨氮排放量为253.6万吨，相当于受纳水体的环境容量的4倍左右，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比不能满足传统脱氮技术的要求，此类废水生物处理面临严峻挑战。因此，低碳氮比废水生物处理，已经成为环境污染控制领域的重大课题。 

短程硝化-反硝化-厌氧氨氧化工艺是一种新型生物脱氮工艺，该工艺所涉及的亚硝酸细菌和厌氧氨氧化菌为自养型微生物，反硝化菌可利用厌氧氨氧化菌代谢产生的胞外多聚物和死亡菌体作为碳源，无需外加有机碳源。这种新工艺的研发为低碳氮比废水的生物脱氮提供了技术支持。在现有设计中，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，限制工艺效能；厌氧氨氧化工艺要求氨氮和亚硝氮的比例为1:1.32左右，在实际工程中很难调控。若将两个工艺置于同一个装置中实施，使亚硝酸盐边生产边利用，则可摆脱上述困境。因此，开发一体化泳动式自循环脱氮反应器，具有重要的现实意义。 

发明内容

本实用新型目的是克服现有技术的不足，提供一种一体化泳动式自循环脱氮反应器。 

一体化泳动式自循环脱氮反应器本体设有进水区、反应区、分离区和循环区；进水区位于反应器本体下部，主要由进水管、进气管、曝气头、排泥管组成；反应器本体底部设有排泥管，反应器本体下部内设有曝气头，并与进气管相连，在曝气头上方设有进水管； 

反应区位于反应器本体中部，主要由填料支架和交错固定的空心球填料组成，反应器本体中部内设有交错固定的空心球，反应器本体中部下端设有填料支架；

分离区位于反应器本体上部，主要由渐扩区、释气区和沉淀区组成，反应器本体上部为渐扩区，反应器本体上部内设有释气区，释气区外侧为沉淀区；

循环区位于反应器本体外部，主要由回流吸水管、回流进水管、回流连接管和回流控制阀组成，分离区渐扩区、回流控制阀、回流吸水管、回流连接管、回流进水管、进水区顺次相连。

所述的进水区、反应区）和分离区的高度之比为1：6～8：3～4，截面积之比为1：1：2～3。 

所述的反应区高径比为6～8：1，反应区内设填料支架，填料支架由上下两片圆网以及两片圆网之间的三根支柱组成，空心球填料由弹性绳连结，两端呈同心圆状固定于两片圆网上，相邻同心圆之间的空心球填料纵向呈交错分布，弹性绳可在0～3cm范围内伸缩，允许空心球填料在0～3cm范围内上下左右泳动。 

所述的渐扩区的下沿直径与上沿直径之比为1：2～3，外壁倾角为55°～60°，垂直高度为8～12cm；释气区和沉淀区之间的截面积之比为1：2～3。 

所述的释气区由喇叭式导流器和释气筒组成，喇叭式导流器下沿直径大于反应区上沿直径，覆盖整个反应区截面积，喇叭式导流器下沿直径与反应区上沿直径之比为6～7：5，喇叭式导流器上沿伸入释气筒内，喇叭式导流器上端与释气筒下端的重叠高度为5～7cm，喇叭式导流器上沿直径与释气筒直径之比为1：2～3。 

所述的沉淀区由环状沉淀室、溢流堰、溢流槽和出水管组成，环状沉淀室由释气筒外壁与分离区内壁之间的空间组成，环状沉淀室深度为10～15cm，溢流堰由设在分离区内壁上的挡板组成，溢流槽由分离区内壁与溢流堰围成的月牙形空间组成，出水管穿过分离区壁，伸入溢流堰底部。 

与现有生物脱氮技术相比，本实用新型的优势有：1）反应器将短程硝化、反硝化和厌氧氨氧化集为一体，可同时实现废水除碳脱氮，占地面积小；2) 亚硝盐边产生边转化，可避免硝化过强造成亚硝酸盐积累所引发的生物毒性；3）以空心球填料作为载体，微生物分布相对固定，球外层好养，进行硝化作用，球内层厌氧，进行反硝化和厌氧氨氧化作用，可优化功能菌生境，强化生物脱氮；4）曝气驱动反应液循环，可稀释进水氨氮浓度，也可解决厌氧氨氧化基质比例的调控困难，以在线阀门控制回流量，可摆脱传统气升式生物反应器气流与液流捆绑联动的窘困，使液体流态兼备推流态和全混态的优点；5）空心球填料密度与水相近，可在气流和弹性绳作用下泳动，促进传质和反应，提高容积效能。 

附图说明

图1是一体化泳动式自循环脱氮反应器结构示意图；