[实用新型]化学-生物协同脱氮除磷反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种脱氮除磷反应器，尤其涉及一种化学-生物协同脱氮除磷反应器。

背景技术

水体富营养化是我国面临的重大环境问题。根据《全国环境统计公报》，2011年全国废水排放总量659.2亿吨，氨氮排放量260.4万吨。另据《中国环境状况公报》，2012年在62个国控重点湖泊（水库）中，III类至劣V类水体占71.0%，富营养状态水体占86.7%，主要污染指标是总氮和总磷。因此，氮磷污染控制已成为我国亟待解决的重大环保课题。

废水生物处理技术是现代废水处理的主流技术。经过生物处理（二级处理），废水COD浓度基本达标，但氮磷浓度依然超标。对于这类低C:N:P比废水处理，传统废水生物脱氮（硝化-反硝化）工艺和生物除磷（好氧吸磷-厌氧释磷）工艺已显乏力，这是因为这些生物过程需要电子供体，通常由有机物提供。新型脱氮除磷工艺开发迫在眉睫。

硝酸盐型厌氧铁氧化（Nitrate-dependent Anaerobic Ferrous Oxidation,NAFO）是环境和微生物领域的重大发现，即在厌氧条件下，一些微生物能够以亚铁盐为电子供体，将硝酸盐或亚硝酸盐还原为N₂（式1）。利用该反应进行废水脱氮，可有效缓解废水生物脱氮中的碳源不足问题。由式1知，NAFO生物脱氮反应过程产生酸性出水，可溶解常见工业废弃物—铁屑/铁渣（零价铁）等，产生的Fe²⁺可进一步用于NAFO脱氮过程。另一方面，溶解产生的Fe²⁺和NAFO脱氮过程产生的Fe³⁺以及富含铁盐的生物污泥可为废水除磷提供沉淀剂和吸附剂，最终实现化学-生物协同脱氮除磷。

10FeCO₃+2NO₃^-+24H₂O→10Fe(OH)₃+N₂+10HCO₃^-+8H⁺  (1)

由上述化学-生物协同脱氮除磷原理可知，该过程可有效解决废水生物脱氮除磷过程中碳源不足的问题；通过回流生物脱氮过程的酸性出水，溶解铁屑/铁渣（零价铁）等工业废弃物，为生物脱氮提供基质，实现以废治废；利用反应器内部产生的Fe²⁺、NAFO脱氮过程产生的Fe³⁺以及富含铁盐的生物污泥作为除磷沉淀剂和吸附剂，无需外加化学沉淀剂，节省运行成本；通过反应器内部构型的合理设计和曝气强度的合理控制，使化学除磷区处于流化状态，可回收富磷污泥产物，有利于磷资源的回收利用。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种化学-生物协同脱氮除磷反应器。

反应器从下到上依次设有布水区、零价铁过滤区、化学-生物协同脱氮除磷区和三相分离区；布水区底部中心设有底部排泥口，布水区中部设有进水布水器，进水布水器与进水口相连；布水区上部与零价铁过滤区直接相连，零价铁过滤区从下到上设有下部零价铁填充区和上部零价铁填充区；零价铁过滤区通过法兰与化学-生物协同脱氮除磷区相连，化学-生物协同脱氮除磷区由内向外依次设有升流导流管、化学-生物反应区和化学反应区，升流导流管下部设有锥形导流罩，化学-生物协同脱氮除磷区通过化学反应区顶部与三相分离区贯通，三相分离区从内向外依次设有化学-生物反应区上部、释气区和沉淀区，释气区和沉淀区通过挡泥板分隔，三相分离区下部设有顶部排泥口，三相分离区上部设有溢流堰和出水口，化学-生物反应区上部中央设有进药布水器，进药布水器与进药管相连，化学反应区底部设有柱盘式降流器，柱盘式降流器下部与零价铁过滤区外周的回流液贮备区相连，回流液贮备区下部设有回流口，化学反应区下部设有曝气头，曝气头底部与进气管相连。