[发明专利]甲烷化同时反硝化处理低碳氮比废水的反应器及方法

权利要求书

1.甲烷化同时反硝化处理低碳氮比废水的反应器，包括作为反应器主体的筒体、及位于所述筒体上方的三相分离器，所述筒体外部设有温控装置，所述筒体内为筒体空腔，所述筒体空腔为污泥反应区，所述污泥反应区下部设有厌氧污泥床，所述筒体底部设有进水口，所述进水口通过进水管连接到原水箱，所述进水管上设有进水泵，其特征在于：所述三相分离器包括外筒和内筒两层筒体，所述内筒位于外筒内，所述外筒和内筒底部均开口，所述外筒底部分为相连的上段和下段，所述外筒底部上段向内收缩，所述外筒底部下段向外扩张并形成一级挡板，所述内筒的下部向外扩张形成二级挡板，所述外筒的上段和下段伸入所述筒体空腔内，所述三相分离器内分为气室区、气体缓释区、沉淀区和回流区四个区域，所述外筒内上部位于内筒上方的区域为气室区，所述内筒内上部的区域为气室缓释区，所述外筒底部上段围成的区域为沉淀区，所述内筒和外筒之间的间隙区域为回流区，所述外筒上在位于回流区上部位置一周上设有周边出水堰，所述周边出水堰外连接出水口，所述外筒顶部密封且在位于气室区上方的位置处设置有气体出气口。

2.如权利要求1所述的甲烷化同时反硝化处理低碳氮比废水的反应器，其特征在于：所述筒体空腔内在厌氧污泥床与所述进水口之间设置有均匀分布废水的布水器。

3.如权利要求1所述的甲烷化同时反硝化处理低碳氮比废水的反应器，其特征在于：所述温控装置为恒温水浴装置，所述恒温水浴装置设置于所述筒体外围。

4.如权利要求1所述的甲烷化同时反硝化处理低碳氮比废水的反应器，其特征在于：所述筒体上部设有温度计，所述温度计伸入筒体空腔内。

5.如权利要求1至4任一所述的甲烷化同时反硝化处理低碳氮比废水的反应器，其特征在于：所述筒体在不同高度位置上设有多个取样口，所述取样口连接取样管，所述取样管上设有取样阀。

6.如权利要求5所述的甲烷化同时反硝化处理低碳氮比废水的反应器，其特征在于：所述气体出气口通过出气管连接到气体收集容器，所述出气管上设有气体净化器和气体流量计。

7.如权利要求1至6任一所述的甲烷化同时反硝化处理低碳氮比废水的方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、将取自工厂废水处理反应器底部的厌氧污泥为接种污泥，将接种污泥用清水清洗干净以去掉其表面的残留废水，然后将该接种污泥接种到本反应器中作为厌氧污泥床；

B、将低碳氮比的废水加入原水箱中，以废水中的有机物为碳源、以硝酸钠为氮源，通过温控装置控制反应器运行温度保持在34-36℃，控制废水的pH值保持在7.5-7.7，保持废水的进水流速为2.304L/d，水力停留时间为73h；启动反应器，废水在进水泵的作用下通过反应器底部的进水口进入反应器的筒体空腔，向上流过接种污泥组成的厌氧污泥床，废水与污泥床的污泥发生厌氧反应，产生沼气引起污泥搅动，形成固液气混合的上升流继续上升，一级挡板位置较低，能较高效率的拦截上升流中的污泥颗粒，完成初步固液分离，经初步固液分离后的上升流继续上升经过二级挡板第二次分离上升流中的污泥颗粒，完成第二次固液分离；随后上升流在气体缓释区发生气液分离，分离的气体进入气室区，分离的液体通过回流区进入沉淀区，分离的液体中上清液越过周边出水堰通过出水口排出；

C、反应器运行前10天，控制原水箱中进水硝态氮浓度为0；第11-31天，控制原水箱中进水碳氮比C/N为75:1；第32-62天，控制原水箱中进水碳氮比C/N为15:1；第63-98天，控制原水箱中进水碳氮比C/N为7.5:1。

8.如权利要求7所述的甲烷化同时反硝化处理低碳氮比废水的方法，其特征在于，所述步骤C为：控制进水总有机碳TOC浓度不变，阶段性提高进水硝态氮的浓度。

9.如权利要求8所述的甲烷化同时反硝化处理低碳氮比废水的方法，其特征在于，所述步骤C具体为：在反应器运行的98天中控制原水箱中进水总有机碳TOC浓度一直保持为2250mg/L；反应器运行前10天，控制原水箱中进水硝态氮浓度为0；第11-31天，控制原水箱中进水硝态氮浓度为30mg/L；第32-62天，控制原水箱中进水硝态氮浓度为150mg/L；第63-98天，控制原水箱中进水硝态氮浓度为300mg/L。

10.如权利要求7所述的甲烷化同时反硝化处理低碳氮比废水的方法，其特征在于，所述步骤B中，进入气室区的气体经过气体出气口进入出气管，经过气体净化器对其进行净化，然后通过气体流量计进行气体流量测量，最后进入气体收集容器将气体收集起来；通过液体浓度测量仪对从出水口排出的上清液进行浓度测量。