[实用新型]一体式自养生物脱氮协同化学除磷反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种一体式自养生物脱氮协同化学除磷反应器。

背景技术

近年来含氮磷废水的过量排放，造成了水体富营养化等一系列生态环境问题。含氨氮、磷酸盐废水的高效低耗处理一直是污水处理领域的难题，面对低C:N:P比的废水，传统的硝化-反硝化工艺和厌氧-好氧生物除磷技术如今已黔驴技穷。

高铁盐化学除磷技术具有除磷效率高、稳定性强等优点，但是消耗量大成本高制约其广泛使用。

一体式全程自养脱氮工艺(式(1))具有无需外加有机碳源、脱氮负荷高、基建成本低，结构紧凑，装置运行和控制简单等优点，并且能有效避免由于亚硝酸盐累积造成的抑制。但是存在以下几个突出的问题：(1)以往的全程自养脱氮工艺脱氮不完全，出水中含有一定浓度的硝酸盐；(2)除磷效果不明显。

针对这些问题，本实用新型提出了一种一体式自养生物脱氮协同化学除磷反应器。用铁盐型反硝化(式(2))产生的三价铁离子沉淀掉全程自养脱氮反应区的出水中的磷(式(3))，由于铁盐型反硝化和全程自养脱氮反应产酸，可为三价铁盐除磷提供适合的酸性条件。除磷后的废水仍呈酸性，可用来溶解廉价的铁屑或者铁渣产生亚铁离子，既为铁盐型反硝化提供基质，又降低废水酸度。铁盐型反硝化反应将亚铁离子氧化为三价铁离子，此后反硝化脱氮区出水与全程自养脱氮区出水混合，从而高效沉淀掉废水中含有的磷酸盐。最终实现自养生物脱氮与化学除磷的完美结合，无需外加碳源还能以废治废，一举多得。

NH₃+0.85O₂→0.11NO₃^-+0.44N₂+1.43H₂O+0.14H⁺    (1)

10Fe²⁺+2NO₃^-+24H₂O→10Fe(OH)₃+N₂+18H⁺          (2)

Fe³⁺+PO₄^3-→FePO₄                              (3)

发明内容

本实用新型针对目前的全程自养脱氮工艺脱氮不完全、出水中含有一定浓度的硝酸盐、除磷效果不明显的问题，提出了一种脱氮除磷效果明显、结构简单的一体式自养生物脱氮协同化学除磷反应器。

本实用新型所述的一体式自养生物脱氮协同化学除磷反应器，其特征在于：包括反应器本体、设于反应器内部的若干隔板和套筒，所述的反应器本体自下而上设有布水单元、排渣单元、反应单元、三相分离单元、出水单元；所述的反应单元被第一隔板、第二隔板、第三隔板和套筒分为全程自养脱氮反应区Ⅰ、化学除磷区Ⅱ、回流溶解区Ⅲ、反硝化脱氮区Ⅳ，其中所述的反硝化脱氮区Ⅳ被第四隔板分隔成降流反硝化脱氮区Ⅳ-1和升流反硝化脱氮区Ⅳ-2；所述的布水单元设有进水口、曝气头，所述的曝气头的出气口指向反应器本体上方；所述的排渣单元设置在反应器化学除磷区Ⅱ和回流溶解区Ⅲ底端，并且相应的反应器本体的底部设有相应的排渣口；所述的三相分离单元在全程自养脱氮反应区Ⅰ和反硝化脱氮区Ⅳ顶部分别设有第一导流隔板、第二导流隔板；所述的出水单元包括出水槽、出水口、集气罩、排气口，所述的集气罩安装在所述的反应器本体的顶部、并与所述的反应器本体的内腔保持连通；所述的排气口设置在所述的集气罩的顶端；所述的出水口设置在反应器本体顶端。

所述的反应器本体呈圆柱状，所述的套筒的直径和所述的反应器主体的内径比为1:2～3。

所述的反应单元通过所述的第一隔板、第二隔板、第三隔板等分为全程自养脱氮反应区Ⅰ、化学除磷区Ⅱ、回流溶解区Ⅲ、反硝化脱氮区Ⅳ，其中各区体积比为1:1:1:1。

所述的反硝化脱氮区Ⅳ通过所述的第四隔板等分为降流反硝化脱氮区Ⅳ-1和升流反硝化脱氮区Ⅳ-2，且两区底部连通，所述的第四隔板与反应器本体高度比为1:1.2～1.5。

所述的第一隔板和第二隔板顶端分别设有防倒流的第一直角连通管、第二直角连通管，且所述的第一直角连通管、第二直角连通管均位于溢流堰外壁和混合槽内壁之间；所述的第一直角连通管、第二直角连通管开口向上，并与所述的出水口处于同一高度；所述的化学除磷区Ⅱ中下部设有开口向下的第三直角连通管。