[发明专利]一种基于自动力清浮泥厌氧氨氧化反应器及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种厌氧氨氧化反应器，尤其涉及一种基于自动力清浮泥厌氧氨氧化反应器及其方法。

背景技术

随着社会经济的快速发展和人类生活水平的不断提高，含氮污染物所致的水体污染日益严重。2014年中国环境状况公报显示，我国废水氨氮排放总量高达238.5万吨；在十大流域的国控断面中，Ⅲ类以下的水质占28.8%；在开展营养状况监测的61个湖泊（水库）中，轻度富营养及中度富营养的水质占24.6%；地下水较差级及极差级的监测点占61.5%。其中，氮素是主要污染指标之一。废水脱氮迫在眉睫。

生物法是现代废水脱氮的主流技术。厌氧氨氧化技术是厌氧条件下，以氨氮为电子供体还原亚硝氮，生成氮气和少量硝氮，实现总氮去除（式1）的方法。与传统脱氮技术相比，厌氧氨氧化技术无需曝气及外加有机物，具有高效、经济、节能的优势，文献报道的厌氧氨氧化工艺负荷可高达100kg-N·m^-3·d^-1以上，近年来受到广泛关注。

在厌氧氨氧化颗粒污泥床反应器中，功能菌主要以颗粒污泥的形态存在。反应过程中，氨氮与亚硝氮反应产生氮气，尤其在高负荷下产气量很大，致使低密度污泥形成浮渣，堵塞管道，阻碍气体排放，影响工艺运行。解决浮泥问题已成为厌氧氨氧化工艺稳定运行的重要保障。在实验室及工程现场，多采用人工清渣或机械清渣，过程繁琐。有鉴于此，有必要设计一种自动力清浮泥厌氧氨氧化反应器，实现对浮泥的自动清除，且无需外加动力，经济高效地消除浮泥对反应器运行的影响。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，并提供一种自动力清浮泥厌氧氨氧化反应器。具体技术方案如下：

一种自动力清浮泥厌氧氨氧化反应器，反应器外壳包括上筒体和下筒体，且上筒体直径大于下筒体，上筒体和下筒体之间通过喇叭口相连；

上筒体内同轴设有内筒体，内筒体顶部密闭但设有排气口，底部与呈喇叭状外扩的挡泥板相连；内筒体内同轴设有火山口状的环形隔板，环形隔板无底无盖且底部外周与内筒体密闭相连；环形隔板中心上方设有与进液管相连的喷淋头，进液管上设有进液阀；内筒体与环形隔板夹持形成的环形集泥槽，虹吸排泥管穿过上筒体和内筒体两端连通环形集泥槽底部和反应器外侧，虹吸排泥管最高点连接有带虹吸破坏阀的虹吸破坏管；上筒体外壁上设有与上筒体内部贯通的溢流槽，溢流槽上设置出水口；

下筒体下部呈漏斗状，且底面上通有带阀门的底部排泥管；下筒体下部还设有进水布水器，进水布水器与进水管相连；

喇叭口侧壁上连接有带顶部排泥阀的顶部排泥管；

所述的环形集泥槽不采用内筒体与环形隔板夹持形成，而直接一体化成型。

所述的虹吸排泥管分为依次相连的水封段、虹吸段和下降段，水封段分为相连的弧形段和直管段，弧形段与环形隔板底部的圆弧相切，直管段与水平面呈45°倾角；虹吸段为一段半径为5~10cm的圆弧，分别与水封段的直管段和下降段相切，虹吸段和下降段相连处的切线与水平面间的倾角为30°。

所述的环形隔板高度为15~20cm，内筒体高于环形隔板顶部5~15cm，环形隔板最高点高于出水口1~5cm，虹吸排泥管管径为1.5~2.0cm，虹吸段内壁最高点高度低于环形隔板顶部但高于环形隔板高度的1/2~2/3，下降段最低点低于环形集泥槽底部，环形隔板顶部横截面与内筒体的横截面积之比为1/4~1/2。

所述的喷淋头位于环形隔板的中部正上方5~10cm处，喷淋头的喷淋角度为15°~75°。

所述的下降段末端连接软管，用于调整虹吸排泥管出口高度。

本发明的另一目的是提供一种使用所述反应器的自动力清浮泥厌氧氨氧化方法，包括如下步骤：

1）含氨氮/亚硝氮的废水由进水管，经进水布水器混合后进入反应器；由下而上经过由下筒体围成的反应区，反应区内放置含有厌氧氨氧化菌的颗粒污泥，在颗粒污泥的作用下，废水发生厌氧氨氧化反应，产生氮气；

2）经步骤1）处理后的出水、颗粒污泥、氮气的固液气混合物通过喇叭口进入上筒体，在挡泥板的作用下，氮气和颗粒污泥进入内筒体内部，其余液体进入由上筒体和内筒体夹持形成的沉淀区；沉淀区中的澄清的液体依次由溢流槽和出水口排出反应器；内筒体内部的反应过程产生的气体上升，经顶部中心的排气口排出反应器；内筒体内部上浮的污泥在环形隔板中心区域形成浮泥层，并滑落至环形集泥槽，从而流入虹吸排泥管；但此时，由于污泥的粘性，仅有部分浮泥进入集泥槽；