[发明专利]一种污水生物除氮反应器及其使用方法

说明书

本发明涉及污水处理技术领域，具体涉及一种污水生物除氮反应器及其使用方法。主要技术方案如下：一种污水生物除氮反应器，为流化床和滴流床组成的连通一体结构，反应器底部设有支腿，所述的反应器外均环设电加热带；所述的流化床内填充限氧载体，所述限氧载体的上方为气液分离器；所述的流化床底部为空气进口，所述的空气进口处设有气体分布器，所述流化床的一侧设有为污水进口；本发明在充分利用了流化床传质效率高，滴流床重复利用生物质优点的同时，满足了两种反应对氧浓度的不同需求，还减少生物菌体流失并降低设备能量投入。

技术领域

本发明涉及一种污水生物除氮反应器及其使用方法，属于污水处理技术领域。

背景技术

流化床反应器是通过液体的流态化状态使液体中的固体颗粒在液体中保持悬浮状态，以达到强化传质的目的。实现流态化的能量通常由高速流动的液体或气体提供。由于流化床具有传质效果好，结构简单等优点已经广泛应用于废水处理过程。其主要设计参数是床层膨胀比、适宜的流体速度、汽固两项的密度差等。由于流化床的流态化能量多数由气体提供，其在好氧过程中应用较普遍，而在厌氧过程中的应用受到限制。

滴流床是固定床的一种，特点是液体在床层表面形成细流而通过床层向下流动。虽然床层未能完全浸没于液体中，但纤维体床层可以处于饱和状态。固定床反应器的特点是可以反复利用床层和床层表面附着的生物体，结构简单，易于设计和加工，被广泛应用于厌氧工艺过程。

自从厌氧氨氧化反应被荷兰科学家发现以来，一直是污水生物处理领域里的研究热点。与传统生物脱氮工艺相比其具有无需外加有机碳源、无需通氧和动力消耗低等优点，但其对环境严格的厌氧要求和繁殖率较低等特点也对其相关工艺过程的设备设计要求较高。

目前世界范围内厌氧氨氧化及其相关脱氮工艺先后取得了一定的进展，如半硝化-厌氧氨氧化工艺和短程脱氮-厌氧氨氧化的两级工艺。但两级工艺的设备成本、占地空间、能源消耗等均较高。此外也有学者开发了将半硝化与厌氧氨氧化合二为一的单级工艺，但普遍存在脱氮效率低、启动周期长、反应条件难控制等问题。

发明内容

为弥补现有技术的不足，本发明提供一种污水生物除氮反应器，在充分利用了流化床传质效率高，滴流床重复利用生物质优点的同时，满足了两种反应对氧浓度的不同需求，还减少了生物菌体流失并降低了设备能量投入。

本发明的技术方案如下：一种污水生物除氮反应器，为流化床和滴流床组成的连通一体结构，反应器底部设有支腿，所述的反应器外均环设电加热带；所述的流化床内填充限氧载体，所述限氧载体的上方为气液分离器；所述的流化床底部为空气进口，所述的空气进口处设有气体分布器，所述流化床的一侧设有为污水进口；所述的滴流床内填充厌氧载体，所述厌氧载体的上方为污水分布器，所述污水分布器连接溢流沿，所述溢流沿的上方使用密封盖密封，所述厌氧载体的下方为污水区，所述的污水区一侧设有污水出口；所述的限氧载体和厌氧载体挂有厚度为0.2-0.8毫米的生物膜。

进一步的，所述的厌氧载体为无纺布。

进一步的，所述的限氧载体和厌氧载体体积填充率为50％。

进一步的，所述的限氧载体上的生物膜A是在半硝化反应器中经过40天挂膜培养得到，所述的厌氧载体上的生物膜B是在厌氧氨氧化反应器内经过200天挂膜培养得到。

进一步的，所述的气液分离器为四棱锥台结构，锥面设有开孔。

本发明同时请求保护利用上述污水生物除氮反应器进行除氮的方法，包括如下步骤：

S1.污水经污水进口进入流化床区，生物膜A对污水中氨氮进行氧化反应，反应方程式如下式(Ⅰ)：

2NH₄⁺+3O₂→2NO₂^-+4H⁺ (Ⅰ)；