[发明专利]颗粒污泥和生物填料协同强化的厌氧氨氧化深度脱氮反应器及方法

权利要求书

1.一种利用反应器进行颗粒污泥和生物填料协同强化的厌氧氨氧化深度脱氮方法，其特征在于，反应器主体呈圆筒状，从下到上依次设布水混合区I、颗粒污泥区II、生物填料区III和分离沉淀区IV；布水混合区I设进水管（1）、旋流布水器（2）、下回流管（3）、排泥管（4）；颗粒污泥区II设污泥床（5）、泥面控制管（6）、导流板（7）；生物填料区III设汇集罩（8）、排泥口（9）、生物填料筒（10）、网状孔板（11）、环状循环缝（12）和分流室（13）；分离沉淀区IV设三相分离器（14）、导气管（15）、沉淀室（16）、上回流管（17）、环形溢流室（18）和出水管（19）；

所述的布水混合区I中，进水管（1）穿过反应器主体的侧壁，伸入反应器主体中央，尾端垂直向下，接入旋流布水器（2）；下回流管（3）从进水管对面穿过反应器主体的侧壁，伸入反应器主体中央，尾端垂直向下，出口位于旋流布水器（2）上面；旋流布水器（2）位于反应器主体底部，呈圆锥状，表面由若干薄片叠加环绕排列而成；在旋流布水器（2）和反应器主体底板之间设排泥管（4）的进泥口；

所述的颗粒污泥区II中，污泥床（5）内充填厌氧氨氧化颗粒污泥；泥面控制管（6）设于反应器主体的侧壁上，位于污泥床（5）中部，用于控制污泥床（5）的高度；导流板（7）呈三棱柱状，环绕固定于反应器主体的内壁上，位于颗粒污泥区II顶部；

所述的生物填料区III中，汇集罩（8）上沿与生物填料筒（10）下沿相连，用于接纳颗粒污泥区II向上输送的混合液；排泥口（9）设于反应器主体的侧壁上，位于汇集罩（8）侧方，用于排掉汇集罩（8）斜面累积的污泥；生物填料筒（10）上下两端均设网状孔板（11），内充填料；环状循环缝（12）位于反应器主体圆筒与生物填料筒（10）之间，用于混合液降流；分流室（13）介于生物填料筒（10）和分离沉淀区IV之间，使一部分混合液向上输送到分离沉淀区IV，而另一部分混合液向侧输送到环状循环缝（12）；

所述的反应器分离沉淀区IV中，三相分离器（14）呈倒漏斗状，位于分离沉淀区IV中央；导气管（15）与三相分离器（14）上端相连，导气管（15）延伸出反应器顶部；沉淀室（16）位于反应器主体圆筒与导气管（15）之间，用于混合液污泥的沉降；上回流管（17）位于分离沉淀区IV高度的中间，设于反应器主体的侧壁上，用于混合液的回流；环形溢流室（18）环绕设于沉淀室（16）外围，溢流缝设于环形溢流室（18）底面的反应器主体交接的侧壁上，用于由反应器内部向环形溢流室（18）中溢液；出水管（19）设于环形溢流室（18）侧壁上，用于反应器排水；

具体深度脱氮方法步骤如下：

将含氨氮的废水与亚硝氮配比后由进水管（1）流入，经旋流布水器（2）向上进入反应器，与通过下回流管（3）的回流液混合后进入颗粒污泥反应区Ⅱ的污泥床（5）发生厌氧氨氧化反应；上升的水流和反应生成的气体，夹带着污泥床（5）中的絮体污泥，在导流板（7）的作用下，经过汇集罩（8）进入生物填料区III的生物填料筒（10），其中生物填料上附着形成生物膜，在生物填料筒（10）内部气升作用的带动下，反应液与生物膜上功能菌接触发生厌氧氨氧化反应从而去除含氮污染物，同时外部水流通过环状循环缝（12）形成自循环；反应后的混合液从生物填料筒（10）顶部排出，通过分流室（13）进入分离沉淀区IV，经过三相分离器（14）的分离作用，气体经由导气管（15）从反应器顶部排出，污泥折回到环状循环缝（12），液体通过沉淀室（16），部分经上回流管（17）回流至反应器底部，部分进入环形溢流室（18）后，从出水管（19）排出；

所述含氨氮的废水与亚硝氮配比后的组分如下：氨氮浓度300~500mg/L，亚硝氮浓度360~600mg/L，总氮浓度600~1100mg/L。

2.根据权利要求1所述的厌氧氨氧化深度脱氮方法，其特征在于：反应器直径与总高度的比例为1:15~20，布水混合区I、颗粒污泥区II、生物填料区III和分离沉淀区IV的容积占反应器总容积的比例分别为1/9、4/9、2/9、2/9，反应器中各区的直径相同。

3.根据权利要求1所述的厌氧氨氧化深度脱氮方法，其特征在于：旋流布水器（2）的圆锥斜面与水平面的夹角为15º~20º，汇集罩（8）侧壁斜面与水平面的夹角α为45º~50º，三相分离器（14）斜面与水平面的夹角β为45º~50º，环形溢流室（18）底面与水平面的倾角γ为5~10°。