[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

说明书

本发明公开了一种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。反应器主体呈圆筒状，从下到上依次设布水混合区、颗粒污泥区、生物填料区和分离沉淀区。布水混合区设进水管、旋流布水器、下回流管和排泥管。颗粒污泥区设污泥床、泥面控制管、导流板。生物填料区设汇集罩、排泥口、生物填料筒、网状孔板、环状循环缝和分流室。分离沉淀区设三相分离器、导气管、沉淀室、上回流管、环形溢流室和出水管。本发明反应器采用颗粒污泥区和生物填料区串联，将颗粒污泥和生物膜集于一体，结构衔接得当，功能分区合理，有利于积累功能菌，增强反应器抗负荷冲击能力，实现高氨氮废水深度处理。

技术领域

本发明涉及厌氧氨氧化反应器，尤其涉及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。

背景技术

人类的活动严重干扰了自然界的氮素循环，导致我国湖泊、河流以及近海等水体氮素污染加剧，造成自然环境质量的下降，并且已经严重威胁到人类及其它生物的生存发展。2015年全国废水排放总量735.3亿吨，废水中氨氮排放量229.9万吨。废水生物法脱氮凭借经济绿色的优势而成为废水氮素污染控制的重要手段。

厌氧氨氧化脱氮是一种新型生物脱氮技术，利用氨和亚硝酸盐进行生化反应，产物为氮气。厌氧氨氧化工艺较传统硝化反硝化工艺来说，具有无需添加有机物、可节约曝气能耗和污泥产量小的优势。目前厌氧氨氧化工艺已成功用于处理垃圾渗滤液、味精废水、猪场废水、污泥消化液等高氨氮废水，效果显著。

在厌氧氨氧化反应器的研究与应用中发现，反应器存在一些值得改进的不足之处。在高浓度氨氮条件下，一方面厌氧氨氧化菌体易受基质抑制，大大降低反应器的去除负荷；另一方面反应器具有一定的处理限度，出水氨氮浓度依旧较高，并不能直接满足相关排放标准，仍需后续工艺补充处理。为此，本发明设计了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，采用颗粒污泥区和生物填料区串联，颗粒污泥和生物膜集于一体，兼有活性污泥和生物膜的优点。两个反应区结构衔接得当，功能分区合理，有利于增强反应器的耐受负荷，实现高氨氮废水的深度处理。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，研发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。具体技术方案如下：

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，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、旋流布水器、下回流管、排泥管；颗粒污泥区II设污泥床、泥面控制管、导流板；生物填料区III设汇集罩、排泥口、生物填料筒、网状孔板、环状循环缝和分流室；分离沉淀区IV设三相分离器、导气管、沉淀室、上回流管、环形溢流室和出水管；

所述的布水混合区I中，进水管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；下回流管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上面；旋流布水器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；在旋流布水器和反应器主体底板之间设排泥管的进泥口；

所述的颗粒污泥区II中，污泥床内充填厌氧氨氧化颗粒污泥；泥面控制管设于反应器主体的侧壁上，位于污泥床中部，用于控制污泥床的高度；导流板呈三棱柱状，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，汇集罩上沿与生物填料筒下沿相连，用于接纳颗粒污泥区II向上输送的混合液；排泥口设于反应器主体的侧壁上，位于汇集罩侧方，用于排掉汇集罩斜面累积的污泥；生物填料筒上下两端均设网状孔板，内充填料；环状循环缝位于反应器主体圆筒与生物填料筒之间，用于混合液降流；分流室介于生物填料筒和分离沉淀区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；