[实用新型]一种间歇式的一体化脱氮反应器

说明书

技术领域

本实用新型属于生物脱氮反应器领域，具体涉及一种间歇式的一体化脱氮反应器。

背景技术

短程硝化-厌氧氨氧化技术是目前已知最经济的生物脱氮技术，是一种可持续发展的污水处理技术。反应原理如下(考虑微生物合成)：

短程硝化：

短程硝化菌(AOB)世代周期约为0.53d，氧化1mg NH₄⁺为NO₂^-细胞产量为0.15mg，好氧量3.16mg。

厌氧氨氧化：

厌氧氨氧化菌(AAOB)世代周期约为11d，反应1mg NH₄⁺为N₂细胞产量为0.11mg。

短程硝化工艺仅需将原水中约1/2的NH₄⁺-N氧化为NO₂^--N即可，大幅度减少曝气量；厌氧氨氧化菌产率低(0.11mg/mgNH₄⁺-N)，污泥产生量低，节约了污泥处理处置的费用。

由于厌氧氨氧化菌对生长条件的要求十分苛刻，且世代周期长、产率低、富集培养困难，反应的基质同时也是抑制物。因此，将短程硝化与厌氧氨氧化结合在一个反应器中有利于基质的边产生边转化，避免了亚氮积累产生的游离亚硝酸对厌氧氨氧化菌的抑制。

现有的生物脱氮反应器有：申请号：201210289959.2，发明名称：一体化笼式脱氮反应器，该发明公开了一种一体化笼式脱氮反应器。反应器本体从下到上依次设进水区、反应区和集气区，进水区从下到上依次设排泥管、水流转向区、进水管和进气管，进气管上端设曝气头；反应区设纵隔板分为好氧区和厌氧区，分别由四块穿孔挡板分隔为三个笼子，笼内充填1/4～1/3下沉/上浮多孔填料；集气区设纵隔板分为沉淀区和释气区，并通过上导流板和下导流板贯通，沉淀区顶端设溢流堰，溢流槽底部设出水管。该发明融短程硝化与厌氧氨氧化于一体，可避免亚硝酸盐积累所致的生物毒性，也可克服基质比例调控难题；功能菌的空间分布相对固定，有利于微生态环境的优化；在上升气流的驱动下，反应液内循环，硝化与脱氮交替进行，有助于传质和反应，提高容积脱氮效能。但是该发明的不足之处在于：

(1)当进水氨氮浓度较低时，曝气量须调整得较小，内循环驱动力不足必将影响传质和反应的进行。若曝气量不调小，将导致好氧区溶解氧(DO)过高，使得亚硝酸盐氧化菌(NOB)的大量繁，NOB将NO₂^--N氧化为NO₃^--N，致使厌氧区的厌氧氨氧化菌(AAOB)缺乏底物NO₂^--N，则厌氧氨氧化无法进行，系统崩溃。

(2)当泥水混合液循环至厌氧区时，污泥易被厌氧区填料所截留(而AOB在厌氧区由于没有溶解氧，难以生存，会逐渐死亡)，难以再回到好氧区参与短程硝化因而反应器容积效能较低。这种现象刚开始时会导致泥水混合液中的污泥不断被厌氧区填料所截留，其中的AOB逐渐死亡，污泥量越来越少，同等曝气量的情况下，溶解氧越来越高，厌氧区的溶解氧亦逐步升高，最终整个系统崩溃。

(3)产气干扰了沉淀出水，导致包含厌氧氨氧化菌(AAOB)在内的污泥流失，出水悬浮物浓度较高。

(4)当进水氨氮浓度较高时，出水总氮浓度容易随之波动，导致出水总氮浓度较高，出水水质变差。

(5)出水NO₂^--N浓度较高，由于NO₂^--N是“三致”物质，一般需要后续设施对出水再处理，以消除NO₂^--N的污染。该发明的废水经过好氧区，NH₄⁺-N氧化为NO₂^--N，但部分泥水混合物立即向上进行泥水分离，上清液经溢流堰、出水管排出，此时这部分泥水混合物尚未经过厌氧氨氧化区，泥水混合物中的NO₂^--N及NH₄⁺-N未能在AAOB的作用下转化为氮气就外排，因此出水中NO₂^--N浓度较高。