[实用新型]一种连续流的高效脱氮反应器

说明书

技术领域

本实用新型属于生物脱氮反应器领域，具体涉及一种连续流的高效脱氮反应器。

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(11～30d)，产率低(0.11g/g NH₄⁺-N)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，避免了氨氮积累产生的游离氨以及亚氮积累产生的游离亚硝酸对厌氧氨氧化菌的生物毒性。

此外含氮废水中往往不可避免地含有一定量的有机质(以化学需氧量COD计)，COD的存在将导致异养菌的增殖，由于异养菌的世代周期短(0.7d)，产率高(0.3mgVSS/mgCOD)。因此当废水中的有机质的量与氮的比值(即碳氮比)较高时，现有的一体化脱氮反应器往往会因为异养菌过度增殖，挤占了厌氧氨氧化菌(AAOB)的生存空间，而导致AAOB被淘汰出系统。

现有的生物脱氮反应器有如下几种：

1、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、反应区和分离区，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；分离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)难以承受较高的COD负荷。无区别的同时排泥会将世代周期长、增殖较慢的厌氧氨氧化菌(AAOB)排出系统之外。

(4)厌氧区的顶部没有三相分离器，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。