[发明专利]单级自养脱氮上流式双层填料反应器及自养脱氮的方法

权利要求书

1.一种单级自养脱氮上流式双层填料反应器，其特征在于：所述单级自养脱氮上流式双层填料反应器包括反应器(A)、反应器进水管(B)、进水连接管(C)、进水水箱(1)、进水蠕动泵(2)、进水口阀门(3)、空气泵(4)、气体流量计(5)、曝气头(6)、时间继电器(7)、DO在线检测仪(8)、DO探头(9)、pH在线检测仪(10)、pH探头(11)、回流蠕动泵(12)、出水水箱(13)、反冲洗进水管(14)、回流进水阀(16)、反冲洗出水管(17)、多孔筛板(18)和回流管(19)；

反应器(A)内腔由下至上为聚氨酯海绵填料区(Ⅰ)、鹅卵石垫区(Ⅱ)、沸石填料区(Ⅲ)和清水区(Ⅳ)，多孔筛板(18)水平设置在聚氨酯海绵填料区(Ⅰ)与鹅卵石垫区(Ⅱ)之间，反应器(A)的底部设有进水口(A-1)，反应器(A)上位于清水区(Ⅳ)处设有回流口(A-2)和出水口(A-3)，反应器进水管(B)的一端与进水口(A-1)连接，反应器进水管(B)的另一端与进水蠕动泵(2)连接，进水口阀门(3)设置在反应器进水管(B)上，进水连接管(C)的一端与进水蠕动泵(2)连接，进水连接管(C)的另一端通至进水水箱(1)，反冲洗进水管(14)的一端与进水蠕动泵(2)连接，反冲洗进水管(14)的另一端通至出水水箱(13)，反冲洗出水管(17)的一端与出水口(A-3)连接，反冲洗出水管(17)的另一端通至出水水箱(13)，回流管(19)的一端与回流口(A-2)连接，回流管(19)的另一端与进水口(A-1)连接，回流蠕动泵(12)和回流进水阀(16)均安装在回流管(19)上，曝气头(6)设置在聚氨酯海绵填料区(Ⅰ)的底部，曝气头(6)与气体流量计(5)连接，气体流量计(5)与空气泵(4)连接，空气泵(4)与时间继电器(7)相连，DO探头(9)和pH探头(11)均设置在清水区(Ⅳ)内，DO探头(9)与DO在线检测仪(8)连接，pH探头(11)与pH在线检测仪(10)连接，所述曝气头(6)采用微孔曝气头。

2.根据权利要求1所述的单级自养脱氮上流式双层填料反应器，其特征在于：所述反应器(A)的中部设有取样口(15)。

3.一种利用权利要求1所述的单级自养脱氮上流式双层填料反应器实现自养脱氮的方法，其特征在于：所述方法是通过以下步骤实现的：

步骤一、反应器(A)进行亚硝化反应阶段：将污水加入到进水水箱(1)中，通过进水蠕动泵(2)将污水输入到反应器(A)的聚氨酯海绵填料区(Ⅰ)，并再经鹅卵石垫区(Ⅱ)进入到沸石填料区(Ⅲ)内，最后进入清水区(Ⅳ)后，一部分出水通过回流蠕动泵(12)回流至反应器(A)的底端，再次进入反应器(A)，另一部分出水到出水水箱(13)中，同时利用气体流量计(5)使空气泵(4)进行间歇曝气，通过DO在线检测仪(8)调节氧含量，使得DO值在0.3mg/L±0.05，氨氮在两种填料表面首先被氨氧化细菌氧化成亚硝，在反应器(A)进水中的氨氮有40％-50％转化为亚硝态氮，进行下一步骤；

步骤二、厌氧氨氧化阶段：在步骤一阶段运行完成后，向反应器(A)内接种厌氧氨氧化菌，将污水加入到进水水箱(1)中，通过进水蠕动泵(2)将污水输入到反应器(A)的聚氨酯海绵填料区(Ⅰ)，并再经鹅卵石垫区(Ⅱ)进入到沸石填料区(Ⅲ)内，最后进入清水区(Ⅳ)后，一部分出水通过回流蠕动泵(12)回流至反应器(A)底端，再次进入反应器(A)，另一部分出水到出水水箱(13)中，同时利用时间继电器(7)和气体流量计(5)使空气泵(4)进行间歇曝气，根据DO在线检测仪8调节氧含量，使得DO值在0.1mg/L±0.01，以实现自养脱氮；

步骤三、稳定运行阶段：在步骤二自养脱氮目标达成后，对反应器进水内额外添加有机物氨和氮，并使C/N比保持为0.5，使反应器(A)内自养功能菌逐渐适应有机物的影响；待反应器(A)稳定运行后，可以停止曝气，通过调节反应器的内回流比，维持反应器内溶解氧在0.04mg/L±0.01，反应器A中温度控制在30℃～35℃之间，pH控制在8.0,氨氮浓度控制在70mg/L～150mg/L。

4.根据权利要求3所述的自养脱氮的方法，其特征在于：所述方法还包括下述步骤：步骤四、对反应器进行反冲洗：当进出水硝酸盐态氮变化与氨态氮的变化比值大于理论值0.11时，即对反应器A进行反冲洗，储存在出水水箱(13)中的反应器出水利用蠕动泵2通过反冲洗进水管14被回流至反应器(A)进行反冲洗，利用空气泵4进行气反冲。