[发明专利]一种用于污水脱氮除磷的一体化竖向循环反应器

说明书

本发明公开了一种用于污水脱氮除磷的一体化竖向循环反应器，包括池体，池体内包括污泥贮存区、好氧区、沉淀区和缺氧厌氧区，污泥贮存区位于池体底部，好氧区位于隔板的一侧且与污泥贮存区连通；沉淀区(在上)和缺氧厌氧区(在下)共同位于隔板的另一侧，沉淀区与好氧区连通，缺氧厌氧区与污泥贮存区连通，缺氧厌氧区内设有若干层从上向下依次设置的折流板；在污泥贮存区和好氧区之间安装曝气扩散器。本发明能使活性污泥混合液形成竖向循环流动，并反复经历好氧、缺氧和厌氧的不同环境，产生去除有机物和脱氮除磷作用，并实现污泥的分离沉降，可在长时间不外排剩余污泥的前提下保证污水处理效果，方便运行维护并显著降低处理能耗。

技术领域

本发明涉及污水处理设备技术领域，特别是涉及一种用于污水脱氮除磷的一体化竖向循环反应器。

背景技术

污水处理目前广泛采用活性污泥生物处理工艺来进行，活性污泥生物处理工艺经过长时间的发展变革，已经形成能够实现有机物的生物氧化降解和脱氮除磷等多功能多目标的处理工艺。其基本原理是：在好氧条件下，利用异养微生物的降解作用去除有机污染物，并利用好氧硝化菌的作用将氨氮转化为硝态氮；在缺氧条件下，使硝态氮通过兼性微生物的反硝化作用转化为氮气；利用聚磷微生物厌氧释磷、好氧过量吸收摄取磷的作用，达到除磷的目的。在处理工艺流程中，将具有上述混合种群微生物的活性污泥顺序流经有曝气供氧和无曝气的反应池(区域)，通过进水或回流的方式为微生物提供相应的基质和生长条件，并设置沉淀池等固液分离单元获得澄清的出水，同时将分离浓缩的活性污泥回流到生物反应器中，保证反应器中具有足够量的活性污泥。

目前，活性污泥生物处理工艺广泛采用连续流处理工艺，如A/A/O(Anaerobic-Anoxic-Oxic，厌氧-缺氧-好氧)工艺，通常的工艺流程是进水汇合来自沉淀池的回流污泥首先进入无曝气的厌氧池(区)，微生物利用进水中的碳源实现厌氧释磷；将好氧池(区)的混合液回流至接续的无曝气反应池(区)中，形成无溶解氧但具有硝态氮的缺氧区，反硝化所需碳源来自厌氧区剩余的有机物；然后泥水混合液通过曝气供氧的好氧池(区)，在此实现剩余有机物的分解、氨氮的硝化和过量吸收磷的功能；好氧区的混合液最终进入沉淀池，得到净化澄清的出水，并实现活性污泥的分离浓缩和回流。在A/A/O工艺流程中，好氧池(区)的曝气在供氧同时，还起到了搅拌作用，使活性污泥与污水充分接触混合，保证生物反应的有效进行。而在厌氧池(区)和缺氧池(区)，搅拌作用必须通过外加机械设备方能得到保障；此外，由好氧池(区)至缺氧池(区)的混合液回流和由沉淀池向生物反应池的污泥回流必须通过泵的提升方能实现。

另外，在A/A/O工艺的实践中发现了两个弊端：一是污水一次性流经厌氧-缺氧-好氧区域，有时难以使相应的反应过程充分进行，影响处理效果；尤其是反硝化除氮的效能取决于好氧池(区)的混合液回流比，而过大的回流量又会影响缺氧池(区)的无氧条件。二是设置机械搅拌设备和回流设备(泵)，无疑会增加处理能耗和运行维护成本和复杂性。而采用多级回流的改进工艺可有效改善第一个弊端，但同时加剧了第二个的弊端。

采用多级回流的改进工艺可有效改善A/A/O工艺第一个弊端，但同时加剧了第二个的弊端。采用氧化沟的循环回流运行方式也有利于解决上述第一个弊端，还可以采用在氧化沟内出水区域间歇沉淀后出水的方式，避免用泵进行污泥回流，但这样会增加设施构造和运行操作的复杂性。然而，要在氧化沟中维持必要的循环流量，必须在满足供氧的基础上提供额外的动力，通常采用水下推进器之类机械搅拌设备辅助实现。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于污水脱氮除磷的一体化竖向循环反应器，以解决上述现有技术存在的问题，使混合液在反应器内竖向循环流动，反应器内各种反应充分反应，以提高污水处理效果，并显著降低处理能耗和运行维护成本。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：