CN104129854A - 一种氨氧化反应器 - Google Patents

Abstract

本发明属于污水处理领域，具体地说涉及污水处理行业高氨氮废水处理的氨氧化反应器，其特征在于反应器壳体内由下至上分别为进水布水区、射流曝气区、氨氧化反应区、固液分离区，壳体下部设有排泥口，排泥口的高度位于进水布水器和射流曝气器之间，排泥口处接有排泥管，排泥管上设有排泥控制阀，壳体上部还设有排气口、出水口、射流曝气器的进气口；所述进水布水区设有与外部进水机构相连接的进水布水器，本发明与现有技术相比，具有投资省，氨氮去除率高，效果稳定，不消耗甲醇，污泥产率低，运行成本低等优点。

Description

一种氨氧化反应器

技术领域

本发明属于污水处理领域，具体地说涉及污水处理行业高氨氮废水处理的氨氧化反应器。

背景技术

目前国内氨氮废水的处理大都采用A/O法，SBR等工艺，其处理工艺流程长，能耗高，运行不稳定，而且反硝化不能有效进行，结果往往是将大部分氨氮转化为硝基氮，氨氮达标了，总氮还是远远高于排放标准，特别是高氨氮废水，更是如此。随着生物技术的发展，国外开始研究半硝化（SHARON）和厌氧氨氧化（ANAMMOX）工艺，并已有工业化的应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的氨氧化反应器、可有效去除污水中的氨氮，且该反应器运行稳定，氨氮去除率高，能耗低，投资少，不消化甲醇。

为达到上述目的，本发明解决方案是：

一种氨氧化反应器，设有反应器壳体，其特征在于反应器壳体内由下至上分别为进水布水区、射流曝气区、氨氧化反应区、固液分离区，壳体下部设有排泥口，排泥口的高度位于进水布水器和射流曝气器之间，排泥口处接有排泥管，排泥管上设有排泥控制阀，壳体上部还设有排气口、出水口、射流曝气器的进气口；

所述进水布水区设有与外部进水机构相连接的进水布水器；

所述射流曝气区设有两个以上的射流曝气器，每个射流曝气器的进风支管经进气管道均与壳体上部的射流曝气器的进气口相连接，每个射流曝气器的进水支管经进水管与外部进水机构相连接，

所述外部进水机构设有进水管、水泵以及流量计；

所述固液分离区设有经支撑横梁固定在壳体内部的两个以上的固液分离模块，每个固液分离模块的出水法兰口分别与出水管相连接，出水管经壳体上的出水口伸出壳体外。

本发明所述进水布水器采用穿孔管形式，穿孔管的一端设有与外部进水机构相连接的分配管，分配管的进水端还设有进水控制阀门。

本发明所述固液分离模块中设有支架，经支架支撑固定的位于上部的斜板沉淀器，经支架架设在斜板沉淀器上的集水堰，经支架支撑固定的位于斜板沉淀器下方的污泥斗，污泥斗为上宽下窄的锥形斗，污泥斗底部设有排泥口，集水堰上开设出水槽，出水槽经出水法兰与出水管相连接，出水管与壳体上的出水口相连接；斜板沉淀器设有与支架连接固定的两片以上彼此平行的倾斜排列的挡板，相邻的挡板的间距范围为150-200mm，优选160mm，170mm，180mm，斜板的倾角范围为30°-50°，优选35°，40°，45°，48°。

本发明固液分离区中优选设有4组固液分离模块，每组固液分离模块的出水槽均经出水管与壳体上出水口相连接。

本发明中所述反应器壳体为圆筒形或立方体或长方体形式，可采用碳钢、不锈钢及钢筋混凝土建造；本发明所述的布水器可采用HDPE制造，固液分离模块采用PP及碳钢制造。

本发明外部进水机构设有与进水缓冲池相连接的进水管，与进水管相连接的进水泵，根据需要还可以在进水管上设置进水流量计和控制阀。

本发明还设有与壳体上射流曝气器的进风口相连接的进风机构，进风机构包括进风管、与进风管相连接的鼓风机，根据需要还可以设有进风控制阀。

本发明在使用时，进水泵入口与进水缓冲池相连，进水泵出水分为两路，一路连接氨氧化反应器进水布水器，一路连接射流曝气器进水管，和射流曝气器进水管相连的射流曝气器进水支管与射流曝气器通过法兰相连接，射流曝气器上端的进气支管与射流曝气器通过法兰连接，进气支管则与射流曝气器进气管相连，鼓风机出口管线即为射流曝气器进气管，该管线通过反应器壳体上部进入反应器内部；固液分离模块通过固液分离模块支架及固液分离模块支撑梁固定在反应器上部，其出水管分别与固液分离模块排水口法兰相连接，连接后的出水管从反应器上部引出反应器壳体外，固液分离模块下设与氨氧化反应区相通的排泥口，反应器上部设有与反应器壳体相连排气管，用于排出鼓风曝气没有反应的废气和氨氧化反应产生的氮气。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：（1）将氨氮半消化和厌氧氨氧化有效集成到一个反应器中，反应器容积只有传统工艺的一半，因此降低了设备投资成本；（2）采用射流混合曝气器，充氧效率高，寿命长免维护；（3）固液分离模块的应用防止了反应器氨氧化厌氧污泥的流失；（4）通过对曝气量、污泥龄、流速等的控制实现了氨的半消化及厌氧氧化工艺过程；（5）需氧量较传统消化反硝化工艺降低了60%，且不需要添加碳源；（6）与传统的硝化/反硝化工艺相比，运行成本和二氧化碳产量的减少均高达90%；（7）该反应器具有很高的氨氮总去除率，不消耗甲醇，剩余污泥产量极少。

附图说明：

附图1是本发明的一种结构示意图。

附图2是本发明中固液分离模块的结构示意图。

附图3是本发明中固液分离模块俯视图。

附图4为本发明中进水布水器的示意图。

附图标记：进水缓冲池1、进水泵吸水管2、进水泵3、射流曝气器进水流量计4、布水器进水控制阀5、曝气器进水控制阀6、布水器7、射流曝气器进水管8、射流曝气器进水支管9、射流曝气器10、射流曝气器进风支管11、排气管12、固液分离模块13、固液分离模块支撑梁14、出水管15、氨氧化反应区16、射流曝气器进气管17、出水口18、排泥管及控制阀19、鼓风机20、固液分离模块进水区21、斜板沉淀器22、污泥斗23、固液分离模块支架24、排泥口25、固液分离模块出水法兰口26、集水槽27、斜板28、出水槽29、分配管30、布水孔31、布水管32。

具体实施方式：

下面结合附图和实施流程，对本发明进一步描述。

本发明提出一种氨氧化反应器，如附图1所示包括氨氧化反应器池体或壳体，其中反应器壳体内由下至上分别为布水器7、射流曝气器进水管11、排泥管及控制阀19、射流曝气器10、射流曝气器进气管16、氨氧化反应区17、固液分离模块13、出水管15、排气管12；与厌氧按氧化反应器配套的设施包括：进水缓冲池1、进水泵3、鼓风机20。

进水泵3入口通过进水泵吸水管2与进水缓冲池1相连，进水泵出水分为两路，一路连接氨氧化反应器的布水器7，一路连接射流曝气器进水管8，射流曝气器进水管分若干进水支管9，分别于射流曝气器10下方进水法兰连接，射流曝气器10进气口法兰分别与射流曝气进气支管11相连，射流曝气器进气支管则与射流曝气器进气管17相连，鼓风机出口管线即为射流曝气器进气管17，该管线通过反应器壳体上部进入反应器内部，射流曝气器10的数量根据进水水质计算出的需氧量确定。

固液分离模块13通过固液分离模块支架24及固液分离模块支撑梁14固定在反应器上部，其出水管15分别与固液分离模块出水口法兰26相连接，连接后的出水管从反应器上部引出反应器壳体外并与出水口18相连。固液分离模块下设与氨氧化反应区相通的排泥口25。反应器上部设有与反应器壳体相连排气管12，用于排出鼓风曝气没有反应的废气和氨氧化反应产生的氮气。

本发明中所述固液分离模块由固液分离模块进水区21、斜板沉淀器22、污泥斗23、固液分离模块支架24、排泥口25、固液分离模块出水法兰口26、集水槽27、出水槽29组成。出水槽29一端设有固液分离模块出水法兰口26，出水法兰口26与出水管15相连接。斜板沉淀器22由多组平行设置的斜板28组成，斜板间距及斜板倾角根据进水量确定。固液分离模块设置的数量根据处理水量确定。进水布水器7由进水布水器分配管30、布水孔31、布水管32组成。

本发明中所述反应器壳体可采用碳钢、不锈钢钢筋混凝土等建造，圆筒形、立方体或长方体密闭形式；布水器采用HDPE制造，固液分离模块采用PP及碳钢制造。

本发明在使用时高氨氮废水经进水缓冲池1缓冲后，经进水泵3加压提升后分别进入射流曝气器10和布水器7，进入射流曝气器10的水量根据进水氨氮含量确定，并通过与射流曝气器进水流量计4相联锁的射流曝气器进水控制阀6进行调节，进水布水器7的进水量通过布水器进水控制阀5调节，进入布水器7的氨氮废水经分配管30从布水孔喷出，并与氨氧化池内混合液混合，氨氧化反应器内混合液的上流速度一般控制在1-3m/h，优选2.5m/h，以保证反应区氨氧化污泥呈悬浮状态；进入射流曝气器10的氨氮废水在射流曝气器内与通过射流曝气器进风支管11进入射流曝气器的压缩空气混合，并与氨氮废水通过射流器喷射到氨氧化池混合液中，压缩空气中氧部分溶解到混合液中并硝化菌利用，完成半消化过程，射流曝气器所需压缩空气通过鼓风机20供给，鼓风机采用变频控制，以提供给射流曝气器合适的风量，半消化-厌氧氨氧化过程是通过控制溶解氧含量、调节排泥管及控制阀的污泥排以控制污泥龄来实现的。经半消化的污水继续与混合液混合，在氨氧化反应区16内与厌氧氨氧化菌接触，完成氨氧化过程，至此氨氮被氧化为氮气，最后通过反应器上部的排气管12排出。与进水相同流量的混合液则通过固液分离模块进水区21进入固液分离模块13，进入固液分离模块的混合液通过沉淀器22斜板28进行泥水分离，分离后的氨氧化污泥通过污泥斗23流回氨氧化反应区16，清水则通过集水槽27、出水槽29、固液分离模块出水口法兰26、出水管15、出水口18排出反应器。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：（1）将氨氮半消化和厌氧氨氧化有效集成到一个反应器中，反应器容积只有传统工艺的一半，因此降低了设备投资成本；（2）采用射流混合曝气器，充氧效率高，寿命长免维护；（3）固液分离模块的应用防止了反应器氨氧化厌氧污泥的流失；（4）通过对曝气量、污泥龄、流速等的控制实现了氨的半消化及厌氧氧化工艺过程；（5）需氧量较传统消化反硝化工艺降低了60%，且不需要添加碳源；（6）与传统的硝化/反硝化工艺相比，运行成本和二氧化碳产量的减少均高达90%；（7）该反应器具有很高的氨氮总去除率，不消耗甲醇，剩余污泥产量极少。

Claims (7)

1.一种氨氧化反应器，设有反应器壳体，其特征在于反应器壳体内由下至上分别为进水布水区、射流曝气区、氨氧化反应区、固液分离区，壳体下部设有排泥口，排泥口的高度位于进水布水器和射流曝气器之间，排泥口处接有排泥管，排泥管上设有排泥控制阀，壳体上部还设有排气口、出水口、射流曝气器的进气口；

所述进水布水区设有与外部进水机构相连接的进水布水器；

所述射流曝气区设有两个以上的射流曝气器，每个射流曝气器的进风支管经进气管道均与壳体上部的射流曝气器的进气口相连接，每个射流曝气器的进水支管经进水管与外部进水机构相连接；

所述外部进水机构设有进水管、水泵以及流量计；

所述固液分离区设有经支撑横梁固定在壳体内部的两个以上的固液分离模块，每个固液分离模块的出水法兰口分别与出水管相连接，出水管经壳体上的出水口伸出壳体外。

2.根据权利要求1所述的一种氨氧化反应器，其特征在于所述进水布水器采用穿孔管形式，穿孔管的一端设有与外部进水机构相连接的分配管，分配管的进水端还设有进水阀门。

3.根据权利要求1所述的一种氨氧化反应器，其特征在于所述固液分离模块中设有支架，经支架支撑固定的位于上部的斜板沉淀器，经支架架设在斜板沉淀器上的集水堰，经支架支撑固定的位于斜板沉淀器下方的污泥斗，污泥斗为上宽下窄的锥形斗，污泥斗底部设有排泥口，集水堰上开设出水槽，出水槽经出水法兰与出水管相连接，出水管与壳体上的出水口相连接；斜板沉淀器设有与支架连接固定的两片以上彼此平行的倾斜排列的挡板，相邻的挡板的间距范围为150-200mm，斜板的倾角范围为30°-50°。

4.根据权利要求1所述的一种氨氧化反应器，其特征在于固液分离区中优选设有4组固液分离模块，每组固液分离模块的出水槽均经出水管与壳体上出水口相连接。

5.根据权利要求1所述的一种氨氧化反应器，其特征在于所述反应器壳体为圆筒形或立方体或长方体形式，采用碳钢、不锈钢及钢筋混凝土建造；所述进水布水器采用HDPE制造，固液分离模块采用PP及碳钢制造。

6.根据权利要求1所述的一种氨氧化反应器，其特征在于外部进水机构设有与进水缓冲池相连接的进水管，与进水管相连接的进水泵。

7.根据权利要求1所述的一种氨氧化反应器，其特征在于设有与壳体上射流曝气器的进风口相连接的进风机构，进风机构包括进风管、与进风管相连接的鼓风机。