CN105060465A - 同步除碳脱氮反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种同步除碳脱氮反应器，该反应器适用于高氨氮、低碳氮比的废水处理，尤其适合餐厨废水厌氧消化液等类似高氨氮、低碳氮比废水的处理。本发明主要由同轴线的圆柱形内外筒体组成，筒体内安装曝气装置、射流器、填料、出水堰等。内筒布设生物填料作为载体，外筒填装流离球填料作为载体。高氨氮的厌氧消化液经该反应器处理，氨氮去除率可达75%～90%，CODCr去除率达55～65%。

Description

同步除碳脱氮反应器

技术领域

本发明涉及一种同步除碳脱氮反应器，属于高浓度氨氮废水生物处理技术领域，尤其适用于餐厨废水经厌氧发酵之后产生的消化液等类似高氨氮、低碳氮比废水的处理。

背景技术

传统生物脱氮工艺中的氮以有机氮、氨氮、亚硝氮和硝酸盐等形态存在，如污水有机氮占含氮量的4O%～60%，氨氮占5O%～60%，硝态氮仅占0%～5%。传统生物脱氮技术遵循已发现的自然界氮循环机理，有机氮依次在氨化菌、亚硝化菌、硝化菌和反硝化菌的作用下进行氨化反应、亚硝化反应、硝化反应和反硝化反应后最终转变为氮气而溢出水体，达到了脱氮目的。

传统生物脱氮技术是目前应用最广的脱氮技术，但传统生物脱氮工艺存在不少问题：(1)工艺流程较长，占地面积大，基建投资高。(2)由于硝化菌群增殖速度慢且难以维持较高的生物浓度，特别是在低温冬季，造成系统的HRT较长，需要较大的曝气池，增加了投资和运行费用。(3)系统为维持较高的生物浓度及获得良好的脱氮效果，必须同时进行污泥和硝化液回流，增加了动力消耗和运行费用。(4)系统抗冲击能力较弱，高浓度NH和NO废水会抑制硝化菌生长。(5)硝化过程中产生的酸度需要投加碱中和，不仅增加了处理费用，而且还有可能造成二次污染。

发明内容

本发明为了克服现有的缺陷，提供一种同步除碳脱氮反应器，可以有效解决背景技术中的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明由同轴线的外筒和内筒组成，所述外筒和内筒中部均设有穿孔隔板将外筒和内筒均分隔为上、下两室，所述外筒的穿孔隔板上方设有曝气管，所述曝气管上方布设流离球填料，所述外筒下部内置有射流器，通过循环管道与循环泵连接外筒下方筒壁；所述内筒的穿孔隔板上方设有生物填料，所述内筒筒壁上端及下端均设有若干通水孔与外筒连通。

所述外筒和内筒均为圆柱形，所述内筒与外筒有效容积比为1﹕2～4，有效高径比为1.2～2.5﹕1。

所述流离球填料是碎石与PVC球的集合体，且流离球填料和生物填料占筒体总容积的35%～40%。

所述射流器为四台，射流器与循环泵联用。

所述通水孔为矩形通水孔。

外筒顶部设有盖板，所述外筒内部上端设有集水出水堰与出水管相连，所述集水出水堰上端中间处设有出水口且所述出水口上方设置溢流口。

运行时内筒的溶解氧指标控制小于0.2mg/L，外筒的溶解氧指标控制在1.5mg/L，通过调节循环水量以及曝气量的方式进行溶解氧指标控制。

本发明所达到的有益效果是：

本发明通过单一级的生物反应器就能达到高效同步除碳脱氮，降低了基建投资和运行费用；本发明填充高效率的生物填料以及流离球填料，填料的比表面积和孔隙率大，生化反应区微生物量更多，处理效果好，氧利用率高，动能消耗少，污泥产生量极少，运行费用低；本发明简化了曝气池混合液回流，且省去污泥回流环节，运行控制简单；本发明应用了射流曝气技术，利用循环水泵提升高压水流经喷头射入反应器，由于负压作用同时吸入大量空气，水流和气流的共同作用又使喷头下方形成高速紊流剪切区，把吸入的气体分散成细小的气泡，富含溶解氧的混合污水经导流筒达到反应器底部后，又向上返流形成环流，再经剪切向下射流，如此循环往复运行，污水被反复充氧，气泡和微生物菌团被不断剪切细化，并形成致密细小的絮凝体，为除碳、硝化的高效反应运行创造了条件；本发明适用于高氨氮、低碳氮比废水处理，尤其适合餐厨废水厌氧消化液等类似高氨氮、低碳氮比废水的处理，抗冲击负荷能力强。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图中：1、外筒；2、内筒；3、集水出水堰；4、出水口；5、溢流口；6、穿孔隔板；7、曝气管；8、流离球填料；9、射流器；10、排污口；11、生物填料；12、通水孔；13、循环泵。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明。

如图1所示，本发明所述的一种同步除碳脱氮反应器由同轴线的外筒1和内筒2组成，所述外筒1顶部设有盖板，所述外筒1内部上端设有集水出水堰3且所述集水出水堰3与出水管相连，所述集水出水堰3上端中间处设有出水口4且所述出水口4上方设置溢流口5，所述外筒1和内筒2中部均设有穿孔隔板6且所述穿孔隔板6将外筒1和内筒2均分隔为上、下两室，所述外筒1的穿孔隔板6上方设有曝气管7，所述曝气管7上方布设流离球填料8，所述外筒1底部内置有射流器9，所述射流器9通过循环管道连接外筒1一侧下方的循环泵13，所述外筒1底部一侧设有排污口10，所述内筒2的穿孔隔板6上方设有生物填料11，所述内筒2筒壁上端及下端均设有若干通水孔12且所述通水孔12与外筒1连通。

外筒1和内筒2均为圆柱形，内筒2与外筒1有效容积比为1﹕2~4，有效高径比为1.2~2.5﹕1；流离球填料8是是碎石与PVC球的集合体，且流离球填料8和生物填料11占筒体总容积的35%～40%；射流器9有四台，四台所述射流器9与循环泵13联用；通水孔12为矩形通水孔12。

实际工作时，将内筒2的DO（溶解氧）控制小于0.2mg/L，外筒1的DO控制在1.5mg/L左右，通过调节循环水量以及外筒1的曝气量的方式进行DO控制。待处理废水从反应器内筒2上方进水，废水向下流动，通过内筒1的生物填料11，在缺氧条件下（DO控制小于0.2mg/L），将外筒1分流的NO3-进行反硝化，使氮得以去除，且脱氮过程可直接利用废水中有机碳，省去外加碳源。废水流至内筒2底部，通过底部的矩形通水孔12流向外筒1，水流向上流动，进入流离球填料8，并在此发生硝化反应，同时进一步去除废水中的有机碳。在曝气的作用下，水从流离球填料8内穿梭进出，并以层流相均匀流动，曝气从流离球填料8底部向上，竖向鼓气，以气、固、液三位一体在水中推流，故氧利用率高，动能消耗少。水流自下而上通过流离球填料8，达到外筒2集水出水堰3位置，一部分经集水出水堰3排出反应器，一部分由内筒2上端的通水孔12进入内筒2。筒内的废水通过循环泵13进行循环，射流器9通过管道与循环泵12相连，射流器9具有射流曝气作用，在射流器9喷头下方形成高速紊流剪切区，把吸入的气体分散成细小的气泡，富含溶解氧的混合污水经导流筒达到反应器底部后，又向上返流形成环流，再经剪切向下射流，如此循环往复运行，污水被反复充氧，气泡和微生物菌团被不断剪切细化，并形成致密细小的絮凝体，为除碳、硝化的高效反应运行创造了条件。

本发明适用于高氨氮、低碳氮比废水处理，尤其适合餐厨废水厌氧消化液等类似高氨氮、低碳氮比废水的处理，并氨氮去除率可达75%～90%，CODCr去除率达55～65%。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种同步除碳脱氮反应器，由同轴线的外筒（1）和内筒（2）组成，其特征在于：所述外筒（1）和内筒（2）中部均设有穿孔隔板（6）将外筒（1）和内筒（2）均分隔为上、下两室，所述外筒（1）的穿孔隔板（6）上方设有曝气管（7），所述曝气管（7）上方布设流离球填料（8），所述外筒（1）下部内置有射流器（9），通过循环管道与循环泵（13）连接外筒（1）下方筒壁；所述内筒（2）的穿孔隔板（6）上方设有生物填料（11），所述内筒（2）筒壁上端及下端均设有若干通水孔（12）与外筒（1）连通。

2.按照权利要求1所述的同步除碳脱氮反应器，其特征在于：所述外筒（1）和内筒（2）均为圆柱形，所述内筒（2）与外筒（1）有效容积比为1﹕2~4，有效高径比为1.2~2.5﹕1。

3.按照权利要求1所述的同步除碳脱氮反应器，其特征在于：所述流离球填料（8）是碎石与PVC球的集合体，且流离球填料（8）和生物填料（11）占筒体总容积的35%～40%。

4.按照权利要求1所述的同步除碳脱氮反应器，其特征在于：所述射流器（9）为四台，射流器（9）与循环泵（13）联用。

5.按照权利要求1所述的同步除碳脱氮反应器，其特征在于：所述通水孔（12）为矩形通水孔（12）。

6.按照权利要求1所述的同步除碳脱氮反应器，其特征在于：外筒（1）顶部设有盖板，所述外筒（1）内部上端设有集水出水堰（3）与出水管相连，所述集水出水堰（3）上端中间处设有出水口（4）且所述出水口（4）上方设置溢流口（5）。

7.按照权利要求1所述的同步除碳脱氮反应器，其特征在于：运行时内筒（2）的溶解氧指标控制小于0.2mg/L，外筒（1）的溶解氧指标控制在1.5mg/L，通过调节循环水量以及曝气量的方式进行溶解氧指标控制。