CN106830323B - 一种连续流的高效脱氮反应器 - Google Patents
一种连续流的高效脱氮反应器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106830323B CN106830323B CN201710161573.6A CN201710161573A CN106830323B CN 106830323 B CN106830323 B CN 106830323B CN 201710161573 A CN201710161573 A CN 201710161573A CN 106830323 B CN106830323 B CN 106830323B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- zone
- gas
- distribution device
- pipe
- fan
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 111
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 111
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 92
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 65
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 41
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 443
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 147
- 238000006213 oxygenation reaction Methods 0.000 claims description 76
- 238000005273 aeration Methods 0.000 claims description 66
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 61
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 46
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 40
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 40
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims description 34
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 19
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims description 11
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 8
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 claims description 7
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 7
- -1 polypropylene Polymers 0.000 claims description 7
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 claims description 7
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 5
- 230000001546 nitrifying effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 claims description 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 3
- 230000001706 oxygenating effect Effects 0.000 claims 9
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 32
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 27
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 abstract description 27
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 abstract description 16
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 7
- 244000005700 microbiome Species 0.000 abstract description 3
- 239000010865 sewage Substances 0.000 abstract description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 48
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 30
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 14
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 14
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 10
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 10
- 241001453382 Nitrosomonadales Species 0.000 description 9
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 8
- 230000035755 proliferation Effects 0.000 description 7
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 6
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M Nitrite anion Chemical compound [O-]N=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 5
- 239000002585 base Substances 0.000 description 4
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N Nitrous Oxide Chemical compound [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N Nitrous acid Chemical compound ON=O IOVCWXUNBOPUCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CKUAXEQHGKSLHN-UHFFFAOYSA-N [C].[N] Chemical compound [C].[N] CKUAXEQHGKSLHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 229910001448 ferrous ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009935 nitrosation Effects 0.000 description 1
- 238000007034 nitrosation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001272 nitrous oxide Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000009182 swimming Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/30—Aerobic and anaerobic processes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
Abstract
本发明公开了一种连续流的高效脱氮反应器，包括反应器本体，所述反应器本体从上到下依次设有分离区（I）和反应区（II），所述分离区（I）内设有纵隔板Ⅱ（20）将分离区（I）分为左右两个半区，左半区为出水区（11），右半区为释气区（10），所述出水区（11）上部设有溢流堰（11.3），所述溢流堰（11.3）与出水区（11）内壁形成溢流槽（11.6），所述溢流槽（11.6）底部设有出水管（11.4）；所述反应区（II）内设有纵隔板Ⅰ（7）将反应区（II）分为左右两个半区。本发明具有有利于微生物的富集培养，可维持生物相的相对固定；可处理较高COD浓度的污水；充分利用厌氧氨氧化产气，避免AOB被厌氧区填料截留等优点。
Description
技术领域
本发明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/gNH4 +-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。
2、申请号：201310453749.7，发明名称：分段供氧自循环脱氮反应器，该发明公开了一种分段供氧自循环脱氮反应器。反应器本体设有布水区、反应区、分离区和循环区，布水区设排泥管和进水管；反应区由三个模块构成分段供氧联合反应系统，模块I下部设进气管，进气管上端设曝气头，模块I上部安装填料，模块II和III的结构与模块I相同，依次串联于模块I上面；分离区设一块纵隔板，分成沉淀室和释气室，沉淀室和释气室一下面设集气室，沉淀室上部设溢流堰、出水槽和出水管，释气室上部设浮渣排放管；循环区设回流液吸管、连结管、调节阀和回流液进管。本发明分段供氧，可满足生物反应需氧，强化短程硝化作用；反应液自循环，避免亚硝酸盐积累所致的生物毒性，并克服基质比例调控难题，提高反应器容积脱氮效能。但是该发明的不足之处在于：
(1)难以承受COD负荷。由微生物生长特性可知，短程硝化菌(AOB)以及异养菌增殖较快。而厌氧氨氧化菌(AAOB)增殖较慢、富集难，仅当累积到一定数量的时候才表现出厌氧氨氧化特性。无区别的同时排泥会将增殖较慢的厌氧氨氧化菌排出系统之外。
(2)溶解氧(DO)控制困难。整个反应区属于完全混合状态，整个反应区都是有溶解氧存在的，而厌氧氨氧化菌在氧气存在的条件下是不参与反应的，该境况对挂膜初期厌氧氨氧化菌的增殖是极其不利的，仅当生物膜厚到一定程度时候才能保证内层绝对的无氧状态。同时溶解氧控制不当时，很容易将生成的基质物质NO2 --N氧化为NO3 --N。
3、申请号：201310453834.3，发明名称：一体化泳动式自循环脱氮反应器，该发明公开了一种一体化泳动式自循环脱氮反应器。反应器本体设有进水区、反应区、分离区和循环区；进水区位于反应器下部，主要由进水管、进气管、曝气头和排泥管组成；反应区位于反应器中部，主要由填料支架和交错固定的空心球填料组成；分离区位于反应器上部，主要由渐扩区、释气区和出水区组成；循环区位于反应器外部，主要由回流吸水管、回流进水管、回流连接管和回流控制阀组成。该发明融短程硝化、反硝化与厌氧氨氧化于一体，可同时实现废水除碳脱氮；亚硝盐边产生边转化，可避免硝化过强造成亚硝酸盐积累所引发的生物毒性；微生物分布相对固定，可优化功能菌生境，强化生物脱氮；填料在反应液中泳动，可促进传质和反应，提高容积效能；反应液受控自循环，可稀释进水氨氮浓度，也可解决厌氧氨氧化基质比例的调控困难。但是该发明的不足之处在于：
(1)难以承受COD负荷。由微生物生长特性可知，短程硝化菌(AOB)以及异养菌增殖较快。而厌氧氨氧化菌(AAOB)增殖较慢、富集难，仅当累积到一定数量的时候才表现出厌氧氨氧化特性。无区别的同时排泥会将增殖较慢的厌氧氨氧化菌排出系统之外。
(2)溶解氧(DO)控制困难。整个反应区属于完全混合状态，整个反应区都是有溶解氧存在的，而厌氧氨氧化菌在氧气存在的条件下是不参与反应的，该境况对挂膜初期厌氧氨氧化菌的增殖是极其不利的，仅当生物膜厚到一定程度时候才能保证内层绝对的无氧状态。同时溶解氧控制不当时，很容易将生成的基质物质NO2 --N氧化为NO3 --N。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种生物相相对固定、可处理较高浓度COD废水、可选择性排泥并节省能耗的一种连续流的高效脱氮反应器。
为实现上述的目的，本发明的技术方案为：
一种连续流的高效脱氮反应器，包括反应器本体，所述反应器本体从上到下依次设有分离区和反应区，所述分离区内设有纵隔板Ⅱ将分离区分为左右两个半区，左半区为出水区，右半区为释气区，所述出水区上部设有溢流堰，所述溢流堰与出水区内壁形成溢流槽，所述溢流槽底部设有出水管；所述反应区内设有纵隔板Ⅰ将反应区分为左右两个半区，纵隔板Ⅰ和纵隔板Ⅱ位于同一平面上且不相连，所述纵隔板I上设有导流板，所述导流板与纵隔板II形成导流通道Ⅰ，出水区和释气区通过导流通道Ⅰ相连，所述反应区的左半区从上到下依次设为过渡区和厌氧区，右半区从上到下依次设为好氧区和调节区，纵隔板I底部不与反应器连接，形成导流通道Ⅱ，厌氧区与调节区通过所述导流通道Ⅱ相连；所述过渡区底部设有布气装置Ⅴ，厌氧区底部设有布气装置Ⅵ，所述布气装置Ⅴ、布气装置Ⅵ分别与气管Ⅳ连接，所述气管Ⅳ上设有控制布气装置Ⅴ曝气量的气阀Ⅹ和控制布气装置Ⅵ曝气量的气阀Ⅺ；所述调节区内从上到下依次设有进水管、布气装置Ⅰ和排泥管，所述布气装置Ⅰ与气管Ⅰ连接，所述气管Ⅰ上设有控制布气装置Ⅰ曝气量的气阀Ⅰ，所述排泥管设在调节区底部，排泥管上设有排泥阀；所述好氧区、过渡区和厌氧区上下端均设有填料支架，所述好氧区内充填弹性填料，所述过渡区和厌氧区内充填球形填料。
作为进一步的技术方案，以上所述释气区内设有溶氧监测装置，所述出水区内设有三相分离器，所述三相分离器顶部设有气管Ⅱ，所述三相分离器侧部设有气管Ⅲ。
作为进一步的技术方案，以上所述气管Ⅲ与产气循环装置的进气口连接；所述产气循环装置包括产气循环风机Ⅰ和产气循环风机Ⅱ，所述产气循环风机Ⅰ和产气循环风机Ⅱ的进气口均与气管Ⅲ连接，所述产气循环风机Ⅰ和产气循环风机Ⅱ的出气口对应设有控制出风量的气阀Ⅶ和气阀Ⅸ。
作为进一步的技术方案，以上所述气管Ⅰ与充氧装置的出气口连接，所述气管Ⅱ通过循环气管与充氧装置的进气口连接，所述充氧装置包括充氧风机Ⅰ和充氧风机Ⅱ，充氧风机Ⅰ和充氧风机Ⅱ的出气口对应设有控制出风量的气阀Ⅱ和气阀Ⅲ，所述充氧风机Ⅰ(3.2)和充氧风机Ⅱ的进气口上还设有空气进气管，所述循环气管上设有控制循环通气量的循环气阀。
作为进一步的技术方案，以上所述好氧区内从下到上依次设有布气装置Ⅱ、布气装置Ⅲ和布气装置Ⅳ，所述布气装置Ⅱ、布气装置Ⅲ和布气装置Ⅳ分别与气管Ⅰ连接，所述气管Ⅰ上设有对应控制布气装置Ⅱ、布气装置Ⅲ和布气装置Ⅳ曝气量的气阀Ⅳ、气阀Ⅴ和气阀Ⅵ。
作为进一步的技术方案，以上所述弹性填料充填量为好氧区体积的60％～95％，所述球形填料在过渡区的充填量为过渡区体积的60％～80％，所述球形填料在厌氧区的充填量为厌氧区体积的60％～80％。
作为进一步的技术方案，以上所述球形填料由两个聚丙烯材质的多孔半球合成一个球形，球内填充有海绵以及小铁块，小铁块的大小使得球形填料比重为1.1～1.6g/cm3，当同时开启产气循环风机Ⅰ和产气循环风机Ⅱ进行曝气脱膜时，处于膨胀悬浮的状态，膨胀率为20％～30％。
作为进一步的技术方案，以上所述反应器本体的高径比H∶D＝(1～20)∶1。
作为进一步的技术方案，以上所述调节区和好氧区的体积比为1∶(3～15)，所述过渡区和厌氧区的体积比为1∶(3～10)，所述调节区和好氧区的总体积∶过渡区和厌氧区的总体积＝(0.5～1)∶1。
作为进一步的技术方案，以上所述分离区的底角β为30°～75°，所述导流板的倾角α为30°～75°。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明有利于微生物的富集培养，可维持生物相的相对固定。本发明设计了调节区、好氧区、过渡区、厌氧区四个反应区，异养菌、亚硝化菌(AOB)、厌氧氨氧化菌(AAOB)相对独立分布在反应器的不同区域，有利于及微生物的富集培养。进水管设置在调节区的上半部，这样可以避免产气循环风机脉冲启动时，刚刚进入的新鲜水被“拉回”至厌氧区，从而保证废水依次通过调节区、好氧区、过渡区、厌氧区，可维持生物相的相对固定。
2、本发明可处理较高COD浓度的污水。本发明中好氧区、过渡区、厌氧区设置有填料，填料下都设有脱膜用的布气装置。可以采用大气量曝气的方式选择性脱除各个区的附着在填料之上的生物膜。排出系统中世代周期短的异养菌及AOB，使世代周期长的AAOB最大程度保留下来并成为优势菌种。系统内允许较高的异养菌以及AOB浓度，系统可以承受较高COD负荷。
3、本发明充分利用厌氧氨氧化产气，可以达到两个方面的效果。一是参与到好氧区的曝气反应中，由于好氧区的短程硝化对氧的需求量不是很高，是传统硝化反应的40％，因此曝气量势必不能太大，当利用曝气作为反应器的内循环的推动力时，好氧区太低的曝气量可能不足以满足系统对内循环驱动力的要求，此时混入厌氧产生的氮气，则进行曝气的空气中的氧含量得到一定程度的降低，对于好氧区溶解氧的控制和提高内循环驱动力都是有利的；二是通过产气循环风机脉冲曝气(比如10分钟一次，每次曝气10秒)可以将被调节区及厌氧区的填料所截留AOB菌种在上升气流的震荡作用下脱落下来，回到好氧区继续参与氨氧化循环反应，另外产气循环风机的脉冲曝气的上升气流还可以帮助粘附着细小气泡浮到集气室的AAOB菌种脱除细小气泡，重新回到液相之中参与反应。维持反应器中AOB的生物量，确保NOB不会成为优势菌种。
4、本发明的球形填料有助于AAOB菌种的生长。过渡区以及厌氧区的球形填料内部放置小铁块，一是起到调节填料密度的作用，使其在较小曝气量的情况下(单台产气循环风机开启)，保持球形填料在水中的下沉不动的状态，这样不至于使得附着在填料上的生物膜因碰撞、摩擦等作用而脱落，保护了AAOB菌种。而当大气量曝气的情况下(两台产气循环风机开启)，球形填料被托起，整个填料床处于悬浮膨胀状态，此时填料球与填料球之间不断碰撞摩擦，生物膜脱落，球体内部的小铁块也不断碰撞挤压海绵载体，可以有助于海绵载体上的生物膜脱落。二小铁块容易生锈被氧化腐蚀，而亚铁离子是厌氧氨氧化菌生长所必须的元素，小铁块为厌氧氨氧化菌(AA0B)提供廉价易得的亚铁元素，就近供给，有助于AAOB的生长。
5、本发明的生物稳定性高。短程硝化菌(AOB)以生物膜及活性污泥的形式存在，厌氧氨氧化菌(AAOB)主要以生物膜的形式存在，通过控制排泥措施使AOB与AAOB均成为优势菌种，大大提高了反应器的运行的稳定性。
6、本发明设备的灵活性高，可根据负荷(与进水量和进水浓度有关)的不同采用不同的高度的布气装置来曝气，充氧风机可根据溶氧监测装置的情况，调控气阀选择吸入厌氧产气(主要为氮气)，这样可以降低充氧风机进气的氧含量，相同曝气量时，充入系统中的氧量减少，易于维持好氧区溶解氧(一般在0.01～0.5mg/L)，同时却能保持相同的内循环驱动力，节省能耗。
7、本发明的出水区设置三相分离器。众所周知，厌氧氨氧化菌产生的胞外多聚物易与气泡粘附导致污泥上浮，虽然本装置中采用了填料可减少这一现象的发生，但仍不能保证截留污泥的充分性、完全性，三相分离器的设置则再次对出水进行了固液气的分离，最大程度的截留厌氧氨氧化污泥，并保证了出水质量。
附图说明
图1为本发明一种连续流的高效脱氮反应器的结构示意图；
图2为本发明中球形填料的结构示意图。
附图标记：I-分离区，II-反应区，1-调节区，1.1-布气装置Ⅰ，1.2-排泥阀，1.3-排泥管，1.4-气阀Ⅰ；2-气管Ⅰ；3-充氧装置，3.1-气阀Ⅱ，3.2-充氧风机Ⅰ，3.3-充氧风机Ⅱ，3.4-气阀Ⅲ，3.5-空气进气管；4-循环气阀；5-进水管；6-好氧区，6.1-气阀Ⅳ，6.2-布气装置Ⅱ，6.3-气阀Ⅴ，6.4-布气装置Ⅲ，6.5-气阀Ⅵ，6.6-布气装置Ⅳ，6.7-填料支架Ⅰ，7-纵隔板Ⅰ，8-循环气管，9-导流板，10-释气区，10.1-溶氧监测装置，11-出水区，11.1-气管Ⅱ，11.2-三相分离器，11.3-溢流堰，11.4-出水管，11.5-气管Ⅲ，11.6-溢流槽，12-产气循环装置，12.1-气阀Ⅶ，12.2-产气循环风机Ⅰ，12.3-产气循环风机Ⅱ，12.4-气阀Ⅸ，13-过渡区，13.1-填料支架Ⅱ，14-气阀Ⅹ，15-布气装置Ⅴ，16-厌氧区，16.1-填料支架Ⅲ，17-布气装置Ⅵ，18-气阀Ⅺ，19-气管Ⅳ，20-纵隔板Ⅱ，21-球形填料，21.1-铁块，21.2-海绵。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不局限于实施例表示的范围。
实施例1：
如图1所示，一种连续流的高效脱氮反应器，包括反应器本体，反应器本体从上到下依次设有分离区I和反应区II，分离区I内设有纵隔板Ⅱ20将分离区I分为左右两个半区，左半区为出水区11，右半区为释气区10，出水区11上部设有溢流堰11.3，溢流堰11.3与出水区11内壁形成溢流槽11.6，溢流槽11.6底部设有出水管11.4；反应区II内设有纵隔板Ⅰ7将反应区II分为左右两个半区，纵隔板Ⅰ7和纵隔板Ⅱ20位于同一平面上且不相连，纵隔板Ⅰ7上设有导流板9，导流板9与纵隔板Ⅱ20形成导流通道Ⅰ，出水区11和释气区10通过导流通道Ⅰ相连，反应区II的左半区从上到下依次设为过渡区13和厌氧区16，右半区从上到下依次设为好氧区6和调节区1，纵隔板Ⅰ7底部不与反应器本体连接，形成导流通道Ⅱ，厌氧区16与调节区1通过导流通道Ⅱ相连；过渡区13底部设有布气装置Ⅴ15，厌氧区16底部设有布气装置Ⅵ17，布气装置Ⅴ15、布气装置Ⅵ17分别与气管Ⅳ19连接，气管Ⅳ19上设有控制布气装置Ⅴ15曝气量的气阀Ⅹ14和控制布气装置Ⅵ17曝气量的气阀Ⅺ18；调节区1内从上到下依次设有进水管5、布气装置Ⅰ1.1和排泥管，布气装置Ⅰ1.1与气管Ⅰ2连接，气管Ⅰ2上设有控制布气装置Ⅰ1.1曝气量的气阀Ⅰ1.4，排泥管1.3设在调节区1底部，排泥管1.3上设有排泥阀1.2；调节区1、好氧区6、过渡区13和厌氧区16上下端均设有填料支架，好氧区6内充填弹性填料，过渡区13和厌氧区16内充填球形填料21。
释气区10内设有溶氧监测装置10.1，出水区11内设有三相分离器11.2，三相分离器11.2顶部设有气管Ⅱ11.1，三相分离器11.2侧部设有气管Ⅲ11.5。
气管Ⅲ11.5与产气循环装置12的进气口连接；产气循环装置12包括产气循环风机Ⅰ12.2和产气循环风机Ⅱ12.3，产气循环风机Ⅰ12.2和产气循环风机Ⅱ12.3的进气口均与气管Ⅲ11.5连接，产气循环风机Ⅰ12.2和产气循环风机Ⅱ12.3的出气口对应设有控制出风量的气阀Ⅶ12.1和气阀Ⅸ12.4。
气管Ⅰ2与充氧装置3的出气口连接，气管Ⅱ11.1通过循环气管8与充氧装置3的进气口连接，充氧装置3包括充氧风机Ⅰ3.2和充氧风机Ⅱ3.3，充氧风机Ⅰ3.2和充氧风机Ⅱ3.3的出气口对应设有控制出风量的气阀Ⅱ3.2和气阀Ⅲ3.4，充氧风机Ⅰ3.2和充氧风机Ⅱ3.3的进气口上还设有空气进气管3.5，循环气管循环气管8上设有控制循环通气量的循环气阀4。
实施例2：
如图1所示，一种连续流的高效脱氮反应器，包括反应器本体，反应器本体从上到下依次设有分离区I和反应区II，分离区I内设有纵隔板Ⅱ20将分离区I分为左右两个半区，左半区为出水区11，右半区为释气区10，出水区11上部设有溢流堰11.3，溢流堰11.3与出水区11内壁形成溢流槽11.6，溢流槽11.6底部设有出水管11.4；反应区II内设有纵隔板Ⅰ7将反应区II分为左右两个半区，纵隔板Ⅰ7和纵隔板Ⅱ20位于同一平面上且不相连，纵隔板Ⅰ7上设有导流板9，导流板9与纵隔板Ⅱ20形成导流通道Ⅰ，出水区11和释气区10通过导流通道Ⅰ相连，反应区II的左半区从上到下依次设为过渡区13和厌氧区16，右半区从上到下依次设为好氧区6和调节区1，纵隔板Ⅰ7底部不与反应器本体连接，形成导流通道Ⅱ，厌氧区16与调节区1通过导流通道Ⅱ相连；过渡区13底部设有布气装置Ⅴ15，厌氧区16底部设有布气装置Ⅵ17，布气装置Ⅴ15、布气装置Ⅵ17分别与气管Ⅳ19连接，气管Ⅳ19上设有控制布气装置Ⅴ15曝气量的气阀Ⅹ14和控制布气装置Ⅵ17曝气量的气阀Ⅺ18；调节区1内从上到下依次设有进水管5、布气装置Ⅰ1.1和排泥管，布气装置Ⅰ1.1与气管Ⅰ2连接，气管Ⅰ2上设有控制布气装置Ⅰ1.1曝气量的气阀Ⅰ1.4，排泥管1.3设在调节区1底部，排泥管1.3上设有排泥阀1.2；调节区1、好氧区6、过渡区13和厌氧区16上下端均设有填料支架，好氧区6内充填弹性填料，过渡区13和厌氧区16内充填球形填料21。
释气区10内设有溶氧监测装置10.1，出水区11内设有三相分离器11.2，三相分离器11.2顶部设有气管Ⅱ11.1，三相分离器11.2侧部设有气管Ⅲ11.5。
气管Ⅲ11.5与产气循环装置12的进气口连接；产气循环装置12包括产气循环风机Ⅰ12.2和产气循环风机Ⅱ12.3，产气循环风机Ⅰ12.2和产气循环风机Ⅱ12.3的进气口均与气管Ⅲ11.5连接，产气循环风机Ⅰ12.2和产气循环风机Ⅱ12.3的出气口对应设有控制出风量的气阀Ⅶ12.1和气阀Ⅸ12.4。
气管Ⅰ2与充氧装置3的出气口连接，气管Ⅱ11.1通过循环气管8与充氧装置3的进气口连接，充氧装置3包括充氧风机Ⅰ3.2和充氧风机Ⅱ3.3，充氧风机Ⅰ3.2和充氧风机Ⅱ3.3的出气口对应设有控制出风量的气阀Ⅱ3.2和气阀Ⅲ3.4，充氧风机Ⅰ3.2和充氧风机Ⅱ3.3的进气口上还设有空气进气管3.5，循环气管循环气管8上设有控制循环通气量的循环气阀4。
好氧区6内从下到上依次设有布气装置Ⅱ6.2、布气装置Ⅲ6.4和布气装置Ⅳ6.6，布气装置Ⅱ6.2、布气装置Ⅲ6.4和布气装置Ⅳ6.6分别与气管Ⅰ2连接，气管Ⅰ2上设有对应控制布气装置Ⅱ6.2、布气装置Ⅲ6.4和布气装置Ⅳ6.6曝气量的气阀Ⅳ6.1、气阀Ⅴ6.3和气阀Ⅵ6.5。
实施例3：
如图1所示，一种连续流的高效脱氮反应器，包括反应器本体，反应器本体从上到下依次设有分离区I和反应区II，分离区I内设有纵隔板Ⅱ20将分离区I分为左右两个半区，左半区为出水区11，右半区为释气区10，出水区11上部设有溢流堰11.3，溢流堰11.3与出水区11内壁形成溢流槽11.6，溢流槽11.6底部设有出水管11.4；反应区II内设有纵隔板Ⅰ7将反应区II分为左右两个半区，纵隔板Ⅰ7和纵隔板Ⅱ20位于同一平面上且不相连，纵隔板Ⅰ7上设有导流板9，导流板9与纵隔板Ⅱ20形成导流通道Ⅰ，出水区11和释气区10通过导流通道Ⅰ相连，反应区II的左半区从上到下依次设为过渡区13和厌氧区16，右半区从上到下依次设为好氧区6和调节区1，纵隔板Ⅰ7底部不与反应器本体连接，形成导流通道Ⅱ，厌氧区16与调节区1通过导流通道Ⅱ相连；过渡区13底部设有布气装置Ⅴ15，厌氧区16底部设有布气装置Ⅵ17，布气装置Ⅴ15、布气装置Ⅵ17分别与气管Ⅳ19连接，气管Ⅳ19上设有控制布气装置Ⅴ15曝气量的气阀Ⅹ14和控制布气装置Ⅵ17曝气量的气阀Ⅺ18；调节区1内从上到下依次设有进水管5、布气装置Ⅰ1.1和排泥管，布气装置Ⅰ1.1与气管Ⅰ2连接，气管Ⅰ2上设有控制布气装置Ⅰ1.1曝气量的气阀Ⅰ1.4，排泥管1.3设在调节区1底部，排泥管1.3上设有排泥阀1.2；调节区1、好氧区6、过渡区13和厌氧区16上下端均设有填料支架，好氧区6内充填弹性填料，过渡区13和厌氧区16内充填球形填料21。
释气区10内设有溶氧监测装置10.1，出水区11内设有三相分离器11.2，三相分离器11.2顶部设有气管Ⅱ11.1，三相分离器11.2侧部设有气管Ⅲ11.5。
气管Ⅲ11.5与产气循环装置12的进气口连接；产气循环装置12包括产气循环风机Ⅰ12.2和产气循环风机Ⅱ12.3，产气循环风机Ⅰ12.2和产气循环风机Ⅱ12.3的进气口均与气管Ⅲ11.5连接，产气循环风机Ⅰ12.2和产气循环风机Ⅱ12.3的出气口对应设有控制出风量的气阀Ⅶ12.1和气阀Ⅸ12.4。
气管Ⅰ2与充氧装置3的出气口连接，气管Ⅱ11.1通过循环气管8与充氧装置3的进气口连接，充氧装置3包括充氧风机Ⅰ3.2和充氧风机Ⅱ3.3，充氧风机Ⅰ3.2和充氧风机Ⅱ3.3的出气口对应设有控制出风量的气阀Ⅱ3.2和气阀Ⅲ3.4，充氧风机Ⅰ3.2和充氧风机Ⅱ3.3的进气口上还设有空气进气管3.5，循环气管循环气管8上设有控制循环通气量的循环气阀4。
弹性填料充填量为好氧区6体积的60％，球形填料21在过渡区13的充填量为过渡区13体积的60％，球形填料21在厌氧区16的充填量为厌氧区16体积的60％。
球形填料21由两个聚丙烯材质的多孔半球合成一个球形，球内填充有海绵21.2以及小铁块21.1，小铁块21.1的大小使得球形填料21比重为1.1～1.6g/cm3，当同时开启产气循环风机Ⅰ12.2和产气循环风机Ⅱ12.3进行曝气脱膜时，处于膨胀悬浮的状态，膨胀率为20％～30％。
实施例4：
如图1所示，一种连续流的高效脱氮反应器，包括反应器本体，反应器本体从上到下依次设有分离区I和反应区II，分离区I内设有纵隔板Ⅱ20将分离区I分为左右两个半区，左半区为出水区11，右半区为释气区10，出水区11上部设有溢流堰11.3，溢流堰11.3与出水区11内壁形成溢流槽11.6，溢流槽11.6底部设有出水管11.4；反应区II内设有纵隔板Ⅰ7将反应区II分为左右两个半区，纵隔板Ⅰ7和纵隔板Ⅱ20位于同一平面上且不相连，纵隔板Ⅰ7上设有导流板9，导流板9与纵隔板Ⅱ20形成导流通道Ⅰ，出水区11和释气区10通过导流通道Ⅰ相连，反应区II的左半区从上到下依次设为过渡区13和厌氧区16，右半区从上到下依次设为好氧区6和调节区1，纵隔板Ⅰ7底部不与反应器本体连接，形成导流通道Ⅱ，厌氧区16与调节区1通过导流通道Ⅱ相连；过渡区13底部设有布气装置Ⅴ15，厌氧区16底部设有布气装置Ⅵ17，布气装置Ⅴ15、布气装置Ⅵ17分别与气管Ⅳ19连接，气管Ⅳ19上设有控制布气装置Ⅴ15曝气量的气阀Ⅹ14和控制布气装置Ⅵ17曝气量的气阀Ⅺ18；调节区1内从上到下依次设有进水管5、布气装置Ⅰ1.1和排泥管，布气装置Ⅰ1.1与气管Ⅰ2连接，气管Ⅰ2上设有控制布气装置Ⅰ1.1曝气量的气阀Ⅰ1.4，排泥管1.3设在调节区1底部，排泥管1.3上设有排泥阀1.2；调节区1、好氧区6、过渡区13和厌氧区16上下端均设有填料支架，好氧区6内充填弹性填料，过渡区13和厌氧区16内充填球形填料21。
释气区10内设有溶氧监测装置10.1，出水区11内设有三相分离器11.2，三相分离器11.2顶部设有气管Ⅱ11.1，三相分离器11.2侧部设有气管Ⅲ11.5。
气管Ⅲ11.5与产气循环装置12的进气口连接；产气循环装置12包括产气循环风机Ⅰ12.2和产气循环风机Ⅱ12.3，产气循环风机Ⅰ12.2和产气循环风机Ⅱ12.3的进气口均与气管Ⅲ11.5连接，产气循环风机Ⅰ12.2和产气循环风机Ⅱ12.3的出气口对应设有控制出风量的气阀Ⅶ12.1和气阀Ⅸ12.4。
气管Ⅰ2与充氧装置3的出气口连接，气管Ⅱ11.1通过循环气管8与充氧装置3的进气口连接，充氧装置3包括充氧风机Ⅰ3.2和充氧风机Ⅱ3.3，充氧风机Ⅰ3.2和充氧风机Ⅱ3.3的出气口对应设有控制出风量的气阀Ⅱ3.2和气阀Ⅲ3.4，充氧风机Ⅰ3.2和充氧风机Ⅱ3.3的进气口上还设有空气进气管3.5，循环气管循环气管8上设有控制循环通气量的循环气阀4。
好氧区6内从下到上依次设有布气装置Ⅱ6.2、布气装置Ⅲ6.4和布气装置Ⅳ6.6，布气装置Ⅱ6.2、布气装置Ⅲ6.4和布气装置Ⅳ6.6分别与气管Ⅰ2连接，气管Ⅰ2上设有对应控制布气装置Ⅱ6.2、布气装置Ⅲ6.4和布气装置Ⅳ6.6曝气量的气阀Ⅳ6.1、气阀Ⅴ6.3和气阀Ⅵ6.5。
弹性填料充填量为好氧区6体积的70％，球形填料21在过渡区13的充填量为过渡区13体积的60％，球形填料21在厌氧区16的充填量为厌氧区16体积的60％。
球形填料21由两个聚丙烯材质的多孔半球合成一个球形，球内填充有海绵21.2以及小铁块21.1，小铁块21.1的大小使得球形填料21比重为1.1～1.6g/cm3，当同时开启产气循环风机Ⅰ12.2和产气循环风机Ⅱ12.3进行曝气脱膜时，处于膨胀悬浮的状态，膨胀率为20％～30％。
反应器本体的高径比H∶D＝1∶1。调节区1和好氧区6的体积比为1∶3，过渡区13和厌氧区16的体积比为1∶3，调节区1和好氧区6的总体积∶过渡区13和厌氧区16的总体积＝0.5∶1。分离区I的底角β为30°，导流板9的倾角α为30°。
实施例5：
如图1所示，一种连续流的高效脱氮反应器，包括反应器本体，反应器本体从上到下依次设有分离区I和反应区II，分离区I内设有纵隔板Ⅱ20将分离区I分为左右两个半区，左半区为出水区11，右半区为释气区10，出水区11上部设有溢流堰11.3，溢流堰11.3与出水区11内壁形成溢流槽11.6，溢流槽11.6底部设有出水管11.4；反应区II内设有纵隔板Ⅰ7将反应区II分为左右两个半区，纵隔板Ⅰ7和纵隔板Ⅱ20位于同一平面上且不相连，纵隔板Ⅰ7上设有导流板9，导流板9与纵隔板Ⅱ20形成导流通道Ⅰ，出水区11和释气区10通过导流通道Ⅰ相连，反应区II的左半区从上到下依次设为过渡区13和厌氧区16，右半区从上到下依次设为好氧区6和调节区1，纵隔板Ⅰ7底部不与反应器本体连接，形成导流通道Ⅱ，厌氧区16与调节区1通过导流通道Ⅱ相连；过渡区13底部设有布气装置Ⅴ15，厌氧区16底部设有布气装置Ⅵ17，布气装置Ⅴ15、布气装置Ⅵ17分别与气管Ⅳ19连接，气管Ⅳ19上设有控制布气装置Ⅴ15曝气量的气阀Ⅹ14和控制布气装置Ⅵ17曝气量的气阀Ⅺ18；调节区1内从上到下依次设有进水管5、布气装置Ⅰ1.1和排泥管，布气装置Ⅰ1.1与气管Ⅰ2连接，气管Ⅰ2上设有控制布气装置Ⅰ1.1曝气量的气阀Ⅰ1.4，排泥管1.3设在调节区1底部，排泥管1.3上设有排泥阀1.2；调节区1、好氧区6、过渡区13和厌氧区16上下端均设有填料支架，好氧区6内充填弹性填料，过渡区13和厌氧区16内充填球形填料21。
释气区10内设有溶氧监测装置10.1，出水区11内设有三相分离器11.2，三相分离器11.2顶部设有气管Ⅱ11.1，三相分离器11.2侧部设有气管Ⅲ11.5。
气管Ⅲ11.5与产气循环装置12的进气口连接；产气循环装置12包括产气循环风机Ⅰ12.2和产气循环风机Ⅱ12.3，产气循环风机Ⅰ12.2和产气循环风机Ⅱ12.3的进气口均与气管Ⅲ11.5连接，产气循环风机Ⅰ12.2和产气循环风机Ⅱ12.3的出气口对应设有控制出风量的气阀Ⅶ12.1和气阀Ⅸ12.4。
气管Ⅰ2与充氧装置3的出气口连接，气管Ⅱ11.1通过循环气管8与充氧装置3的进气口连接，充氧装置3包括充氧风机Ⅰ3.2和充氧风机Ⅱ3.3，充氧风机Ⅰ3.2和充氧风机Ⅱ3.3的出气口对应设有控制出风量的气阀Ⅱ3.2和气阀Ⅲ3.4，充氧风机Ⅰ3.2和充氧风机Ⅱ3.3的进气口上还设有空气进气管3.5，循环气管循环气管8上设有控制循环通气量的循环气阀4。
好氧区6内从下到上依次设有布气装置Ⅱ6.2、布气装置Ⅲ6.4和布气装置Ⅳ6.6，布气装置Ⅱ6.2、布气装置Ⅲ6.4和布气装置Ⅳ6.6分别与气管Ⅰ2连接，气管Ⅰ2上设有对应控制布气装置Ⅱ6.2、布气装置Ⅲ6.4和布气装置Ⅳ6.6曝气量的气阀Ⅳ6.1、气阀Ⅴ6.3和气阀Ⅵ6.5。
弹性填料充填量为好氧区6体积的60％，球形填料21在过渡区13的充填量为过渡区13体积的70％，球形填料21在厌氧区16的充填量为厌氧区16体积的70％。
球形填料21由两个聚丙烯材质的多孔半球合成一个球形，球内填充有海绵21.2以及小铁块21.1，小铁块21.1的大小使得球形填料21比重为1.1～1.6g/cm3，当同时开启产气循环风机Ⅰ12.2和产气循环风机Ⅱ12.3进行曝气脱膜时，处于膨胀悬浮的状态，膨胀率为20％～30％。
反应器本体的高径比H∶D＝6∶1。调节区1和好氧区6的体积比为1∶4，过渡区13和厌氧区16的体积比为1∶4，调节区1和好氧区6的总体积∶过渡区13和厌氧区16的总体积＝0.8∶1。分离区I的底角β为60°，导流板9的倾角α为60°。
实施例6：
如图1所示，一种连续流的高效脱氮反应器，包括反应器本体，反应器本体从上到下依次设有分离区I和反应区II，分离区I内设有纵隔板Ⅱ20将分离区I分为左右两个半区，左半区为出水区11，右半区为释气区10，出水区11上部设有溢流堰11.3，溢流堰11.3与出水区11内壁形成溢流槽11.6，溢流槽11.6底部设有出水管11.4；反应区II内设有纵隔板Ⅰ7将反应区II分为左右两个半区，纵隔板Ⅰ7和纵隔板Ⅱ20位于同一平面上且不相连，纵隔板Ⅰ7上设有导流板9，导流板9与纵隔板Ⅱ20形成导流通道Ⅰ，出水区11和释气区10通过导流通道Ⅰ相连，反应区II的左半区从上到下依次设为过渡区13和厌氧区16，右半区从上到下依次设为好氧区6和调节区1，纵隔板Ⅰ7底部不与反应器本体连接，形成导流通道Ⅱ，厌氧区16与调节区1通过导流通道Ⅱ相连；过渡区13底部设有布气装置Ⅴ15，厌氧区16底部设有布气装置Ⅵ17，布气装置Ⅴ15、布气装置Ⅵ17分别与气管Ⅳ19连接，气管Ⅳ19上设有控制布气装置Ⅴ15曝气量的气阀Ⅹ14和控制布气装置Ⅵ17曝气量的气阀Ⅺ18；调节区1内从上到下依次设有进水管5、布气装置Ⅰ1.1和排泥管，布气装置Ⅰ1.1与气管Ⅰ2连接，气管Ⅰ2上设有控制布气装置Ⅰ1.1曝气量的气阀Ⅰ1.4，排泥管1.3设在调节区1底部，排泥管1.3上设有排泥阀1.2；调节区1、好氧区6、过渡区13和厌氧区16上下端均设有填料支架，好氧区6内充填弹性填料，过渡区13和厌氧区16内充填球形填料21。
释气区10内设有溶氧监测装置10.1，出水区11内设有三相分离器11.2，三相分离器11.2顶部设有气管Ⅱ11.1，三相分离器11.2侧部设有气管Ⅲ11.5。
气管Ⅲ11.5与产气循环装置12的进气口连接；产气循环装置12包括产气循环风机Ⅰ12.2和产气循环风机Ⅱ12.3，产气循环风机Ⅰ12.2和产气循环风机Ⅱ12.3的进气口均与气管Ⅲ11.5连接，产气循环风机Ⅰ12.2和产气循环风机Ⅱ12.3的出气口对应设有控制出风量的气阀Ⅶ12.1和气阀Ⅸ12.4。
气管Ⅰ2与充氧装置3的出气口连接，气管Ⅱ11.1通过循环气管8与充氧装置3的进气口连接，充氧装置3包括充氧风机Ⅰ3.2和充氧风机Ⅱ3.3，充氧风机Ⅰ3.2和充氧风机Ⅱ3.3的出气口对应设有控制出风量的气阀Ⅱ3.2和气阀Ⅲ3.4，充氧风机Ⅰ3.2和充氧风机Ⅱ3.3的进气口上还设有空气进气管3.5，循环气管循环气管8上设有控制循环通气量的循环气阀4。
好氧区6内从下到上依次设有布气装置Ⅱ6.2、布气装置Ⅲ6.4和布气装置Ⅳ6.6，布气装置Ⅱ6.2、布气装置Ⅲ6.4和布气装置Ⅳ6.6分别与气管Ⅰ2连接，气管Ⅰ2上设有对应控制布气装置Ⅱ6.2、布气装置Ⅲ6.4和布气装置Ⅳ6.6曝气量的气阀Ⅳ6.1、气阀Ⅴ6.3和气阀Ⅵ6.5。
弹性填料充填量为好氧区6体积的70％，球形填料21在过渡区13的充填量为过渡区13体积的80％，球形填料21在厌氧区16的充填量为厌氧区16体积的80％
球形填料21由两个聚丙烯材质的多孔半球合成一个球形，球内填充有海绵21.2以及小铁块21.1，小铁块21.1的大小使得球形填料21比重为1.1～1.6g/cm3，当同时开启产气循环风机Ⅰ12.2和产气循环风机Ⅱ12.3进行曝气脱膜时，处于膨胀悬浮的状态，膨胀率为20％～30％。
反应器本体的高径比H∶D＝20∶1。调节区1和好氧区6的体积比为1∶15，过渡区13和厌氧区16的体积比为1∶10，调节区1和好氧区6的总体积∶过渡区13和厌氧区16的总体积＝1∶1。分离区I的底角β为75°，导流板9的倾角α为75°。
本发明的工作原理为：
废水通过调节区1的进水管5进入反应器本体；同时开启充氧风机Ⅰ3.2和充氧风机Ⅱ3.3、气阀Ⅱ3.1和气阀Ⅲ3.4，开启气阀Ⅰ1.4(或气阀Ⅳ6.1、或气阀Ⅴ6.3、或气阀Ⅵ6.5)，通过布气装置Ⅰ1.1(或布气装置Ⅱ6.2、或布气装置Ⅲ6.4、或布气装置Ⅳ6.6)曝气，根据工程条件进行合理选择不同气阀的开启。当进水的氨氮或COD浓度高时，可选择开启气阀Ⅰ1.4，通过布气装置Ⅰ1.1曝气。反之，则选择较高位置的阀门及布气装置。
废水与从厌氧区16循环过来的泥水混合液在调节区1完成混合，混匀后的泥水混合液向上通过好氧区6的填料层。在好氧区6主要共存有异养菌、AOB两种细菌，完成进水COD降解及氨氮的部分亚硝化。
好氧区6上部设置有溶氧监测装置10.1，打开循环气阀4，可以让充氧风机Ⅰ3.2和充氧风机Ⅱ3.3吸入厌氧产气，其主要成分是氮气，不含氧气，相同曝气量的条件下，有助于控制氧区溶解氧在0.1～0.5mg/L范围内，而内循环的驱动力不变。
在释气区10进行气体与泥水混合液的分离，气体释放进入大气，而泥水混合液经导流板9转向，进入出水区。少部分泥水混合液向上进入三相分离器11.2进行泥水分离，上清液经溢流堰11.3、出水管11.4排出；大部分泥水混合液向下进入过渡区13，过渡区13内的球形填料上主要共存有AOB、AAOB两种细菌，在这一区域剩余的溶解氧DO被AOB消耗殆尽；泥水混合液接着进入厌氧区16，厌氧区16的球形填料21主要存在AAOB菌种，在AAOB的作用下完成脱氮反应，未反应完全的底物随着废水在反应器底部转向进入好氧区6，继续参与到下一个循环中。
球形填料21由两个聚丙烯材质(耐酸碱腐蚀)的多孔半球合成一个球形，球内填充有海绵21.2以及小铁块21.1，小铁块21.1的大小使得球形填料21比重为1.1～1.2g/cm3，在水中处于下沉状态，且在单台产气循环风机曝气时处于下沉状态；同时开启产气循环风机Ⅰ12.2和产气循环风机Ⅱ12.3进行曝气脱膜时，处于膨胀悬浮的状态，膨胀率为20％～30％，此时填料球与填料球之间不断碰撞摩擦，生物膜脱落，球体内部的海绵21.2和小铁块21.1也不断碰撞挤压，生物膜脱落。小铁块21.1容易生锈被腐蚀，从而为厌氧氨氧化菌(AA0B)提供廉价易得的亚铁元素，有助于AAOB的生长。
厌氧区16产生的氮气向上运动，由三相分离器11.2的气室进行收集，气室通过气管Ⅲ11.5与产气循环装置12相连接，气室通过气管Ⅱ11.1与大气相连，气管Ⅱ11.1通过循环气管8与充氧装置3相连。
产气循环风机脉冲曝气：
厌氧区16采用产气循环风机Ⅰ12.2和产气循环风机Ⅱ12.3脉冲曝气(比如10分钟一次，每次曝气10秒)，过渡区13及厌氧区116所截留AOB菌种在上升气流的震荡作用下脱落下来，回到好氧区6继续参与氨氧化循环反应；另外产气循环风机Ⅰ12.2和产气循环风机Ⅱ12.3的脉冲曝气的上升气流还可以帮助粘附着细小气泡浮到集气室的AAOB菌种脱除细小气泡，重新回到液相之中参与反应。
选择性脱膜：
由于AAOB世代周期长、产率低，因此排泥周期长(工程上100～300天)；而异养菌及AOB世代周期短、产率高，因此排泥周期短(工程中一般15～60天)。排泥管1.2位于反应器的底部，本发明可根据需要对不同区域的填料进行选择性脱膜。
当需要排出好氧区的异养菌及AOB时，可同时开启充氧风机Ⅰ3.2、充氧风机Ⅱ3.3以及气阀Ⅰ1.4采用布气装置Ⅰ1.1进行间歇大气量曝气脱膜，在上升气泡所造成的剪切力作用下，生物膜从弹性填料上脱落进入混合液中，经沉淀后最终通过开启排泥控制阀1.2经排泥管1.3排出系统。
当需要排出过渡区13填料上的菌种时，可同时开启产气循环风机Ⅰ12.2和产气循环风机Ⅱ12.3以及过渡区13下面的气阀Ⅹ14选择布气装置Ⅴ15进行间歇大气量曝气脱膜。此时球形填料21处于膨胀悬浮的状态，膨胀率为20％～30％，填料球与填料球之间不断碰撞摩擦，生物膜脱落，球体内部的海绵21.2和小铁块21.1也不断碰撞挤压，生物膜脱落进入混合液中。
同理，当需要排出厌氧区16填料上的菌种时，开启的阀门是厌氧区16下面的产气循环进气管的气阀Ⅺ选择布气装置Ⅵ17进行间歇大气量曝气脱膜。此时球形填料21处于膨胀悬浮的状态，膨胀率为20％～30％，填料球与填料球之间不断碰撞摩擦，生物膜脱落，球体内部的海绵21.2和小铁块21.1也不断碰撞挤压，生物膜脱落进入混合液中。
应用实施例4
采用广西某缫丝厂副产品废水的厌氧出水进行试验。反应器接种AOB及AAOB菌种后，经过为期60d的启动运行，挂膜成功，在接着90d的运行时间内，出水稳定，系统进水及经处理后出水水质情况如下表1：
表1
| 项目名称 | 进水均值 | 出水均值 | 去除率(％) |
| COD | 310mg/L | 115mg/L | 62.9 |
| 氨氮 | 502mg/L | 10mg/L | 98.1 |
| 亚氮 | 0mg/L | 2mg/L | —— |
| 总氮 | 510mg/L | 31mg/L | 93.9 |
由表1看出经过本发明处理后的废水TN去除率高达93.9％。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或者暗示所指的装置或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，因此不能理解为对本发明的限制。
上述实施例，仅为对本发明的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本发明并非限定于此。凡在本发明公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种连续流的高效脱氮反应器，包括反应器本体，所述反应器本体从上到下依次设有分离区（I）和反应区（II），所述分离区（I）内设有纵隔板Ⅱ（20）将分离区（I）分为左右两个半区，左半区为出水区（11），右半区为释气区（10），所述出水区（11）上部设有溢流堰（11.3），所述溢流堰（11.3）与出水区（11）内壁形成溢流槽（11.6），所述溢流槽（11.6）底部设有出水管（11.4）；所述反应区（II）内设有纵隔板Ⅰ（7）将反应区（II）分为左右两个半区，纵隔板Ⅰ（7）和纵隔板Ⅱ（20）位于同一平面上且不相连，纵隔板Ⅰ（7）上设有导流板（9），所述导流板（9）与纵隔板Ⅱ（20）形成导流通道Ⅰ，出水区（11）和释气区（10）通过导流通道Ⅰ相连，其特征在于：所述反应区（II）的左半区从上到下依次设为过渡区（13）和厌氧区（16），右半区从上到下依次设为好氧区（6）和调节区（1），纵隔板Ⅰ（7）底部不与反应器本体连接，形成导流通道Ⅱ，厌氧区（16）与调节区（1）通过所述导流通道Ⅱ相连；所述过渡区（13）底部设有布气装置Ⅴ（15），厌氧区（16）底部设有布气装置Ⅵ（17），所述布气装置Ⅴ（15）、布气装置Ⅵ（17）分别与气管Ⅳ（19）连接，所述气管Ⅳ（19）上设有控制布气装置Ⅴ（15）曝气量的气阀Ⅹ（14）和控制布气装置Ⅵ（17）曝气量的气阀Ⅺ（18）；所述调节区（1）内从上到下依次设有进水管（5）、布气装置Ⅰ（1.1）和排泥管（1.3），所述布气装置Ⅰ（1.1）与气管Ⅰ（2）连接，所述气管Ⅰ（2）上设有控制布气装置Ⅰ（1.1）曝气量的气阀Ⅰ（1.4），所述排泥管（1.3）设在调节区（1）底部，排泥管（1.3）上设有排泥阀（1.2）；所述好氧区（6）、过渡区（13）和厌氧区（16）上下端均设有填料支架，所述好氧区（6）内充填弹性填料，所述过渡区（13）和厌氧区（16）内充填球形填料（21）；
所述释气区（10）内设有溶氧监测装置（10.1），所述出水区（11）内设有三相分离器（11.2），所述三相分离器（11.2）顶部设有气管Ⅱ（11.1），所述三相分离器（11.2）侧部设有气管Ⅲ（11.5）；
所述气管Ⅲ（11.5）与产气循环装置（12）的进气口连接，所述产气循环装置（12）的出气口连通气管 IV（19）的进气口；所述产气循环装置（12）包括产气循环风机Ⅰ（12.2）和产气循环风机Ⅱ（12.3），所述产气循环风机Ⅰ（12.2）和产气循环风机Ⅱ（12.3）的进气口均与气管Ⅲ（11.5）连接，所述产气循环风机Ⅰ（12.2）和产气循环风机Ⅱ（12.3）的出气口对应设有控制出风量的气阀Ⅶ（12.1）和气阀Ⅸ（12.4）；
所述球形填料（21）由两个聚丙烯材质的多孔半球合成一个球形，球内填充有海绵（21.2）以及小铁块（21.1），小铁块（21.1）的大小使得球形填料（21）比重为1.1~1.6g/cm3，当同时开启产气循环风机Ⅰ（12.2）和产气循环风机Ⅱ（12.3）进行曝气脱膜时，处于膨胀悬浮的状态，膨胀率为20%~30%；
所述厌氧区（16）采用产气循环风机Ⅰ（12 .2）和产气循环风机Ⅱ（12 .3）脉冲曝气，过渡区（13）及厌氧区（16）所截留短程硝化菌种在上升气流的震荡作用下脱落下来，回到好氧区（6）继续参与循环反应。
2.根据权利要求1所述的一种连续流的高效脱氮反应器，其特征在于：所述气管Ⅰ（2）与充氧装置（3）的出气口连接，所述气管Ⅱ（11.1）通过循环气管（8）与充氧装置（3）的进气口连接，所述充氧装置（3）包括充氧风机Ⅰ（3.2）和充氧风机Ⅱ（3.3），充氧风机Ⅰ（3.2）和充氧风机Ⅱ（3.3）的出气口对应设有控制出风量的气阀Ⅱ（3.1）和气阀Ⅲ（3.4），所述充氧风机Ⅰ（3.2）和充氧风机Ⅱ（3.3）的进气口上还设有空气进气管（3.5），所述循环气管（8）上设有控制循环通气量的循环气阀（4）。
3.根据权利要求1所述的一种连续流的高效脱氮反应器，其特征在于：所述好氧区（6）内从下到上依次设有布气装置Ⅱ（6.2）、布气装置Ⅲ（6.4）和布气装置Ⅳ（6.6），所述布气装置Ⅱ（6.2）、布气装置Ⅲ（6.4）和布气装置Ⅳ（6.6）分别与气管Ⅰ（2）连接，所述气管Ⅰ（2）上设有对应控制布气装置Ⅱ（6.2）、布气装置Ⅲ（6.4）和布气装置Ⅳ（6.6）曝气量的气阀Ⅳ（6.1）、气阀Ⅴ（6.3）和气阀Ⅵ（6.5）。
4.根据权利要求1所述的一种连续流的高效脱氮反应器，其特征在于：所述弹性填料充填量为好氧区（6）体积的60%~95%，所述球形填料（21）在过渡区（13）的充填量为过渡区（13）体积的60%~80%，所述球形填料（21）在厌氧区（16）的充填量为厌氧区（16）体积的60%~80%。
5.根据权利要求1所述的一种连续流的高效脱氮反应器，其特征在于：所述反应器本体的高径比H∶D=（1~20）∶1。
6.根据权利要求1所述的一种连续流的高效脱氮反应器，其特征在于：所述调节区（1）和好氧区（6）的体积比为1∶（3~15），所述过渡区（13）和厌氧区（16）的体积比为1∶（3~10），所述调节区（1）和好氧区（6）的总体积∶过渡区（13）和厌氧区（16）的总体积=（0.5~1）∶1。
7.根据权利要求1所述的一种连续流的高效脱氮反应器，其特征在于：所述分离区（I）的底角β为30°~75°，所述导流板（9）的倾角α为30°~75°。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710161573.6A CN106830323B (zh) | 2017-03-17 | 2017-03-17 | 一种连续流的高效脱氮反应器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710161573.6A CN106830323B (zh) | 2017-03-17 | 2017-03-17 | 一种连续流的高效脱氮反应器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106830323A CN106830323A (zh) | 2017-06-13 |
| CN106830323B true CN106830323B (zh) | 2024-01-19 |
Family
ID=59143674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710161573.6A Active CN106830323B (zh) | 2017-03-17 | 2017-03-17 | 一种连续流的高效脱氮反应器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106830323B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111908609B (zh) * | 2020-07-09 | 2021-12-10 | 北京工业大学 | 一种短程硝化耦合还原态腐殖质强化厌氧脱氮装置 |
| CN116789267A (zh) * | 2023-06-19 | 2023-09-22 | 广西扬翔股份有限公司 | 一种基于高效短程硝化的厌氧氨氧化污水自养脱氮系统及工艺方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6312599B1 (en) * | 2000-06-01 | 2001-11-06 | John H. Reid | Method of using wastewater flow equalization basins for multiple biological treatments |
| CN201473382U (zh) * | 2009-09-03 | 2010-05-19 | 浙江省环境保护科学设计研究院 | 用于生物废水处理装置的悬浮生物填料 |
| CN102795707A (zh) * | 2012-08-15 | 2012-11-28 | 浙江大学 | 一体化笼式脱氮反应器 |
| CN103508561A (zh) * | 2013-09-29 | 2014-01-15 | 浙江大学 | 分段供氧自循环脱氮反应器 |
| CN104350012A (zh) * | 2012-06-15 | 2015-02-11 | 乐金电子研发中心(上海)有限公司 | 内循环曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器 |
| CN105923768A (zh) * | 2016-06-08 | 2016-09-07 | 张庆硕 | 氨氧化反应器 |
| CN206828197U (zh) * | 2017-03-17 | 2018-01-02 | 广西春晖环保工程有限责任公司 | 一种连续流的高效脱氮反应器 |
-
2017
- 2017-03-17 CN CN201710161573.6A patent/CN106830323B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6312599B1 (en) * | 2000-06-01 | 2001-11-06 | John H. Reid | Method of using wastewater flow equalization basins for multiple biological treatments |
| CN201473382U (zh) * | 2009-09-03 | 2010-05-19 | 浙江省环境保护科学设计研究院 | 用于生物废水处理装置的悬浮生物填料 |
| CN104350012A (zh) * | 2012-06-15 | 2015-02-11 | 乐金电子研发中心(上海)有限公司 | 内循环曝气厌氧氨氧化-膜生物反应器 |
| CN102795707A (zh) * | 2012-08-15 | 2012-11-28 | 浙江大学 | 一体化笼式脱氮反应器 |
| CN103508561A (zh) * | 2013-09-29 | 2014-01-15 | 浙江大学 | 分段供氧自循环脱氮反应器 |
| CN105923768A (zh) * | 2016-06-08 | 2016-09-07 | 张庆硕 | 氨氧化反应器 |
| CN206828197U (zh) * | 2017-03-17 | 2018-01-02 | 广西春晖环保工程有限责任公司 | 一种连续流的高效脱氮反应器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN106830323A (zh) | 2017-06-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105585119B (zh) | 一种硝化反硝化两相膨胀床反应器及污水处理工艺 | |
| CN202625927U (zh) | 一体化内循环式脱氮除碳生物膜反应器 | |
| CN211283858U (zh) | 一种基于柔性悬浮生物填料的循环式mbbr系统 | |
| CN110171904B (zh) | 基于连续流aao除磷及部分脱氮串联复合式固定生物膜活性污泥自养脱氮装置和方法 | |
| CN106830323B (zh) | 一种连续流的高效脱氮反应器 | |
| CN109354168B (zh) | 一种mbbr全程自养脱氮系统的快速启动方法 | |
| CN114349276A (zh) | 一种污水处理系统、方法 | |
| CN111115821B (zh) | 基于mbbr的自养脱氮一体化系统及快速启动方法 | |
| CN210150799U (zh) | 一种集奥鲍尔、生物倍增、mbbr、mbr多元化工艺于一体的污水处理罐 | |
| CN210457867U (zh) | 一种污水二级处理系统 | |
| CN210150801U (zh) | 一种应用生物倍增和流化床工艺的集成式一体化污水处理罐 | |
| CN106630152B (zh) | 一种间歇式的一体化脱氮反应器 | |
| CN110386732B (zh) | 一种基于mbbr的主流自养脱氮改造系统与改造方法 | |
| CN109354174B (zh) | 基于canon_mbbr的强化脱氮系统的快速启动方法 | |
| CN109354167B (zh) | 一种基于mbbr的高效自养脱氮系统的快速启动方法 | |
| CN211644776U (zh) | 基于mbbr的pn/a一体化自养脱氮系统 | |
| CN111115822B (zh) | 基于mbbr的pn/a一体化自养脱氮系统及快速启动方法 | |
| CN211644779U (zh) | 基于mbbr的自养脱氮一体化系统 | |
| CN211814018U (zh) | 一种一体化循环床生物膜反应器 | |
| CN210457854U (zh) | 一种基于mbbr的主流自养脱氮系统 | |
| CN206828197U (zh) | 一种连续流的高效脱氮反应器 | |
| CN109354171B (zh) | 一种基于mbbr的高效自养脱氮系统及运行方法 | |
| CN210065309U (zh) | 一种无需曝气的外循环全程自养脱氮装置 | |
| CN113387529A (zh) | 高效污泥减量同步碳氮脱除系统及基于系统的处理方法 | |
| CN206828196U (zh) | 一种间歇式的一体化脱氮反应器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |