CN115259370B - 一种生物反硝化反应器及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种生物反硝化反应器及其应用，该反应器(1)为升流式生物反硝化反应器，在反应器(1)底部设有进水布水器(2)，中部设有回流布水器(3)，上部设有泥水分离装置(5)，所述的进水布水器(2)与中部设有回流布水器(3)之间设有回流管，并在回流管上设有循环泵(4)，所述的泥水分离装置(5)上部进水区内设置有曝气管(57)。与现有技术相比，本发明通过改进分离器内部流道、以及增设曝气回流搅动等措施，可以提高泥水沉淀分离效果，解决了生物反硝化反应器出水跑泥的问题，使得生物反硝化反应器可以在较高的处理负荷下运行。

Description

一种生物反硝化反应器及其应用

技术领域

本发明属于环境工程及水处理工程领域，具体涉及一种去除废水中硝酸盐和亚硝酸盐的生物反硝化反应器及其应用。

背景技术

钢铁、电子、光伏等行业在生产过程中排放含高浓度硝酸盐的废水，如将其直接排放会导致严重的水体富营养化问题。对于高浓度硝酸盐的去除，可采用生物反硝化脱氮、电解还原、反渗透脱盐等废水处理方法。比较而言，生物反硝化脱氮工艺最为常见且最为经济有效，其原理是反硝化细菌利用有机物作为碳源，将废水中硝态氮还原为氮气，从而实现总氮的去除。

由于生物反硝化过程中伴随着大量氮气生成，尽管大部分氮气会从反应器内的泥水混合液中自行逸出分离，但有部分氮气会以细小气泡的形式附着在污泥絮体周围，甚至进入到污泥絮体内部，和污泥、废水夹杂在一起。污泥絮体挟带气泡后比重降低，使反应器出水端的泥水分离效果变差，这部分污泥絮体会随水流出反应器。当出现大量污泥流失时，会导致反硝化反应器内污泥浓度大幅降低，影响反应器脱氮处理效果。

另，当反硝化反应器在高处理负荷下运行时，反硝化反应产生的氮气量较大，将反硝化污泥顶托至反应器上部的泥水分离区，即造成大量污泥上浮，使得反应区内污泥浓度降低，而出水SS浓度升高。（图9所示）

专利申请CN201910349698.0本发明公开了一种生物脱氮耦合N₂O回收一体化反应器及其方法。反应器中，布水区设有进水布水器和底部排泥管；反应区由三个模块构成，第一模块为厌氧消化产甲烷区，上部设有三相分离段和进气管，进气管上端设曝气头，第二模块为短程硝化区，第三模块为短程反硝化产N₂O区，均内置生物挂膜组合填料，依次串联于第一模块上面；三相分离区由外到内依次设外中内三个筒体，外筒体段外侧设出水口和溢流堰，中筒体段设螺旋导叶，使污泥下落，水流方向往上，达到泥水分离目的，内筒体段上部设集气口，侧边设出水管。该发明将短程硝化反硝化脱氮与能源气体捕集有机结合，将反应过程中的副产物转化为能源加以利用，三相分离器可实现气、液、固三相的有效分离，但是该三相分离器分为下层和上层两处，下层三相分离器与传统结构相近，其设置曝气的作用是为了供氧，而不是促进三相分离效果。而上层三相分离器的尽管分离区主体结构设置了斜板，但仍无法解决细小气泡附着导致污泥絮体或污泥颗粒与水分离效果不佳、出水跑泥的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种生物反硝化反应器及其应用，通过改进分离器内部流道、以及增设曝气回流搅动等措施，可以提高泥水沉淀分离效果，解决了生物反硝化反应器出水跑泥的问题，使得生物反硝化反应器可以在较高的处理负荷下运行。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种生物反硝化反应器，包括：该反应器为升流式生物反硝化反应器，在反应器底部设有进水布水器，中部设有回流布水器，上部设有泥水分离装置，所述的进水布水器与中部设有回流布水器之间设有回流管，并在回流管上设有循环泵，所述的泥水分离装置上部进水区内设置有曝气管。

其中，反应器为圆柱状或长方体形式，侧壁底部设有进水口和排泥口，侧壁中部设有回流出口，侧壁上部设有进气口和出水口，顶部设有出气口。

进水布水器安装在反应器底部，将反应器处理进水和循环泵输送的回流液均匀分布至反应器底部；

回流布水器安装在反应器中部，收集反应器内混合液，并经循环泵回流至反应器底部，形成内回流不断循环。

所述的进水布水器和回流布水器均为穿孔母支管形式。

泥水分离装置安装在反应器上部，对混合液进行泥水分离。

泥水分离装置还包括：外部隔板、内部隔板、倾斜沉淀模块、出水槽、泥斗、污泥回流隔挡；

其中，两块内部隔板置于两块外部隔板之间，外部隔板与内部隔板之间为进水区，进水区设有曝气管，两块内部隔板之间为泥水分离区，泥水分离区内安装倾斜沉淀模块，泥水分离区上方为出水区，出水区安装出水槽，泥水分离区下方设置泥斗，泥斗底部的出泥口安装污泥回流隔挡。

进一步地，所述内部隔板顶部高出外部隔板顶部0.3-0.5m。

进一步地，所述曝气管为穿孔管形式，开孔间距为50-100mm，开孔直径为5-10mm，开孔方向为斜向下45°，两侧均布。

进一步地，所述曝气管的安装高度为：距离外部隔板顶端的高度为0.5-0.8m，距离内部隔板底端的距离为1.2-1.5m。

进一步地，所述曝气管的曝气强度：单位进水区表面积的曝气强度为3-5 m³/m²•h。

进一步地，所述倾斜沉淀模块包括多块平行排列的倾斜板，倾斜板长度为1-1.2m，水平间距为50-120mm，水平倾斜角度为60°。

进一步地，泥水分离区上方为出水区，所述出水槽两侧设置水平三角堰，槽端部设有接口，与外部出水管相连接。

进一步地，所述的泥斗与两块外部隔板连接构成壳体，泥斗的水平倾斜角度为50-60°。

所述污泥回流隔挡与泥斗之间留有缝隙，缝隙宽度为150-250mm，沉淀的污泥从污泥回流隔挡与泥斗的缝隙中回流至反应器内；同时，污泥回流隔挡也阻挡混合液从泥斗底部直接进入生物反硝化反应器内。

所述泥水分离装置为对称结构：即沿中心轴左右对称，可分为进水区（气液分离区）、泥水分离区、出水区、污泥回流区，外部隔板有2块，其和内部隔板之间的区域为进水区（气液分离区），在左右两侧进水区内的上部，均安装有曝气管，进水区曝气管安装高度打破了传统底部曝气的方式，安装在分离器上部：距离反应器液面（外部隔板顶端）的高度为0.5-0.8m，进水区曝气管曝气强度：单位进水区表面积的曝气强度为3-5 m³/m²·h。

反应器内可安装一台泥水分离装置，也可在同一高度安装多台泥水分离装置。

上述生物反硝化反应器的应用，包括以下步骤：

将待处理废水pH值调节至6~9范围，并在废水中添加有机物碳源，然后进入反应器，从进水布水器均匀分布至反应器底部，然后向上流动；

在反应区反硝化菌的作用下，废水中的硝酸盐与有机物碳源反应，生成氮气和二氧化碳，实现废水中总氮的去除；反硝化反应生成的氮气，大部分主动从水相中逸出，直接进入反应器顶部的气体收集区，液相由回流布水器收集后经循环泵回流至反应器底部进水口，形成内回流不断循环，小部分细小气泡随泥水混合液一起进入泥水分离装置；

在曝气管的作用下，污泥中的细小气泡被强制与污泥分离，被大尺寸气泡带入反应器顶部气体收集区；

细小气泡被驱赶分离后，泥水混合液进入倾斜沉淀模块，完成泥水分离，分离出水流出反应器，沉降污泥回流至反应器下部。

进一步地，所述反应器内反应区的流体上升流速在2-8m/h范围，为反硝化污泥和废水营造良好的升流式流态环境，使其充分接触反应，减少反应区死角，提高反应器处理负荷。

有机物碳源包括葡萄糖、甲醇、乙酸钠或其它易降解有机物，添加量为使废水中COD：TN=3.5-4:1，其中TN指总氮；

所述的反硝化菌为兼氧型细菌，是具有反硝化脱氮功能的微生物，也可以称为反硝化污泥，污泥浓度为6000~15000mg/L，在泥水分离装置的进水区内通入空气搅拌，不仅可实现对泥水混合液中夹杂气体的驱赶分离，还能在进水区的局部区域内提高水中溶解氧浓度，抑制泥水混合液中反硝化反应的进一步发生，使泥水混合液在泥水分离区内不再继续反应生成氮气，减少对泥水分离效果的影响。

曝气管中输入的气体成分可以是空气、或氮气、或二氧化碳气体；从经济性与实际可操作性角度，优选为空气。

与现有工艺技术相比，本发明具有以下优点：

（1）本发明在升流式生物反硝化反应器的上部设置本发明泥水分离装置，组合为一种新型生物反硝化反应器，由于泥水分离装置的高效分离效果，使得生物反硝化反应器可以在较高的处理负荷下运行，本发明生物反硝化反应器的脱氮处理容积负荷可达0.8-2.5 kgNO₃-N/m³·d。而常见的生物反硝化反应器脱氮处理容积负荷为0.2-0.4 kgNO₃-N/m³·d。

（2）本发明生物反硝化反应器通过改进分离器内部流道、以及增设沼气回流搅动等措施，可以解决因细小气泡附着导致污泥絮体或污泥颗粒与水分离效果不佳、出水跑泥的问题。

（2）本发明在生物反硝化反应器内设置的泥水分离装置，其进水区上部设置了曝气管，对泥水混合液进行搅动，驱赶去除混合液中存在的细小气泡，从而得到更好的泥水沉淀分离效果，解决了厌氧反应器出水跑泥的问题。泥水分离区设置沉淀模块，使生物反硝化反应器的处理负荷比同类型技术产品提高50%以上，即本发明生物反硝化反应器的处理水量比同类型技术产品提高50%以上。此外，由于解决了厌氧反应器出水跑泥的问题，反应器内可以保持更高的污泥浓度，实现更高的污染物降解能力。另外，由于反应器出水悬浮物浓度降低（出水悬浮物可低于50mg/L），可以大幅降低出水悬浮物对后段处理工艺的影响。

（3）本发明曝气管采用穿孔曝气形式，穿孔管开孔直径为5-10mm，气泡尺寸较大，曝气主要起搅动和驱赶细小气泡的作用;曝气管设置于进水区内的上部，其安装位置距离反应器液面的高度为0.5-0.8m，距离内部隔板底部的距离为1.2-1.5m。即进水区内的曝气可认为是表层曝气，对进水区下部的导流区不造成扰动影响，曝气气源采用空气，而反硝化细菌属于兼氧型细菌，即空气曝气不会影响反硝化污泥的活性。外部输入的气体不会造成混合液中气体浓度的升高，不会对污泥絮体与水的分离造成影响，不会影响生物处理反应器中活性污泥的活性，不会对生物处理反应器对废水中污染物的去除造成影响。

（4）在三相分离器进水区设置浅层曝气，曝气采用空气，虽然其主要目的是为了驱赶附着在污泥表层或污泥内部的微小氮气气泡；但同时还具有以下功能：

1）对泥水混合液进行曝气充氧，提高了水中溶解氧浓度，从而可以抑制反硝化污泥在三相分离器内继续进行反硝化反应，即不会在分离过程中继续产生氮气气泡，这样可以保障出水悬浮物浓度在较低水平内。

2）在反硝化反应器内营造了一个小的好氧反应区，还可以通过好氧生化反应去除反硝化反应未利用（或残留）的有机物，降低出水COD浓度。

附图说明

图1为本发明生物反硝化反应器结构示意图；

图2为泥水分离装置在反应器内的状态图；

图3为泥水分离装置平面示意图；

图4为图3的A-A剖面图；

图5为图3的B-B剖面图；

图6为生物反硝化反应器立体结构示意图；

图7为生物反硝化反应器透视图；

图8为本发明设置了曝气功能的泥水分离器应用状态图；

图9为未设置曝气功能的泥水分离器应用状态图；

图中：1-反应器、2-进水布水器、3-回流布水器、4-循环泵、5-泥水分离装置；

a-进水口、b-回流出口、c-进气口、d-出水口、e-排泥口、f-出气口；

51-外部隔板，52-内部隔板，53-斜板沉淀模块，54-出水槽，55-泥斗，56-污泥回流隔挡，57-曝气管。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例

如图1所示，一种生物反硝化反应器，该反应器1为升流式生物反硝化反应器，在反应器1底部设有进水布水器2，中部设有回流布水器3，上部设有泥水分离装置5，所述的进水布水器2与中部设有回流布水器3之间设有回流管，并在回流管上设有循环泵4，所述的泥水分离装置5上部进水区内设置有曝气管57。

其中，反应器1为圆柱状或长方体形式，侧壁底部设有进水口a和排泥口e，侧壁中部设有回流出口b，侧壁上部设有进气口c和出水口d，顶部设有出气口f。

进水布水器2安装在反应器1底部，将反应器处理进水和循环泵4输送的回流液均匀分布至反应器底部；进水布水器2为穿孔母支管形式。

在反应器中上部、泥水分离装置5的下部安装回流布水器3，回流布水器3为穿孔母支管形式。回流布水器3收集反应器内混合液，并经循环泵4回流至反应器底部，形成内回流不断循环；为反硝化污泥和废水营造良好的升流式流态环境，使其充分接触反应，减少反应区死角，提高反应器处理负荷。

泥水分离装置5安装在反应器1上部，对混合液进行泥水分离，如图2所示。进气口c与泥水分离装置的曝气管相连，在进气口c通入空气，能有效驱赶混合液中夹杂的细小气泡（反应过程生成的氮气），促进泥水分离效果。出水口d与泥水分离装置的出水槽相连，泥水分离装置分离出水经出水口d流出，分离的污泥从泥斗内回流至反应器。所述反应器1顶部为气体收集区，顶部出气口f与大气联通。生物反硝化过程产生的氮气逸出至反应器顶部的气体收集区，经出气口f排出。

其中，泥水分离装置5为左右对称结构，分为进水区（气液分离区）、泥水分离区、出水区、污泥回流区。如图3-7所示：

泥水分离装置5具体包括：两块外部隔板51、两块内部隔板52、倾斜沉淀模块53、出水槽54、泥斗55、污泥回流隔挡56、曝气管57；

其中，两块内部隔板52置于两块外部隔板51之间，外部隔板51与内部隔板52之间为进水区，内部隔板52顶部高出外部隔板51顶部0.3-0.5m，在本实施例中为0.4m。在左右两侧进水区内的上部均安装有曝气管57，曝气管57为穿孔管形式，开孔间距可以为50-100mm，开孔直径为5-10mm，在本实施例中开孔间距为80mm，开孔直径为8mm，开孔方向为斜向下45°，两侧均布，曝气管57端部设有接口，与外部进气管相连接。曝气管57的安装高度为：距离外部隔板51（即反应器液面）顶端的高度为0.5-0.8m(在本实施例中为0.6m)，距离内部隔板52底端的距离为1.2-1.5m(在本实施例中为1.4m)。进水区曝气管曝气强度：单位进水区表面积的曝气强度为3-5 m³/m²·h(在本实施例中为4 m³/m²·h)。

两块内部隔板52之间为泥水分离区，泥水分离区内安装倾斜沉淀模块53，所述倾斜沉淀模块53包括多块平行排列的倾斜板（如图5所示），倾斜板长度为1-1.2m，水平间距为50-120mm，在本实施例中倾斜板长度为1.1mm，水平间距为100mm，水平倾斜角度为60°。分离区倾斜沉淀模块53的处理负荷为2-4 m³/m²·h。曝气方式为间歇曝气，即每30min进行5min曝气，而无需连续曝气，可以在节省曝气能耗的情况下达到同样的效果。

泥水分离区上方为出水区，出水区安装出水槽54，出水槽54两侧设置水平三角堰，槽端部设有接口，与外部出水管相连接。

泥水分离区下方设置泥斗55，泥斗55与两块外部隔板51连接构成壳体，泥斗55的水平倾斜角度为50-60°(在本实施例中为55°)。泥斗55底部的出泥口安装污泥回流隔挡56。所述污泥回流隔挡56与泥斗55之间留有缝隙，缝隙宽度为150-250mm(在本实施例中为200mm)。沉淀的污泥从污泥回流隔挡与泥斗的缝隙中回流至反应器内；同时，污泥回流隔挡也阻挡混合液从泥斗底部直接进入生物反硝化反应器内。

使用时，泥水分离装置安装于生物反硝化反应器的上部，见图6，泥水分离装置的上部为气体收集区（如图2所示）。

在进入反应器处理前，需将废水pH值调节至6~9范围内，并在废水中投加有机物碳源（葡萄糖、甲醇、乙酸钠或其它易降解有机物），使废水中COD：TN=3.5-4：1(在本实施例中为3.8:1)。（TN指总氮）

首先，废水、污泥和细小气泡组成的混合液从反应器1底部进水口a进入进水布水器2，通过进水布水器2，将反应器处理进水和循环泵4输送的回流液均匀分布至反应器底部，然后向上流动；

在反应区反硝化菌的作用下，废水中的硝酸盐与有机物碳源反应，生成氮气和二氧化碳，实现废水中总氮的去除；

反硝化反应生成的氮气，大部分主动从水相中逸出，直接进入反应器顶部的气体收集区，液相由回流布水器3收集后经循环泵4回流至反应器1底部进水口a，形成内回流不断循环，小部分细小气泡随泥水混合液一起进入泥水分离装置5，并从外部隔板51的上部流入进水区。进水区的曝气管57内通入气体，其作用是对进水区的混合液进行曝气搅动，使附着在污泥周围、或污泥絮体内部的细小气泡分离开来，将细小气泡驱赶至气体收集区；

泥水混合液经曝气搅动去除细小气泡后，向下通过进水区下部的导流区，然后从内部隔板52的下部向上流入泥水分离区。在泥水分离区内，通过倾斜沉淀模块53沉淀，污泥与水分离。分离后的水继续向上流入出水区，经水平三角堰流入出水槽54收集，然后流出厌氧反应器。分离后的污泥向下进入泥斗55，并从污泥回流隔挡56与泥斗55的缝隙中回流至反应器内，继续对废水中污染物进行分解。

在外回流沼气的搅动驱赶作用下，污泥中的细小气泡被强制与污泥分离，被大尺寸气泡带入反应器顶部气体收集区。

细小气泡被驱赶分离后，泥水混合液进入斜板分离模块，完成泥水分离。分离出水经出水口d流出反应器，沉降污泥回流至反应器下部。

反硝化菌为兼氧型细菌，在泥水分离装置的进水区内通入空气搅拌，不仅可实现对泥水混合液中夹杂气体的驱赶分离，还能在进水区的局部区域内提高水中溶解氧浓度，抑制泥水混合液中反硝化反应的进一步发生，使泥水混合液在泥水分离区内不再继续反应生成氮气，减少对泥水分离效果的影响。

由于泥水分离装置的高效分离效果，使得生物反硝化反应器可以在较高的处理负荷下运行。本实施例中生物反硝化反应器的脱氮处理容积负荷可达2.5 kgNO₃-N/m³•d。

对比例1

泥水分离区内不安装倾斜沉淀模块53，其余同实施例1。

对比例2

进水区内的上部不安装有曝气管57，其余同实施例1。应用实例1

分别采用实施例1和对比例1、对比例2的三套本发明生物反硝化反应器处理一不锈钢工厂硝酸酸洗废水，进水水量为35m³/h，进水水质：pH=7.3、TN=1250mg/L、COD=4625mg/L。

三套反应器均为长方体形式，钢筋混凝土水池。反应器底部安装进水布水器，中上部安装回流布水器。反应器上部安装一台泥水分离装置，泥水分离装置内溢流槽高度与反应器液面相平。泥水分离装置的分离区内安装斜板沉淀模块，模块外形尺寸为长5m、宽2m、高0.87m。斜板平行排列，斜板长度为1.2m，水平倾斜角度为60°。泥水分离装置的主体材质为玻璃钢。

三套反应器的不同参数如下：

三套反应器的出水水质如下：

可见，实施例1三套反应器在不同的运行负荷下均取得了较好的脱氮效果，总氮去除率达到98.5%~99.2%，反应器出水SS均低于80mg/L。

而在对比例1不安装倾斜沉淀模块的情况下，由于泥水分离装置处理能力降低，反应器只能在较低负荷下运行，其负荷为0.2-0.6 kgNO₃-N/m³·d，而本发明生物反硝化反应器的脱氮处理容积负荷可达0.8-2.5 kgNO₃-N/m³·d。另外，尽管对比例1出水TN浓度与实施例1较为接近，但出水SS浓度明显高于实施例1。

在对比例2不安装有曝气管的情况下，出水SS明显高于实施例1。特别是反应器在高处理负荷下运行时，由于反硝化产气量增大，造成大量污泥上浮，不仅使得出水SS大幅升高，而且降低了反应区污泥浓度，影响反硝化处理效果。

如图8所示，为实施例1设置了曝气功能的泥水分离器，出水SS浓度较低，图9为对比例2未设置曝气功能的泥水分离器，出水区有大量反硝化污泥上浮，出水SS浓度高。

可见，在泥水分离器进水区设置曝气装置，能驱赶附着在反硝化污泥表面及其内部的微小气泡，促进泥水分离器的分离效果，降低出水SS浓度；还能避免出现大量反硝化污泥产气上浮的情况。

应用实例2

分别采用实施例1和对比例1、对比例2的采用三套本发明生物反硝化反应器处理一液晶面板生产厂含硝酸盐废水，进水水量为40m³/h，反硝化反应器进水水质：pH=6.8、TN=685mg/L、COD=2670mg/L。

三套反应器均为圆柱状塔式反应器，反应器壳体材质碳钢防腐。反应器底部安装进水布水器，中上部安装回流布水器。反应器上部安装一台泥水分离装置，泥水分离装置内溢流槽高度与反应器液面相平。泥水分离装置的分离区内安装斜板沉淀模块，模块外形尺寸为长5m、宽2m、高0.87m。斜板平行排列，斜板长度为1.2m，水平倾斜角度为60°。泥水分离装置的主体材质为玻璃钢。

三套反应器的不同参数如下：

三套反应器的出水水质如下：

可见，实施例2三套反应器在不同的运行负荷下均取得了较好的脱氮效果，总氮去除率达到97.8%~98.8%，反应器出水SS均低于90mg/L。

而在对比例1不安装倾斜沉淀模块的情况下，由于泥水分离装置处理能力降低，反应器只能在较低负荷下运行。尽管出水TN浓度与实施例1较为接近，但出水SS浓度明显高于实施例1。

在对比例2不安装有曝气管的情况下，出水SS明显高于实施例1。特别是反应器在高处理负荷下运行时，由于反硝化产气量增大，造成大量污泥上浮，不仅使得出水SS大幅升高，而且降低了反应区污泥浓度，影响反硝化处理效果。

可见，在泥水分离器进水区设置曝气装置，能驱赶附着在反硝化污泥表面及其内部的微小气泡，促进泥水分离器的分离效果，降低出水SS浓度；还能避免出现大量反硝化污泥产气上浮的情况。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种生物反硝化反应器，其特征在于，该反应器（1）为升流式生物反硝化反应器，在反应器（1）底部设有进水布水器（2），中部设有回流布水器（3），上部设有泥水分离装置（5），所述的进水布水器（2）与中部设有回流布水器（3）之间设有回流管，并在回流管上设有循环泵（4），所述的泥水分离装置（5）上部进水区内设置有曝气管（57）；

所述的泥水分离装置（5）还包括外部隔板（51）、内部隔板（52）、倾斜沉淀模块（53）、出水槽（54）、泥斗（55）、污泥回流隔挡（56）；两块内部隔板（52）置于两块外部隔板（51）之间，外部隔板（51）与内部隔板（52）之间为进水区，所述曝气管（57）位于进水区内，两块内部隔板（52）之间为泥水分离区，泥水分离区内安装倾斜沉淀模块（53），泥水分离区上方为出水区，出水区安装出水槽（54），泥水分离区下方设置泥斗（55），泥斗（55）底部的出泥口安装污泥回流隔挡（56）；

所述曝气管（57）为穿孔管形式，开孔间距为50-100mm，开孔直径为5-10mm，开孔方向为斜向下45°，两侧均布；曝气管中输入的气体成分是空气；

所述曝气管（57）的安装高度为：距离外部隔板（51）顶端的高度为0.5-0.8m，距离内部隔板（52）底端的距离为1.2-1.5m。

2.根据权利要求1所述的生物反硝化反应器，其特征在于，所述内部隔板（52）顶部高出外部隔板（51）顶部0.3-0.5m。

3.根据权利要求1所述的生物反硝化反应器，其特征在于，所述倾斜沉淀模块（53）包括多块平行排列的倾斜板，倾斜板长度为1-1.2m，水平间距为50-120mm，水平倾斜角度为60°。

4.根据权利要求1所述的生物反硝化反应器，其特征在于，所述出水槽（54）两侧设置水平三角堰，槽端部设有接口，与外部出水管相连接；

所述的泥斗（55）与两块外部隔板（51）连接构成壳体，泥斗（55）的水平倾斜角度为50-60°；

所述污泥回流隔挡（56）与泥斗（55）之间留有缝隙，缝隙宽度为150-250mm。

5.一种如权利要求1所述的生物反硝化反应器的应用，其特征在于，包括以下步骤：

将待处理废水pH值调节至6~9范围，并在废水中添加有机物碳源，然后进入反应器（1），从进水布水器（2）均匀分布至反应器（1）底部，然后向上流动；

在反应区反硝化菌的作用下，废水中的硝酸盐与有机物碳源反应，生成氮气和二氧化碳，实现废水中总氮的去除；反硝化反应生成的氮气，大部分主动从水相中逸出，直接进入反应器（1）顶部的气体收集区，液相由回流布水器（3）收集后经循环泵（4）回流至反应器底部进水口，形成内回流不断循环，小部分细小气泡随泥水混合液一起进入泥水分离装置（5）；

在曝气管（57）赶作用下，污泥中的细小气泡被强制与污泥分离，被大尺寸气泡带入反应器顶部气体收集区；

细小气泡被驱赶分离后，泥水混合液进入倾斜沉淀模块（53），完成泥水分离，分离出水流出反应器，沉降污泥回流至反应器下部。

6.根据权利要求5所述的生物反硝化反应器的应用，其特征在于，所述反应器（1）内反应区的流体上升流速在2-8m/h范围。

7.根据权利要求5所述的生物反硝化反应器的应用，其特征在于，有机物碳源包括葡萄糖、甲醇、乙酸钠或其它易降解有机物，添加量为使废水中COD：TN=3.5-4:1，其中TN指总氮。