CN115367877B - 一种连续循环流生物脱氮除磷的反应器和方法 - Google Patents

一种连续循环流生物脱氮除磷的反应器和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种连续循环流生物脱氮除磷的反应器和方法，所述反应器包括沿污水流动方向依次连接的厌氧区、缺氧区、空气提推区、好氧区和沉淀区；所述好氧区的出口与厌氧区连接；所述沉淀区的出口与厌氧区连接。所述方法在所述反应器中进行，污水依次经过厌氧区、缺氧区、空气提推区、好氧区和沉淀区，同时进行好氧区的循环液循环以及沉淀区的污泥回流。本发明提供的反应器可以实现反应器内流体的完全混合和局部推流，有效解决进水浓度过高导致的微生物与污水混合不充分以及处理效率低的问题。本发明提供的方法抗冲击负荷能力强，处理效果显著，出水水质稳定，运行能耗低，运行方式灵活并且管理维护便利。

Description

一种连续循环流生物脱氮除磷的反应器和方法
技术领域
本发明涉及污水处理领域，具体涉及一种连续循环流生物脱氮除磷的反应器和方法。
背景技术
城镇化工业化程度的加剧带来严重的环境问题。水污染、水安全、水治理日益成为人们密切关注的重点。传统的污水生化处理技术由于性能不佳、流程冗长、二次污染严重、施工难度高、操作管理繁琐、资源占用多，限制了其延续性与适用性。因此，有必要重视污水生化处理技术的开发，不断提升污水净化的水平。
CN212894107U公开了一种集成式AAO生物池，包括：AAO生物池单元和污泥泵池单元；其中，AAO生物池单元由依次连接的预缺氧区、厌氧区、缺氧区、好氧区和脱气区组成；污泥泵池单元设置在AAO生物池单元内，内嵌设置的脱气区内，处于好氧区的末端出水端；污泥泵池单元与好氧区共壁设置；污泥泵池单元内的污泥泵经池壁上设置的渠道分别与AAO生物池单元的预缺氧区和缺氧区连接。但是该工艺存在污染物去除效率低，能耗高，占地面积大等缺点。
CN201777962U公开了一种用于污水处理的氧化沟系统，包括氧化沟池体，氧化沟池体内设有两面导流墙、两个曝气装置和两个潜水推流器。在氧化沟池体内沿其纵向中心线位置安装有气浮系统，气浮系统设在两个曝气装置之间，氧化沟池体连通有进水管，氧化沟池体与气浮系统之间连通有连接管，气浮系统连通有出水管。该方法能耗较高，并且占地较大。
因此，提供一种低能耗、占地面积小并且污染物去除效率高的处理方法和装置具有重要意义。
发明内容
针对以上问题，本发明的目的在于提供一种连续循环流生物脱氮除磷的反应器和方法，与现有技术相比，本发明提供的反应器反应效果显著，容积利用率高，抗冲击负荷能力强。本发明提供的方法操作简单，运行能耗低，运行方式灵活，并且可以节约投资和占地。
为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种连续循环流生物脱氮除磷的反应器，所述反应器包括沿污水流动方向依次连接的厌氧区、缺氧区、空气提推区、好氧区和沉淀区；所述好氧区的出口与厌氧区连接；所述沉淀区的出口与厌氧区连接。
本发明提供的反应器通过设置厌氧区、缺氧区、空气提推区、好氧区和沉淀区，并将好氧区的出口与厌氧区连接以及将沉淀区的出口与厌氧区连接，可以实现反应器内流体的完全混合和局部推流，有效解决进水浓度过高导致的微生物与污水混合不充分以及处理效率低的问题。该反应器适用于大流量循环工艺，不仅负荷低，抗冲击能力强，而且能耗低，并且节约占地面积。
优选地，所述反应器的形状包括正方体、长方体或圆柱体中的任意一种。
优选地，所述厌氧区的入口设置有进水管。
优选地，所述厌氧区的出口设置有第一过水孔。
优选地，所述厌氧区靠近进水管的一侧设置为第一进水区。
优选地，所述厌氧区靠近第一过水孔的一侧设置为第一出水区。
优选地，所述第一进水区和第一出水区之间设置有第一导流隔墙。
优选地，所述第一进水区的内部设置有第一搅拌装置。
本发明采用“导流隔墙和搅拌装置”结合的模式，进行导流循环的同时进行搅拌，可以有效加快流体的充分混合，解决反应器局部淤积、短流以及死水的问题。
优选地，所述厌氧区经过第一过水孔与缺氧区的入口连接。
优选地，所述缺氧区的内部设置有第二搅拌装置。
优选地，所述缺氧区的出口设置有第二过水孔。
优选地，所述缺氧区经第二过水孔与空气提推区的入口连接。
本发明中，所述缺氧区也可以设置导流隔墙和曝气装置，厌氧区一般预留10-20％的面积，可以布置曝气装置，可以作为好氧区使用。
优选地，所述空气提推区的出口设置有混合液提升器。
优选地，所述空气提推区经混合液提升器与好氧区的入口连接。
本发明中，采用导流隔墙进行导流循环，采用空气提推区进行空气提推，通过“导流循环和空气提推”的组合模式，可以有效解决搅拌、充氧以及循环、回流导致的高能耗，同时设备维护简单。
优选地，所述好氧区经硝化液提升器与缺氧区的入口连接。
本发明中，将好氧区经硝化液提升器与缺氧区的入口连接，可以将好氧区内的硝化液回流至缺氧区，可以加快缺氧区的反硝化脱氮。
优选地，所述好氧区靠近混合液提升器的一侧设置为第二进水区。
优选地，所述好氧区靠近硝化液提升器的一侧设置为第二出水区。
优选地，所述第二进水区与第二出水区之间设置有第二导流隔墙。
优选地，所述第二导流隔墙的两侧设置有曝气装置。
本发明中，所述曝气装置一般采用微孔曝气。
优选地，所述第二进水区的内部设置有第三搅拌装置。
本发明中，采用导流隔墙进行导流循环，采用空气提推区进行空气提推，采用曝气装置进行曝气，因空气提推已经对流体中进行充氧，因此可以有效降低曝气的充氧量，实现低氧曝气，降低反应器的能耗，同时具有良好的处理效果。
优选地，所述第二出水区经第一连通管与沉淀区的入口连接。
优选地，所述第二出水区经第二连通管与厌氧区的入口连接。
本发明中，将第二连通管与厌氧区的入口连接，可以实现好氧区内液体回流至厌氧区，增大反应器内液体的回流，并且降低反应器入口污水的浓度，可以有效处理高浓度污水，并且抗负荷能力强。
优选地，所述沉淀区的中部设置有导流筒。
优选地，所述第一连通管与导流筒的入口连接。
优选地，所述沉淀区的上部设置有出水堰槽。
优选地，所述出水堰槽的出口与出水管连接。
优选地，所述沉淀区的下部呈漏斗状。
优选地，所述漏斗状的底部设置有污泥回流孔。
优选地，所述沉淀区经污泥回流孔与厌氧区的入口连接。
第二方面，本发明提供一种连续循环流生物脱氮除磷的方法，所述方法在本发明第一方面所述的反应器中进行。
本发明提供的方法抗冲击负荷能力强，处理效果显著，出水水质稳定，运行能耗低，运行方式灵活并且管理维护便利。
本发明中，所述厌氧区不充氧，厌氧区的好氧微生物处理压抑状态，以释放出贮存在细菌体内的多聚正磷酸盐，同时释放的能量可供处于压抑状态下生物活动的需要。
本发明中，所述缺氧区不充氧，脱硝菌利用硝酸盐作为电子接受体进行脱硝，从而达到系统的脱氮目的。
本发明中，所述空气提推区利用气体提升并推动流体进入好氧区，促使流体大流量循环流动。
本发明中，所述好氧区进行有机物的降解、有机氮的氨化硝化和磷的吸收。
本发明中，所述沉淀区进行泥水分离，并将污泥排放达到系统除磷的目的。
优选地，所述方法包括以下步骤：
(1)将污水和来自好氧区的循环液在厌氧区混合并进行释磷，得到混合液A；
(2)步骤(1)得到的所述混合液A进入缺氧区进行反硝化脱氮，得到混合液B；
(3)步骤(2)得到的所述混合液B进入空气提推区，然后进入好氧区，进行有机物的降解、有机氮的氨化硝化和磷的吸收，形成混合液C，一部分混合液C进入沉淀区，剩余混合液C记为循环液并进入厌氧区；
(4)进入沉淀区的混合液C进行水泥分离，得到混合液D和污泥，然后分别从反应器排出。
优选地，步骤(1)所述厌氧区的水力停留时间为0.5-1h，例如可以是0.5h、0.6h、0.7h、0.8h、0.9h或1h，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述厌氧区的搅拌强度为4-8W/m3，例如可以是4W/m3、5W/m3、6W/m3、7W/m3或8W/m3，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述混合液A的污泥浓度为5000-8000mg/L，例如可以是5000mg/L、5500mg/L、6000mg/L、6500mg/L、7000mg/L、7500mg/L或8000mg/L，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(1)所述混合液A的污泥负荷为0.05-0.15kgBOD5/(kgMLSS·d)，例如可以是0.05kgBOD5/(kgMLSS·d)、0.06kgBOD5/(kgMLSS·d)、0.07kgBOD5/(kgMLSS·d)、0.08kgBOD5/(kgMLSS·d)、0.09kgBOD5/(kgMLSS·d)、0.10kgBOD5/(kgMLSS·d)、0.11kgBOD5/(kgMLSS·d)、0.12kgBOD5/(kgMLSS·d)、0.13kgBOD5/(kgMLSS·d)、0.14kgBOD5/(kgMLSS·d)或0.15kgBOD5/(kgMLSS·d)，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
本发明中，所述混合液A的污泥浓度和污泥负荷随进水水质和出水水质进行变化。
优选地，步骤(2)所述缺氧区的水力停留时间为0.1-1h，例如可以是0.1h、0.2h、0.3h、0.5h、0.6h、0.7h、0.8h、0.9h或1h，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述缺氧区的反硝化负荷为0.03-0.06kgNO3-N/(kgMLSS·d)，例如可以是0.03kgNO3-N/(kgMLSS·d)、0.04kgNO3-N/(kgMLSS·d)、0.05kgNO3-N/(kgMLSS·d)或0.06kgNO3-N/(kgMLSS·d)，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(2)所述缺氧区的搅拌强度为4-8W/m3，例如可以是4W/m3、5W/m3、6W/m3、7W/m3或8W/m3，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述好氧区的水力停留时间为2.5-4h，例如可以是2.5h、2.6h、2.8h、3h、3.2h、3.4h、3.6h、3.8h或4h，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述好氧区的混合液C还进入缺氧区进行回流，记为硝化回流液。
优选地，步骤(3)所述硝化回流液的回流比为10-400％，例如可以是10％、50％、100％、150％、180％、200％、220％、250％、280％、300％、320％、350％、380％或400％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
本发明中，所述硝化回流液的回流比根据进水水质情况和出水水质情况进行选择，一般情况下硝化回流液的回流比为10-50％。
优选地，步骤(3)所述好氧区中循环液的回流比为2-40，例如可以是2、5、10、15、20、25、30、35或40，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
本发明中，所述循环液的回流比根据进水水质情况和出水水质情况进行选择。
优选地，步骤(3)所述好氧区的搅拌强度为1-3W/m3，例如可以是1W/m3、1.5W/m3、2W/m3、2.5W/m3或3W/m3，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(3)所述好氧区的曝气强度为4-8m3/m2·h，例如可以是4m3/m2·h、5m3/m2·h、6m3/m2·h、7m3/m2·h或8m3/m2·h，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(4)所述沉淀区的表面负荷为0.5-0.9m3/m2·h，例如可以是0.5m3/m2·h、0.6m3/m2·h、0.7m3/m2·h、0.8m3/m2·h或0.9m3/m2·h，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
优选地，步骤(4)所述污泥一部分回流至厌氧区，剩余污泥从反应器排出。
优选地，步骤(4)所述沉淀区中污泥的回流比为1-100％，例如可以是1％、10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％或100％，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
本发明中，污泥的回流比根据进水水质情况和出水水质情况进行选择，一般情况下为10-40％。
本发明中，当没有污泥回流，全部污泥从反应器排出时，污泥的回流比为0％。
作为本发明第二方面的优选技术方案，所述方法包括以下步骤：
(1)污水经进水管进入厌氧区的第一进水区，所述污水和来自好氧区的循环液混合并进行释磷，得到混合液A；
(2)步骤(1)得到的所述混合液A沿第一导流隔墙流动至第一出水区，经第一过水孔进入缺氧区，进入缺氧区后的所述混合液A与来自好氧区的硝化回流液混合并进行反硝化脱氮，得到混合液B；
(3)步骤(2)得到的所述混合液B经第二过水孔进入空气提推区，然后经混合液提升器进入好氧区的第一进水区，进行有机物的降解、有机氮的氨化硝化和磷的吸收，形成混合液C；
所述混合液C沿第二导流隔墙进入第二出水区，一部分混合液C经第一连通管进入沉淀区的导流筒，一部分混合液C记为硝化回流液并经硝化液提升器进入缺氧区，剩余混合液C记为循环液并经第二连通管进入厌氧区；
(4)进入沉淀区的混合液C进行泥水分离，得到混合液D和污泥，混合液D经出水堰槽和出水管排出反应器，一部分污泥经污泥回流孔回流至厌氧区，剩余污泥从反应器排出。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明提供的反应器通过将好氧区和厌氧区连接进行循环，采用导流隔墙引流，以及采用空气提推，可以使水力流呈现总体完全循环混合以及局部推流的模式，进水水流分布均匀，在反应器内不易形成急流、涡流、短流、死水及积泥现象，水头损失较小，宏观混合的调匀度高，混合反应效果理想。
(2)本发明提供的反应器采用空气提推和曝气装置曝气相结合，可以大大降低动力能耗，有利于对反应池末端溶解氧加以回收利用，能量利用率高，反应器中的生物絮凝采用较低的推动力，可节约能耗，并结合循环流水力形式，可解决充氧与搅拌之间的矛盾。
(3)本发明提供的反应器通过将生化和沉淀集于一体，可以降低常规冗长处理流程带来的操作管理复杂性，结合循环回流、空气提推以及导流隔墙设计，省去了提升设备、单元连接以及回流污泥管道系统，动力设备和管路系统少，维护检修量小。
(4)本发明提供的反应器采用池体布置，集厌氧、缺氧、空气提推、好氧以及沉淀于一体，提高池体容积利用率，可有效节约工程投资，减少占地面积。
(5)本发明提供的方法通过将好氧区循环液回流至厌氧区，可以实现大流量循环工艺，利用循环系统快速稀释原水污染物浓度，降低污染物负荷，提高抗冲击能力，同时强化了工艺的处理效果，出水水质安全有保障。
附图说明
图1是本发明实施例1中所述反应器的俯视图；
图2是沿图1中A-A的剖视图；
图1和图2中：1-反应器；2-厌氧区；21-进水管；22-第一过水孔；23-第一导流隔墙；24-第一搅拌装置；3-缺氧区；31-第二搅拌装置；32-第二过水孔；4-空气提推区；41-混合液提升器；5-好氧区；51-硝化液提升器；52-第二导流隔墙；53-第三搅拌装置；6-沉淀区；61-第一连通管；62-第二连通管；63-导流筒；64-出水管；65-剩余污泥排放管；66-出水堰槽；67-污泥回流孔。
图3是本发明实施例2所述反应器的俯视图；
图4是沿图3中B-B的剖视图；
图3和图4中：1-反应器；2-厌氧区；21-进水管；22-第一过水孔；23-第一导流隔墙；24-第一搅拌装置；3-缺氧区；31-第二搅拌装置；32-第二过水孔；4-空气提推区；41-混合液提升器；5-好氧区；51-硝化液提升器；52-第二导流隔墙；53-第三搅拌装置；6-沉淀区；61-第一连通管；62-第二连通管；63-导流筒；64-剩余污泥排放管；65-出水堰槽；66-污泥回流孔。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
实施例1
本实施例提供一种连续循环流生物脱氮除磷的反应器，所述反应器1的俯视图如图1所示，沿图1中A-A的剖视图如图2所示，所述反应器1包括沿污水流动方向依次连接的厌氧区2、缺氧区3、空气提推区4、好氧区5和沉淀区6；所述反应器1的形状为长方体(长为9.7m，宽为5.5m，高为4m)；
所述厌氧区2的入口设置有进水管21；所述厌氧区2的出口设置有第一过水孔22；所述厌氧区2靠近进水管21的一侧设置为第一进水区；所述厌氧区2靠近第一过水孔22的一侧设置为第一出水区；所述第一进水区和第一出水区之间设置有第一导流隔墙23；所述第一进水区的内部设置有第一搅拌装置24；所述厌氧区2经过第一过水孔22与缺氧区3的入口连接；
所述缺氧区3的内部设置有第二搅拌装置31；所述缺氧区3的出口设置有第二过水孔32；所述缺氧区3经第二过水孔32与空气提推区4的入口连接；
所述空气提推区4的出口设置有混合液提升器41；所述空气提推区4经混合液提升器41与好氧区5的入口连接；
所述好氧区5经硝化液提升器51与缺氧区3的入口连接；所述好氧区5靠近混合液提升器41的一侧设置为第二进水区；所述好氧区5靠近硝化液提升器51的一侧设置为第二出水区；所述第二进水区与第二出水区之间设置有第二导流隔墙52；所述第二导流隔墙52的两侧设置有曝气装置；所述第二进水区的内部设置有第三搅拌装置53；所述第二出水区经第一连通管61与沉淀区6的入口连接；所述第二出水区经第二连通管62与厌氧区2的入口连接；
所述沉淀区6的中部设置有导流筒63；所述第一连通管61与导流筒63的入口连接；所述沉淀区6的上部设置有出水堰槽66；所述出水堰槽66的出口与出水管64连接；所述沉淀区6的下部呈漏斗状；所述漏斗状的底部设置有污泥回流孔67；所述沉淀区6经污泥回流孔67与厌氧区2的入口连接。
本实施例还提供一种连续循环流生物脱氮除磷的方法，所述方法在上述反应器1中进行，用于处理200m3/d的工业污水；
(1)污水经进水管21进入厌氧区2的第一进水区，所述污水和来自好氧区5的循环液混合并进行释磷，得到混合液A；
(2)步骤(1)得到的所述混合液A沿第一导流隔墙23流动至第一出水区，经第一过水孔22进入缺氧区3，进入缺氧区3后的所述混合液A与来自好氧区5的硝化回流液混合并进行反硝化脱氮，得到混合液B；
(3)步骤(2)得到的所述混合液B经第二过水孔32进入空气提推区4，然后经混合液提升器41进入好氧区5的第一进水区，进行有机物的降解、有机氮的氨化硝化和磷的吸收，形成混合液C；
所述混合液C沿第二导流隔墙52进入第二出水区，一部分混合液C经第一连通管61进入沉淀区6的导流筒63，一部分混合液C记为硝化回流液并经硝化液提升器51进入缺氧区3，剩余混合液C记为循环液并经第二连通管62进入厌氧区2；
(4)进入沉淀区6的混合液C进行泥水分离，得到混合液D和污泥，混合液D经出水堰槽66和出水管64排出反应器1，一部分污泥经污泥回流孔回流至厌氧区2，剩余污泥经剩余污泥排放管65从反应器1排出；
所述厌氧区2的水力停留时间为0.5h，搅拌强度为8W/m3，混合液A的污泥浓度为7000mg/L，污泥负荷为0.05kgBOD5/(kgMLSS·d)；
所述缺氧区3的水力停留时间为0.4h，反硝化负荷为0.03kgNO3-N/(kgMLSS·d)，搅拌强度为8W/m3；
所述好氧区5的水力停留时间为3.2h，好氧区5中硝化回流液的回流比为50％，好氧区5中循环液的回流比为4，搅拌强度为1W/m3，曝气强度为6m3/m2·h；
所述沉淀区6的表面负荷为0.7m3/m2·h，污泥的回流比为10％。
所述厌氧区2配置第一搅拌装置24，所述第一搅拌装置24为1台搅拌机，功率为0.13kW；
所述缺氧区3配置第二搅拌装置31，所述第二搅拌装置31为1台搅拌机，功率为0.11kW；所述缺氧区3预留10％面积设置曝气装置，所述空气提推区4配置混合液提升器41，所述混合液提升器41为2套，流量33m3/h；
所述好氧区5配置第三搅拌装置53，所述第三搅拌装置53为1台搅拌机，功率为0.11kW；所述好氧区5配置硝化液提升器51，所述硝化液提升器51为1套，流量为16m3/h；所述好氧区5配置曝气装置，所述曝气装置的氧转移效率为12％，曝气量3m3/m·h，70m；
所述沉淀区6配置导流筒63，流量9.2m3/h，配置出水堰槽66，1套，流量9.2m3/h；
还配置在线DO仪3套，量程0-10mg/L；配置2台供气风机，风量4.4m3/min，风压4m，功率5.5kW；过滤装置1台，处理量200m3/d。
上述反应器及方法用于处理污水，所述污水的进水水质和出水水质如表1所示。CODCr代表化学需氧量，BOD5代表生化需氧量，TN代表总氮，NH3-N代表氨氮，TP代表总磷，SS代表固体悬浮物浓度。
表1
Figure BDA0003812813390000131
以上出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准以下。
实施例2
本实施例提供一种连续循环流生物脱氮除磷的反应器，所述反应器1的俯视图如图3所示，沿图3中B-B的剖视图如图4所示，所述反应器1包括沿污水流动方向依次连接的厌氧区2、缺氧区3、空气提推区4、好氧区5和沉淀区6；所述反应器1的形状为圆柱体(直径为9.33m，高为4.5m)；
所述厌氧区2的入口设置有进水管21；所述厌氧区2的出口设置有第一过水孔22；所述厌氧区2靠近进水管21的一侧设置为第一进水区；所述厌氧区2靠近第一过水孔22的一侧设置为第一出水区；所述第一进水区和第一出水区之间设置有第一导流隔墙23；所述第一进水区的内部设置有第一搅拌装置24；所述厌氧区2经过第一过水孔22与缺氧区3的入口连接；
所述缺氧区3的内部设置有第二搅拌装置31；所述缺氧区3的出口设置有第二过水孔32；所述缺氧区3经第二过水孔32与空气提推区4的入口连接；
所述空气提推区4的出口设置有混合液提升器41；所述空气提推区4经混合液提升器41与好氧区5的入口连接；
所述好氧区5经硝化液提升器51与缺氧区3的入口连接；所述好氧区5靠近混合液提升器41的一侧设置为第二进水区；所述好氧区5靠近硝化液提升器51的一侧设置为第二出水区；所述第二进水区与第二出水区之间设置有第二导流隔墙52；所述第二导流隔墙52的两侧设置有曝气装置；所述第二进水区的内部设置有第三搅拌装置53；所述第二出水区经第一连通管61与沉淀区6的入口连接；所述第二出水区经第二连通管62与厌氧区2的入口连接。
所述沉淀区6的中部设置有导流筒63；所述第一连通管61与导流筒63的入口连接；所述沉淀区6的上部设置有出水堰槽65；所述出水堰槽65的出口与出水管连接；所述沉淀区6的下部呈漏斗状；所述漏斗状的底部设置有污泥回流孔66；所述沉淀区6经污泥回流孔66与厌氧区2的入口连接。
本实施例还提供一种连续循环流生物脱氮除磷的方法，所述方法在上述反应器中进行，用于处理300m3/d的城镇污水；
(1)污水经进水管21进入厌氧区2的第一进水区，所述污水和来自好氧区5的循环液混合并进行释磷，得到混合液A；
(2)步骤(1)得到的所述混合液A沿第一导流隔墙23流动至第一出水区，经第一过水孔22进入缺氧区2，进入缺氧区2后的所述混合液A与来自好氧区5的硝化回流液混合并进行反硝化脱氮，得到混合液B；
(3)步骤(2)得到的所述混合液B经第二过水孔32进入空气提推区4，然后经混合液提升器41进入好氧区5的第一进水区，进行有机物的降解、有机氮的氨化硝化和磷的吸收，形成混合液C；
所述混合液C沿第二导流隔墙52进入第二出水区，一部分混合液C经第一连通管61进入沉淀区6的导流筒63，一部分混合液C记为硝化回流液并经硝化液提升器51进入缺氧区3，剩余混合液C记为循环液并经第二连通管62进入厌氧区2；
(4)进入沉淀区6的混合液C进行泥水分离，得到混合液D和污泥，混合液D经出水堰槽65和出水管排出反应器，一部分污泥经污泥回流孔66回流至厌氧区2，剩余污泥经剩余污泥排放管64从反应器排出；
所述厌氧区2的水力停留时间为0.5h，搅拌强度为8W/m3，混合液A的污泥浓度为7000mg/L，污泥负荷为0.053kgBOD5/(kgMLSS·d)；
所述缺氧区3的水力停留时间为0.4h，反硝化负荷为0.03kgNO3-N/(kgMLSS·d)，搅拌强度为8W/m3；
所述好氧区5的水力停留时间为3.4h，好氧区5中硝化回流液的回流比为50％，好氧区5中循环液的回流比为3.5，搅拌强度为1W/m3，曝气强度为6m3/m2·h；
所述沉淀区6的表面负荷为0.7m3/m2·h，污泥的回流比为10％。
所述厌氧区2配置第一搅拌装置24，所述第一搅拌装置24为1台搅拌机，功率为0.18kW；
所述缺氧区3配置第二搅拌装置31，所述第二搅拌装置31为1台搅拌机，功率为0.13kW；所述缺氧区3预留10％面积设置曝气装置，所述空气提推区4配置混合液提升器41，所述混合液提升器41为2套，流量22m3/h；
所述好氧区5配置第三搅拌装置53，所述第三搅拌装置53为1台搅拌机，功率为0.15kW；所述好氧区5配置硝化液提升器51，所述硝化液提升器51为1套，流量为7m3/h；所述好氧区5配置曝气装置，所述曝气装置的氧转移效率为12％，曝气量3m3/m·h，100m；
所述沉淀区6配置导流筒，流量12.5m3/h，配置出水堰槽，1套，流量12.5m3/h；
还配置在线DO仪3套，量程0-10mg/L；配置2台供气风机，风量5.5m3/min，风压5m，功率11kW；过滤装置1台，处理量300m3/d。
上述反应器及方法用于处理污水，所述污水的进水水质和出水水质如表2所示。
表2
CODCr/(mg/L) BOD5/(mg/L) TN/(mg/L) NH3-N/(mg/L) TP/(mg/L) SS/(mg/L)
进水水质 360 240 45 35 3.6 200
出水水质 50 9 15 4.5 0.45 10
以上出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准以下。
实施例3
本实施例提供一种连续循环流生物脱氮除磷的反应器，所述反应器与实施例1相同。
本实施例还提供一种连续循环流生物脱氮除磷的方法，所述方法在上述反应器中进行，用于处理200m3/d的工业污水。
所述方法与实施例1相比的区别仅在于所述厌氧区的水力停留时间为1h，搅拌强度为4W/m3，混合液A的污泥浓度为8000mg/L，污泥负荷为0.06kgBOD5/(kgMLSS·d)；
所述缺氧区的水力停留时间为0.1h，反硝化负荷为0.06kgNO3-N/(kgMLSS·d)，搅拌强度为4W/m3；
所述好氧区的水力停留时间为2.5h，好氧区中硝化回流液的回流比为10％，好氧区中循环液的回流比为5，搅拌强度为3W/m3，曝气强度为8m3/m2·h；
所述沉淀区的表面负荷为0.5m3/m2·h，污泥的回流比为40％。
所述厌氧区配置第一搅拌装置，所述第一搅拌装置为1台搅拌机，功率为0.17kW；
所述缺氧区配置第二搅拌装置，所述第二搅拌装置为1台搅拌机，功率为0.1kW；所述缺氧区预留10％面积设置曝气装置，所述空气提推区配置混合液提升器，所述混合液提升器为2套，流量21m3/h；
所述好氧区配置第三搅拌装置，所述第三搅拌装置为1台搅拌机，功率为0.31kW；所述好氧区配置硝化液提升器，所述硝化液提升器为1套，流量为16m3/h；所述好氧区配置曝气装置，所述曝气装置的氧转移效率为12％，曝气量3m3/m·h，70m；
所述沉淀区配置导流筒，流量9.2m3/h，配置出水堰槽，1套，流量9.2m3/h；
还配置在线DO仪3套，量程0-10mg/L；配置2台供气风机，风量4.4m3/min，风压4m，功率7.5kW；过滤装置1台，处理量200m3/d。
上述反应器及方法用于处理污水，所述污水的进水水质和出水水质如表3所示。
表3
CODCr/(mg/L) BOD5/(mg/L) TN/(mg/L) NH3-N/(mg/L) TP/(mg/L) SS/(mg/L)
进水水质 400 260 50 35 4.5 220
出水水质 48 9 15 5 0.48 10
以上出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准以下。
实施例4
本实施例提供一种连续循环流生物脱氮除磷的反应器，所述反应器与实施例2相同。
本实施例还提供一种连续循环流生物脱氮除磷的方法，所述方法在上述反应器中进行，用于处理300m3/d的城镇污水。
所述方法与实施例2相比的区别仅在于所述厌氧区的水力停留时间为0.7h，搅拌强度为5W/m3，混合液A的污泥浓度为5000mg/L，污泥负荷为0.07kgBOD5/(kgMLSS·d)；
所述缺氧区的水力停留时间为0.3h，反硝化负荷为0.04kgNO3-N/(kgMLSS·d)，搅拌强度为5W/m3；
所述好氧区的水力停留时间为4h，好氧区中硝化回流液的回流比为20％，好氧区中循环液的回流比为4，搅拌强度为2W/m3，曝气强度为4m3/m2·h；
所述沉淀区的表面负荷为0.9m3/m2·h，污泥的回流比为30％。
所述厌氧区配置第一搅拌装置，所述第一搅拌装置为1台搅拌机，功率为0.18kW；
所述缺氧区配置第二搅拌装置，所述第二搅拌装置为1台搅拌机，功率为0.08kW；所述缺氧区预留10％面积设置曝气装置，所述空气提推区配置混合液提升器，所述混合液提升器为2套，流量25m3/h；
所述好氧区配置第三搅拌装置，所述第三搅拌装置为1台搅拌机，功率为0.4kW；所述好氧区配置硝化液提升器，所述硝化液提升器为1套，流量为10m3/h；所述好氧区配置曝气装置，所述曝气装置的氧转移效率为12％，曝气量3m3/m·h，100m；
所述沉淀区配置导流筒，流量12.5m3/h，配置出水堰槽，1套，流量12.5m3/h；
还配置在线DO仪3套，量程0-10mg/L；配置2台供气风机，风量5.5m3/min，风压5m，功率11kW；过滤装置1台，处理量300m3/d。
上述反应器及方法用于处理污水，所述污水的进水水质和出水水质如表4所示。
表4
CODCr/(mg/L) BOD5/(mg/L) TN/(mg/L) NH3-N/(mg/L) TP/(mg/L) SS/(mg/L)
进水水质 400 260 50 35 4.5 220
出水水质 49.5 9.5 15 4.5 0.48 10
以上出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准以下。
实施例5
本实施例提供一种连续循环流生物脱氮除磷的反应器，所述反应器与实施例2相同。
本实施例还提供一种连续循环流生物脱氮除磷的方法，所述方法在上述反应器中进行，用于处理200m3/d的工业污水。
所述方法与实施例1相比的区别仅在于所述厌氧区的水力停留时间为0.7h，搅拌强度为6W/m3，混合液A的污泥浓度为8000mg/L，污泥负荷为0.06kgBOD5/(kgMLSS·d)；
所述缺氧区的水力停留时间为0.2h，反硝化负荷为0.06kgNO3-N/(kgMLSS·d)，搅拌强度为6W/m3；
所述好氧区的水力停留时间为3h，好氧区中硝化回流液的回流比为50％，好氧区中循环液的回流比为30，搅拌强度为2W/m3，曝气强度为4m3/m2·h；
所述沉淀区的表面负荷为0.7m3/m2·h，污泥的回流比为20％。
所述厌氧区配置第一搅拌装置，所述第一搅拌装置为2台搅拌机，功率为0.37kW；
所述缺氧区配置第二搅拌装置，所述第二搅拌装置为1台搅拌机，功率为0.24kW；所述缺氧区预留10％面积设置曝气装置，所述空气提推区配置混合液提升器，所述混合液提升器为4套，流量63m3/h；
所述好氧区配置第三搅拌装置，所述第三搅拌装置为4台搅拌机，功率为0.37kW；所述好氧区配置硝化液提升器，所述硝化液提升器为2套，流量为54m3/h；所述好氧区配置曝气装置，所述曝气装置的氧转移效率为12％，曝气量3m3/m·h，535m；
所述沉淀区配置导流筒，流量9.2m3/h，配置出水堰槽，1套，流量9.2m3/h；
还配置在线DO仪3套，量程0-10mg/L；配置2台供气风机，风量30m3/min，风压4m，功率30kW，过滤装置1台，处理量200m3/d。
上述反应器及方法用于处理污水，所述污水的进水水质和出水水质如表5所示。
表5
CODCr/(mg/L) BOD5/(mg/L) TN/(mg/L) NH3-N/(mg/L) TP/(mg/L) SS/(mg/L)
进水水质 5000 1800 300 220 18 300
出水水质 50 9 15 4.9 0.5 10
以上出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准以下。
实施例6
本实施例提供一种连续循环流生物脱氮除磷的反应器，所述反应器与实施例1相比的区别仅在于所述厌氧区不设置第一进水区、第一出水区以及第一导流隔墙，即所述厌氧区的入口设置有进水管，所述厌氧区的出口设置有第一过水孔，所述厌氧区经过第一过水孔与缺氧区的入口连接，所述厌氧区的内部设置第一搅拌装置。
实施例7
本实施例提供一种连续循环流生物脱氮除磷的反应器，所述反应器与实施例1相比的区别仅在于好氧区不设置曝气装置。
对比例1
本对比例提供一种连续循环流生物脱氮除磷的反应器，所述反应器与实施例1相比的区别仅在于不设置空气提推区，即所述反应器包括沿污水流动方向依次连接的厌氧区、缺氧区、好氧区和沉淀区，所述缺氧区经第二过水孔与好氧区的入口连接。
对比例2
本对比例提供一种连续循环流生物脱氮除磷的反应器，所述反应器与实施例1相比的区别仅在于好氧区不与厌氧区连接。
本对比例提供一种连续循环流生物脱氮除磷的方法，所述方法与实施例1相比的区别仅在于步骤(3)中一部分混合液C经第一连通管进入沉淀区的导流筒，剩余全部混合液C记为硝化回流液并经硝化液提升器进入缺氧区。
实施例6-7以及对比例1-2中的反应器用于处理200m3/d的工业污水(与实施例1完全相同)，所述污水的进水水质和出水水质如表6所示。
表6
Figure BDA0003812813390000221
从表1-6可以看出以下几点：
(1)从实施例1-5的数据可以看出，采用本发明提供的反应器及方法可以使出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准以下。
(2)综合比较实施例1和实施例6-7的数据可以看出，实施例6与实施例1相比的区别仅在于所述厌氧区不设置第一进水区、第一出水区以及第一导流隔墙，实施例7与实施例1相比的区别仅在于好氧区不设置曝气装置，从表6可以看出，实施例6-7的出水水质均相比于实施例1变差，由此可见，本发明优选设置进水区、出水区以及导流隔墙，以及优选设置曝气装置，可以进一步提升处理效果。
(3)综合比较实施例1和对比例1-2的数据可以看出，对比例1与实施例1相比的区别仅在于不设置空气提推区，对比例2与实施例1相比的区别仅在于好氧区不与厌氧区连接，从表6可以看出，对比例1-2的出水水质均相比于实施例1变差，由此可见，本发明提供的反应器及方法具有优异的处理效果。
综上所述，本发明提供的反应器及方法抗冲击负荷能力强，处理效果显著，出水水质稳定，运行能耗低，运行方式灵活并且管理维护便利。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (28)

1.一种连续循环流生物脱氮除磷的反应器，其特征在于，所述反应器包括沿污水流动方向依次连接的厌氧区、缺氧区、空气提推区、好氧区和沉淀区；
所述好氧区的出口与厌氧区连接；
所述沉淀区的出口与厌氧区连接；
所述厌氧区的入口设置有进水管；
所述厌氧区的出口设置有第一过水孔；
所述厌氧区靠近进水管的一侧设置为第一进水区；
所述厌氧区靠近第一过水孔的一侧设置为第一出水区；
所述第一进水区和第一出水区之间设置有第一导流隔墙；
所述第一进水区的内部设置有第一搅拌装置；
所述空气提推区经混合液提升器与好氧区的入口连接；
所述好氧区经硝化液提升器与缺氧区的入口连接；
所述好氧区靠近混合液提升器的一侧设置为第二进水区；
所述好氧区靠近硝化液提升器的一侧设置为第二出水区；
所述第二进水区与第二出水区之间设置有第二导流隔墙；
所述第二导流隔墙的两侧设置有曝气装置；
所述第二进水区的内部设置有第三搅拌装置；
所述厌氧区经过第一过水孔与缺氧区的入口连接；
所述缺氧区的内部设置有第二搅拌装置；
所述缺氧区的出口设置有第二过水孔；
所述缺氧区经第二过水孔与空气提推区的入口连接；
所述第二出水区经第一连通管与沉淀区的入口连接；
所述第二出水区经第二连通管与厌氧区的入口连接。
2.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述反应器的形状包括正方体、长方体或圆柱体中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述沉淀区的中部设置有导流筒。
4.根据权利要求3所述的反应器，其特征在于，所述第一连通管与导流筒的入口连接。
5.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述沉淀区的上部设置有出水堰槽。
6.根据权利要求5所述的反应器，其特征在于，所述出水堰槽的出口与出水管连接。
7.根据权利要求1所述的反应器，其特征在于，所述沉淀区的下部呈漏斗状。
8.根据权利要求7所述的反应器，其特征在于，所述漏斗状的底部设置有污泥回流孔。
9.根据权利要求8所述的反应器，其特征在于，所述沉淀区经污泥回流孔与厌氧区的入口连接。
10.一种连续循环流生物脱氮除磷的方法，其特征在于，所述方法在如权利要求1-9任一项所述的反应器中进行。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）将污水和来自好氧区的循环液在厌氧区混合并进行释磷，得到混合液A；
（2）步骤（1）得到的所述混合液A进入缺氧区进行反硝化脱氮，得到混合液B；
（3）步骤（2）得到的所述混合液B进入空气提推区，然后进入好氧区，进行有机物的降解、有机氮的氨化硝化和磷的吸收，形成混合液C，一部分混合液C进入沉淀区，剩余混合液C记为循环液并进入厌氧区；
（4）进入沉淀区的混合液C进行水泥分离，得到混合液D和污泥，然后分别从反应器排出。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述厌氧区的水力停留时间为0.5-1h。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述厌氧区的搅拌强度为4-8W/m3。
14.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述混合液A的污泥浓度为5000-8000mg/L。
15.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤（1）所述混合液A的污泥负荷为0.05-0.15kgBOD5/(kgMLSS·d)。
16.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述缺氧区的水力停留时间为0.1-1h。
17.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述缺氧区的反硝化负荷为0.03-0.06kgNO3-N/(kgMLSS·d)。
18.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤（2）所述缺氧区的搅拌强度为4-8W/m3。
19.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤（3）所述好氧区的水力停留时间为2.5-4h。
20.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤（3）所述好氧区的混合液C还进入缺氧区进行回流，记为硝化回流液。
21.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，步骤（3）所述硝化回流液的回流比为10-400%。
22.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤（3）所述好氧区中循环液的回流比为2-40。
23.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤（3）所述好氧区的搅拌强度为1-3W/m3。
24.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤（3）所述好氧区的曝气强度为4-8m3/m2·h。
25.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤（4）所述沉淀区的表面负荷为0.5-0.9m3/m2·h。
26.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，步骤（4）所述污泥一部分回流至厌氧区，剩余污泥从反应器排出。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，步骤（4）所述沉淀区中污泥的回流比为1-100%。
28.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
（1）污水经进水管进入厌氧区的第一进水区，所述污水和来自好氧区的循环液混合并进行释磷，得到混合液A；
（2）步骤（1）得到的所述混合液A沿第一导流隔墙流动至第一出水区，经第一过水孔进入缺氧区，进入缺氧区后的混合液A与来自好氧区的硝化回流液混合并进行反硝化脱氮，得到混合液B；
（3）步骤（2）得到的所述混合液B经第二过水孔进入空气提推区，然后经混合液提升器进入好氧区的第一进水区，进行有机物的降解、有机氮的氨化硝化和磷的吸收，形成混合液C；
所述混合液C沿第二导流隔墙进入第二出水区，一部分混合液C经第一连通管进入沉淀区的导流筒，一部分混合液C记为硝化回流液并经硝化液提升器进入缺氧区，剩余混合液C记为循环液并经第二连通管进入厌氧区；
（4）进入沉淀区的混合液C进行泥水分离，得到混合液D和污泥，混合液D经出水堰槽和出水管排出反应器，一部分污泥经污泥回流孔回流至厌氧区，剩余污泥从反应器排出。
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