CN203295323U

CN203295323U - 一种生物脱氮反应器

Info

Publication number: CN203295323U
Application number: CN2013202883698U
Authority: CN
Inventors: 张安龙; 冯天喜; 景立明
Original assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Current assignee: Shaanxi University of Science and Technology
Priority date: 2013-05-23
Filing date: 2013-05-23
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2023-05-23

Abstract

一种生物脱氮反应器，包括曝气生物滤池、缺氧反硝化池和好氧氧化硝化池，所述曝气生物滤池的第一出口连接缺氧反硝化池的第二入口，所述缺氧反硝化池的第二出口连接好氧氧化硝化池的第三入口；所述生物脱氮反应器还包括回流管，所述回流管的一端连接好氧氧化硝化池的第三出口，另一端连接缺氧反硝化池的第二入口；曝气生物滤池对污水进行预处理，降解了大量的COD和氨氮，再经缺氧反硝化池内对污水进行反硝化，最后在好氧氧化硝化池内通过氧化硝化反应进一步消减了污水中的COD和氨氮；本实用新型在现有前置反硝化工艺基础上增加了曝气生物滤池对污水进行预处理，具有流程短、造价低的优点，COD的去除率和氮的去除率高的特点。

Description

一种生物脱氮反应器

技术领域

本实用新型涉及环境工程技术领域，特别涉及一种生物脱氮反应器。

背景技术

目前常用的去除污水中氮的主要方式是活性污泥法。活性污泥法脱氮技术是以活性污泥中脱氮微生物为主体的生物处理技术，在人为控制充氧量的条件下，培养驯化脱氮微生物群体，这些具有脱氮性能的生物菌群统称为硝化反硝化菌群。生物脱氮主要原理是利用活性污泥中的好氧硝化菌在好氧条件下将氨氮氧化为NOx—N（氮氧化合物），然后反硝化菌在缺氧条件下将NOx--N还原为氮气从污水中逸出。自活性污泥法创立至今将近100年内，活性污泥法脱氮理论和技术发展迅速，目前主流的活性污泥法脱氮技术主要分为三大类：

第一类是传统多级生物脱氮工艺（一般分为三级），此工艺中分别将有机物去除（氨化）、硝化和反硝化在三个独立反应器中进行，并分别设置污泥回流系统。该工艺流程长、处理构筑物多、基建费用高，同时需外加碳源，运行费用较高，因而该工艺应用很少。

第二类是An/O生物脱氮工艺即前置反硝化工艺。该工艺是将反硝化脱氮池（An池）设置在去碳硝化池（O池）前，直接利用进水的有机碳源，并通过O池混合液向An池的回流使NOx--N在脱氮池内进行反硝化，从而达到去除污水中氮的目的。An/O工艺具有流程短、造价低的优点，其是目前研究和实际工程中应用较多的一种简单实用的生物脱氮工艺。

第三类是新型生物脱氮工艺，包括同步硝化反硝化（Simultaneous Nitrification Denitrification简称SND）、短程硝化反硝化、厌氧氨氧化等。同步硝化反硝化利用生物絮体或生物膜上的微环境区域产生的溶解氧梯度，产生厌氧和好氧区，从而实现脱氮目的；短程硝化利用在有氧环境中氨氧化菌将氨氮氧化成亚硝酸盐，然后在缺氧条件下，将亚硝酸盐直接反硝化；厌氧氨氧化是在缺氧条件下，以亚硝态氮或硝态氮为电子受体，利用自养菌将氨氮直接氧化为氮气的过程。与传统的生物脱氮工艺相比，新型脱氮工艺具有流程短、运行成本低等优点，但由于其还存在一些技术问题，目前还未推广应用。

经以上脱氮工艺处理过的污水，尤其是在寒冷地区或处理含高浓度氨氮的生活污水，出水质量较差，化学需氧量（即COD，ChemicalOxygen Demand）浓度虽有效降低，但氨氮去除率不高。所谓化学需氧量，是指在一定的条件下，采用一定的强氧化剂处理水样时，所消耗的氧化剂的量相对应的氧的质量浓度,单位mg/L。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种生物脱氮反应器，能够改善水质，具有工艺流程短、造价低、COD和氨氮的去除率高的特点。

为了达到上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种生物脱氮反应器，包括曝气生物滤池1、缺氧反硝化池2和好氧氧化硝化池3，所述曝气生物滤池1的第一出口5连接缺氧反硝化池2的第二入口6，所述缺氧反硝化池2的第二出口7连接好氧氧化硝化池3的第三入口8。

所述生物脱氮反应器还包括回流管10，所述回流管10的一端连接好氧氧化硝化池3的第三出口9，另一端连接缺氧反硝化池2的第二入口6。

所述生物脱氮反应器还包括反冲洗装置11，反冲洗装置一端连接曝气生物滤池1顶层的第一出口5，另一端连接曝气生物滤池1底层的布水器12。

所述曝气生物滤池1的底层设有第一入口4，顶层设有第一出口5，第一入口4连接位于曝气生物滤池1底层的布水器12，布水器12上设有用于渗出污水的滤头13、布水器12上层设有卵石承托层14，卵石承托层14上层设有生物填料层15，生物填料层15上层设有蓄水层16，蓄水层16连接位于顶层的第一出口5。

所述卵石承托层14内部设有第一曝气装置17，第一曝气装置17上均匀分布有用于将空气均匀布设到曝气生物滤池1内的微孔。

所述生物填料层15的填料为生物沸石，所述生物沸石表面附着有致密硝化菌组成的生物膜。

所述缺氧反硝化池2内设有搅拌装置18，所述搅拌装置贯穿整个缺氧反硝化池2。

所述好氧氧化硝化池3内设有第二曝气装置19，所述第二曝气装置19横穿整个好氧氧化硝化池3，所述第二曝气装置19底部设有曝气头20。

本实用新型的工作原理为：

本实用新型提供了一种以曝气生物滤池1为预处理的生物脱氮反应器。工作时，含有高浓度氨氮和COD的生活污水从第一入口4流入曝气生物滤池1底层的布水器12，通过布水器12上的滤头13渗透到卵石承托层14，在卵石承托层14中经过第一曝气装置17的曝气后流入生物填料层15，经生物沸石表面微生物降解后的污水流入蓄水层16，再从第一出口5流出，完成预处理过程。完成了预处理的污水从第一出口5经过第二入口6，流入缺氧反硝化池2内，污水在搅拌装置18的搅拌下，进行缺氧反硝化反应，反应后，污水从第二出口7流出。缺氧反硝化处理后的污水经过第三入口8，流入好氧氧化硝化池3，经过第二曝气装置19的曝气，将氨氮硝化为氮氧化合物，完成硝化反应。反应完成后，污水从第三出口9流出，部分污水流出生物脱氮反应器，部分污水通过回流管10回流到第二入口6，再次进行反硝化和硝化处理。

本实用新型的有益效果为：

曝气生物滤池对污水进行预处理，降解了大量的COD和氨氮。缺氧反硝化池内设有贯穿整个缺氧反硝化池的搅拌装置，有效的进行了污水的反硝化。好氧氧化硝化池内为进一步消减水中的COD和氨氮，为硝化菌提供了合适的好氧环境，也提供了良好的营养比。提高了COD的去除率和氮的去除率，改善了出水水质。经该系统处理的高浓度氨氮生活污水，处理完成后的出水中COD小于等于50mg/L，去除率达85%以上；氨氮浓度小于5mg/L，去除率达89%以上。本实用新型在现有前置反硝化工艺基础上增加了曝气生物滤池对污水进行预处理，具有流程短、造价低的优点，COD的去除率和氮的去除率高的特点。

附图说明

附图是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

参考附图所示，一种生物脱氮反应器，包括曝气生物滤池1、缺氧反硝化池2和好氧氧化硝化池3，所述曝气生物滤池1的第一出口5连接缺氧反硝化池2的第二入口6，所述缺氧反硝化池2的第二出口7连接好氧氧化硝化池3的第三入口8。

本实用新型提供了一种以曝气生物滤池1为预处理的生物脱氮反应器。工作时，含有高浓度氨氮和COD的生活污水从第一入口4流入曝气生物滤池1底层的布水器12，污水通过布水器12上的滤头13将污水中较大的杂质滤除，并由下向上渗透到卵石承托层14；在卵石承托层14中，污水在曝气生物滤池中进行预处理时，第一曝气装置17不断将空气通过微孔均匀喷出，对污水进行曝气，经过第一曝气装置17的曝气后的污水流入生物填料层15；生物填料层15的填料生物沸石表面附着有致密的含硝化菌组成的生物膜，生物膜由内向外形成一定的溶解氧浓度梯度，生物膜内部厌氧或缺氧状态，为反硝化细菌等厌氧细菌的生长繁殖提供环境；外部由于直接与污水接触溶解氧浓度与污水中的基本相同，为硝化菌等好氧菌提供环境。污水在生物填料层15中经附着在生物沸石表面的生物膜上的细菌微生物将污水中的有机物和氨氮部分降解，完成预处理段中的硝化反应和反硝化反应；反应后污水流入蓄水层16，再从第一出口5流出，完成预处理过程。

完成了预处理的污水从第一出口5经过第二入口6流入缺氧反硝化池2内进行缺氧反硝化处理。缺氧反硝化池2中的反硝化菌利用污水中的碳源进行反硝化脱氮，同时，缺氧反硝化池2中的泥水混合物在搅拌装置18的搅拌下，使其处于悬浮状态，并进行缺氧反硝化反应，反应后污水从第二出口7流出。

缺氧反硝化处理后的污水从第二出口7经过第三入口8流入好氧氧化硝化池3内进行好氧氧化硝化处理。第二曝气装置19的曝气头20不断将空气均匀喷出，为硝化菌提供充足的氧气。此时污水中的碳氮比值（也就是污水中COD浓度值与氨氮浓度值的比值）较低，适宜硝化菌生长繁殖，硝化菌将未硝化的氨氮硝化，使系统出水的氨氮浓度满足排放要求，完成硝化反应。反应完成后，处理完成的污水成为出水从第三出口9流出，一部分出水流出生物脱氮反应器，另一部分出水通过回流管10回流到第二入口6，再次进行反硝化和硝化处理。

为了防止曝气生物滤池1中的滤料堵塞，并保持合适的污泥龄，反冲洗装置11根据需要用第一出口5的出水和空气，对曝气生物滤池进行反冲洗。反冲洗时，出水和空气从反冲洗装置11流入布水器12，再经过第一入口4流出。

在整个反应器中，曝气生物滤池中即发生硝化反应也发生反硝化反应；缺氧反硝化池中主要发生反硝化反应，就是将从曝气生物滤池中流进的含NOx-N的污水和从好氧氧化硝化池中回流的含NOx-N的污水进行厌氧反硝化，生成氮气而达到脱氮的目的；好氧氧化硝化池主要发生硝化反应，将污水中残余的氨氮进一步硝化。而在整个反应器中，COD的去除发生在整个流程中。

Claims

1.一种生物脱氮反应器，其特征在于：包括曝气生物滤池（1）、缺氧反硝化池（2）和好氧氧化硝化池（3），所述曝气生物滤池（1）的第一出口（5）连接缺氧反硝化池（2）的第二入口（6），所述缺氧反硝化池（2）的第二出口（7）连接好氧氧化硝化池（3）的第三入口（8）。

2.根据权利要求1所述的一种生物脱氮反应器，其特征在于：所述生物脱氮反应器还包括回流管（10），所述回流管（10）的一端连接好氧氧化硝化池（3）的第三出口（9），另一端连接缺氧反硝化池（2）的第二入口（6）。

3.根据权利要求1所述的一种生物脱氮反应器，其特征在于：所述生物脱氮反应器还包括反冲洗装置（11），反冲洗装置一端连接曝气生物滤池（1）顶层的第一出口（5），另一端连接曝气生物滤池（1）底层的布水器（12）。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种生物脱氮反应器，其特征在于：所述曝气生物滤池（1）的底层设有第一入口（4），顶层设有第一出口（5），第一入口（4）连接位于曝气生物滤池（1）底层的布水器（12），布水器（12）上设有用于渗出污水的滤头（13）、布水器（12）上层设有卵石承托层（14），卵石承托层（14）上层设有生物填料层（15），生物填料层（15）上层设有蓄水层（16），蓄水层（16）连接位于顶层的第一出口（5）。

5.根据权利要求4所述的一种生物脱氮反应器，其特征在于：所述卵石承托层（14）内部设有第一曝气装置（17），第一曝气装置（17）上均匀分布有用于将空气均匀布设到曝气生物滤池（1）内的微孔。

6.根据权利要求4所述的一种生物脱氮反应器，其特征在于：所述生物填料层（15）的填料为生物沸石，所述生物沸石表面附着有致密硝化菌组成的生物膜。

7.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种生物脱氮反应器，其特征在于：所述缺氧反硝化池（2）内设有搅拌装置（18），所述搅拌装置贯穿整个缺氧反硝化池（2）。

8.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种生物脱氮反应器，其特征在于：所述好氧氧化硝化池（3）内设有第二曝气装置（19），所述第二曝气装置（19）横穿整个好氧氧化硝化池（3），所述第二曝气装置（19）底部设有曝气头（20）。