CN205398225U - 一种多功能生物脱氮反应器 - Google Patents
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Abstract
一种多功能生物脱氮反应器，所述反应器包括矩形敞口池体（1），好氧区和厌氧区（13）。所述反应器由隔板（8）将矩形敞口池体分隔为两个区，即好氧区和厌氧区；两区通过第一出水槽（9）及连通管（12）相互连通；好氧区由与垂直方向成一定角度的斜板（5）分离成曝气区（4）和兼氧区（7）；厌氧区由布水器（14）和循环泵（15）构成。本实用新型反应器在处理氨氮废水时，氨氮废水先进入好氧区进行好氧反应，再自行流入厌氧反应区进行厌氧反应，随后在上升水流的推动下流出反应器，整个过程因势而为，无需动力。本实用新型将好氧区和厌氧区分区设计，利于微生物的生长，提高脱氮效率；用很少的曝气动力消耗更多的溶解氧，达到节能目的。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种多功能生物脱氮反应器，属污水处理技术领域。
背景技术
随着社会的发展，人类对环境要求逐渐提高，对污水的排放标准更加严格，治理废水的技术在不断发展。氨氮是水污染的主要成分之一，采用生物脱氮技术是废水氨氮处理技术的重要方法，目前主要采用的生物脱氮工艺有：全程硝化反硝化、短程硝化反硝化和部分亚硝化厌氧氨氧化等工艺，硝化过程多以好氧微生物为主，需要好氧环境，反硝化及厌氧氨氧化过程多于厌氧微生物为主，需要的是厌氧环境。目前采用较多的技术是A/O、SBR、MBR、UASB等,这些技术在实际使用过程中，好氧微生物和厌氧微生物都在同一环境中生存，要么好氧环境，要么厌氧环境，对微生物来讲，环境时好时坏的不稳定，直接影响到微生物的生长和处理效率，这是我们在生物脱氮处理氨氮废水上急需解决的技术问题。
发明内容
本实用新型的目的是，根据现有生物脱氮处理氨氮废水中急待解决的问题，本实用新型提出一种多功能生物脱氮反应器。
本实用新型的技术方案是，本实用新型一种多功能生物脱氮反应器包括矩形敞口池体，好氧区和厌氧区；所述生物脱氮反应器由隔板将矩形敞口池体分隔为两个区，即好氧区和厌氧区；两区通过第一出水槽及连通管相互连通；好氧区由斜板分离成曝气区和兼氧区；厌氧区由布水器和循环泵构成；由进水管和出水管与外部连接；曝气区设置了曝气器，曝气器由外部加入空气在曝气区进行曝气。
所述反应器用于处理高氨氮废水中氨氮，可实现短程硝化-反硝化和部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺。
所述好氧区是亚硝化反应区，通过曝气好氧由氨氧化菌将氨氮氧化成亚硝氮；所述厌氧区主要是反亚硝化反应区或厌氧氨氧化反应区。反硝化反应区主要是在厌氧的环境下，通过反亚硝化细菌，将亚硝态氮还原成氮气。厌氧氨氧化反应区主要是在厌氧的环境下，通过厌氧氨氧化菌，将氨态氮和亚硝态氮反应，生成氮气。
所述隔板与水平面的倾斜角度α1为20°~50°。
所述斜板与垂直面的倾斜角度α2为20°~55°；斜板的顶端与容器壁之间的距离L1为20mm~500mm之间，斜板顶端与水面高度一致。
所述斜板与所述隔板之间保持10mm至100mm的间隙，便于废水和污泥的回流。
所述第一出水槽的水平高度一定大于出水管的水平高度。
所述连通管一端在厌氧区端的管口，另一端在厌氧区底部。
所述短程硝化-反硝化工艺条件是，曝气区溶解氧DO控制在0.5mg/l～2mg/l的范围内，兼氧区溶解氧DO控制在0.5mg/l左右的范围内，pH控制在6.5～7.5之间，确保废水中的氨氮主要转换成亚硝态氮为主，在厌氧区循环搅拌的同时，投加一定量的有机碳源,将BOD：TN控制在2:1，厌氧区出口的上升流速控制在0.5m/h以内。
所述部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺条件是，曝气区DO控制在0.5mg/L～1.5mg/L，将兼氧区DO控制在≦0.3mg/L，好氧区pH控制在6.5～8范围，以保证只有部分的氨进行亚硝化反应形成亚硝态氮，将控制NH3-N:NO2-N≧1；厌氧区出口的上升流速控制在0.4m/h以内。
本实用新型多功能生物脱氮反应器工作原理：高氨氮废水由进水管2进入多功能生物脱氮反应器好氧区，在曝气器3的曝气的作用，废水随着气泡提升向上流动至反应器顶部，由于斜板5是倾斜放置，曝气区上小下大的空间结构，至使气和水在顶部受到不断挤压，产生了气提效应，使汽水冲破水面，翻过斜板5上端涌入兼氧区，由于曝气过程汽水上涌，在曝气区的底部形成负压。在兼氧区，曝气区的水翻过斜板5后，形成平流，在平流时又受到挡板6的阻挡迫使水沿斜板5下流，大部分水受到曝气区底部的负压作用下，绕过斜板5底端回流到曝气区，实现曝气循环；少部分的水在水力推动作用下，绕过挡板6，再进行缓慢向上平流至第一出水槽9，第一出水槽9的水在水位差的作用下流入连通管12，此时经过好氧处理的废水进入了厌氧区；而好氧区的好氧污泥在重力作用下沉降，沿着隔板8斜流到曝气区，通过曝气进行循环流动。废水由连通管12流入厌氧反应区底部，与高密度的厌氧污泥混合，再通过循环泵15泵入布水器14进行传质搅拌，使厌氧生物反应更加充分，反应后的废水缓慢向上流动，进入第二出水槽10，再由出水管11流出生物反应器；而厌氧污泥受到重力作用，回流到厌氧反应区，从而保证厌氧污泥部流失，反应器污泥量不断增多，处理能力不断增强。
本实用新型的有益效果是，本实用新型一种多功能生物脱氮反应器在处理氨氮废水时，好氧区和厌氧区的分区处理，使得好氧菌和厌氧菌有其相适应的生存环境。氨氮废水先进入好氧区进行好氧反应，再自行流入厌氧反应区进行厌氧反应，随后在上升水流的推动下流出反应器，整个过程因势而为，无需动力。废水在曝气区与污泥混合传质搅拌，只由曝气作用而果。曝气区上小下大的结构空间不仅有良好的循环搅拌功能，而且因气水在顶部受到挤压，更易于氧的转移，使得用很少的曝气动力消耗得到更多的溶解氧DO，达到节约能源，降低运行成本的目的。
附图说明
图1为本实用新型多功能生物脱氮反应器结构示意图；
图中，1是反应器池体；2是进水管；3是曝气器；4是曝气区；5是斜板；6是挡板；7是兼氧区；8是隔板；9是第一出水槽；10是第二出水槽；11是出水管；12是连通管；13是厌氧区；14是布水管；15是循环泵。
具体实施方式
本实用新型的具体实施方式如图1所示。
本实施例一种多功能生物脱氮反应器包括矩形敞口池体1，好氧区和厌氧区13；所述生物脱氮反应器由隔板8将矩形敞口池体1分隔为两个区，即好氧区和厌氧区13；两区通过第一出水槽9及连通管12相互连通；好氧区由斜板5分离成曝气区4和兼氧区7；厌氧区13由布水器14和循环泵15构成；由进水管2和出水管11及连通管12与外部连接；曝气区4设置了曝气器3，曝气器3由外部加入空气在曝气区进行曝气。
本实施例反应器的操作方法如下：
（1）短程硝化-反硝化工艺
在以短程硝化-反硝化脱氮工艺，高氨氮废水以连续进水的方式进入生物脱氮反应器后，先进行亚硝化反应，这一过程需要进行进水的流量控制、溶解氧的控制和pH的控制，将进水量控制在一定的范围内，保证亚硝化时间不过量，将曝气区溶解氧DO控制在0.5mg/l～2mg/l的范围内，兼氧区溶解氧DO控制在0.5mg/l左右的范围内，pH控制在6.5～7.5之间，确保废水中的氨氮主要转换成亚硝态氮为主；
废水在好氧区完成亚硝化后进入厌氧反应区，在反硝化细菌的作用下进行还原反应，将亚硝态氮还原成氮气；这一过程中，由于反亚硝化细菌生长需要碳作为其营养物质，在厌氧区循环搅拌的同时，投加一定量的有机碳源,将BOD：TN控制在2:1；高氨氮废水通过短程硝化-反硝化脱氮工艺，其氨氮去除率在85%以上。
进水流量以厌氧区出口的上升流速来决定，控制在≦0.5m/h；
（2）部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺
高氨氮废水以连续进水的方式，进入多功能生物脱氮反应器，先进入好氧区进行部分亚硝化反应。由于废水中的氨只能部分进行亚硝化反应，而且不能进行硝化反应，因此首先必须控制好氧区的溶解氧DO的浓度，将曝气区DO控制在0.5mg/L～1.5mg/L，将兼氧区DO控制在≦0.3mg/L，通过控制曝气量，缩短反应时间，以减少废水在曝气区的循环次数，同时好氧区pH控制在6.5～8；范围，以保证只有部分的氨进行亚硝化反应形成亚硝态氮，将控制NH3-N:NO2-N≧1；
厌氧区的厌氧氨氧化菌由于生长缓慢，倍增周期长，厌氧氨氧化生物菌群很容易受到其他细菌的干挠破坏，因此，进入厌氧区的部分亚硝化废水，需要尽量降低含有其他菌群的悬浮物流入厌氧区，而多功能生物脱氮反应器的好氧区的兼氧区采用了平流式沉淀原理设计，具备截留悬浮物的功能，当部分亚硝化的废水在流至出水槽同时，也在进行好氧微生物等悬浮物的沉淀截留过程；在好氧区，将水力负荷控制在0.4m3/m2·h以内，进入厌氧区的废水在循环泵和布水器的作用下进行布水循环搅拌，以使传质效果更佳，确保厌氧氨氧化菌更好地进行消化脱氮反应；高氨氮废水通过部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺，其氨氮去除率在80%以上。
进水流量以厌氧区出口的上升流速来决定，上升流速控制在≦0.4m/h以内。
Claims (6)
1.一种多功能生物脱氮反应器，其特征在于，所述反应器包括矩形敞口池体，好氧区和厌氧区；所述反应器由与水平面成一定角度的隔板将矩形敞口池体分隔为两个区，即好氧区和厌氧区；两区通过第一出水槽及连通管相互连通；好氧区由与垂直方向成一定角度的斜板分离成曝气区和兼氧区；厌氧区由布水器和循环泵构成；进水管和出水管及连通管与外部连接；曝气区设置了曝气器，曝气器由外部加入空气在曝气区进行曝气；所述反应器用于处理高氨氮废水中氨氮，可实现短程硝化-反硝化和部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺。
2.根据权利要求1所述一种多功能生物脱氮反应器，其特征在于，所述隔板（8）与水平面的倾斜角度（α1）为20°~50°。
3.根据权利要求1所述一种多功能生物脱氮反应器，其特征在于，所述斜板（5）与垂直面的倾斜角度（α2）为20°~55°；斜板的顶端与容器壁之间的距离L1为20mm~500mm之间，斜板顶端与水面高度一致。
4.根据权利要求1所述一种多功能生物脱氮反应器，其特征在于，所述斜板与所述隔板之间保持10mm至100mm的间隙，便于废水和污泥的回流。
5.根据权利要求1所述一种多功能生物脱氮反应器，其特征在于，所述第一出水槽的水平高度一定大于出水管的水平高度。
6.根据权利要求1所述一种多功能生物脱氮反应器，其特征在于，所述连通管一端在厌氧区端的管口，另一端在厌氧区底部。
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