CN208732836U - 一种市政污水脱氮除磷耦合污泥减量的装置 - Google Patents

Abstract

一种市政污水脱氮除磷耦合污泥减量的装置，该装置中市政污水源连接至格栅、沉砂池的进料口，格栅、沉砂池的出料口连接至调节池，调节池的出料口连接至涡流自循环厌氧反应器的进水管，涡流自循环厌氧反应器的排水管连接至双循环短程硝化反硝化反应器的进水管，双循环短程硝化反硝化反应器的排水管依次连接经过混凝除磷装置和消毒装置后排放。利用生物在好氧、缺氧、厌氧不同环境下，具有氨化、硝化、反硝化的功能特性，通过强化厌氧微生物对碳源的利用，是可以大大降低好氧去除的负荷和能耗。

Description

一种市政污水脱氮除磷耦合污泥减量的装置

技术领域

本实用新型涉及一种生物技术应用市政污水脱氮、除磷及污泥减量的技术领域，具体是一种市政污水脱氮除磷耦合污泥减量的装置。

背景技术

市政生活污水富含碳、氮、磷，目前传统工艺方法处理市政生活，多存在因低碳氮比原因，造成脱氮成本高，甚至总氮难于去除，多利用好氧工艺为主反应工艺降解碳、氮、磷，污泥的产生量较大，压滤和处置成本高，也造成了除磷成本增大。

利用生物在好氧、缺氧、厌氧不同环境下，具有氨化、硝化、反硝化的功能特性，通过强化厌氧微生物对碳源的利用，是可以大大降低好氧去除的负荷和能耗。污泥破壁后本身是良好的碳源补充来源，生物硝化过程通过控制污水处理系统从厌氧氨氧化阶段，直接进入反硝化过程，不仅节省脱氮所需的能源，也节省了反硝化所需的碳源，利用短程生物脱氮技术，可快速、有效的解决碳、氮的同步去除。通过污泥破壁处理，使污泥有机生物体细胞破壁水解，部分有机物经过厌氧分解后作为碳源补充回系统，部分经固磷、分离后即可实现除磷，也可实现系统的污泥减量化。厌氧氨化、短程反硝化、污泥破壁补碳源、除磷固磷技术及装备的优化组合，使市政污水脱氮除磷耦合污泥减量得以实现。

实用新型内容

针对上述情况，本实用新型的目的是提供一种市政污水脱氮除磷耦合污泥减量的方法及装置，应用于市政污水处理工艺，提高其碳、氮、磷同步处理与污泥减量的效率。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种市政污水脱氮除磷耦合污泥减量的装置，包括格栅、沉砂池、调节池、涡流自循环厌氧反应器、双循环短程硝化反硝化反应器、混凝除磷装置、消毒装置、污泥破壁装置、多级自循环厌氧硝化反应器、固磷反应塔、污泥脱水装置和鼓风机；

市政污水源连接至格栅、沉砂池的进料口，格栅、沉砂池的出料口连接至调节池，调节池的出料口连接至涡流自循环厌氧反应器的进水管，涡流自循环厌氧反应器的排水管连接至双循环短程硝化反硝化反应器的进水管，双循环短程硝化反硝化反应器的排水管依次连接经过混凝除磷装置和消毒装置后排放，

双循环短程硝化反硝化反应器和调节池的曝气系统与鼓风机连接并分别供气；

双循环短程硝化反硝化反应器的排水口同时连接返回至调节池，

涡流自循环厌氧反应器和双循环短程硝化反硝化反应器的排泥口连接至污泥破壁装置，

污泥破壁装置的破壁污泥混合液出口同时连接至多级自循环厌氧硝化反应器的进水管和固磷反应塔的入料口，多级自循环厌氧硝化反应器的消化液出口连接至调节池，多级自循环厌氧硝化反应器的排泥管连接至污泥破壁装置的入料口，

涡流自循环厌氧反应器与多级自循环厌氧硝化反应器的排沼气管连接至沼气利用设备，

混凝除磷装置的沉淀含磷污泥出口连接至固磷反应塔的入料口，

固磷反应塔出料口连接至污泥脱水装置的入料口，污泥脱水装置的滤液出口连接至多级自循环厌氧硝化反应器的进水管，污泥脱水装置的滤渣出口连接至肥料加工设备。

进一步的，污泥脱水装置包括板框压滤机或叠螺压滤机或带式压滤机或离心脱水机的一种，滤渣含水率50％-80％；污泥破壁装置包括化学碱破壁装置或高温破壁装置或高压破壁装置或微波破壁装置或强紫外破壁装置或电极破壁装置的一种。

进一步的，所述多级自循环厌氧硝化反应器，该反应器包括第一罐体、第一外循环泵、第一管道射流器、第一内气水分离器、第一顶气水分离器、第一一级三相分离器、第一二级三相分离器、第一内导流板、第一中导流板、气水分离挡板、挡渣板、溢流口、第一出水堰、第一控制系统；一级内循环喷头、一级外循环喷头、二级外循环喷头、二级内循环喷头、第一进水喷头、第一气提上升管、第二气提上升管、第一回流管、第一收气管、一级外循环出水管、二级外循环出水管、一级外循环进水管、二级外循环进水管、第一进水管、U型出水管、排空口、排水管、第一沼气管、一级内循环管、二级内循环管、第一管道射流器进水阀、第一管道射流器出水阀、第一外循环进水阀、一级外循环出水阀、二级外循环出水阀、一级外循环进水阀、二级外循环进水阀和第一进水阀；

第一一级三相分离器和第一二级三相分离器都固定安装在第一罐体中，第一一级三相分离器和第一二级三相分离器都是大径端在下小径端在上锥形；第一二级三相分离器位于第一一级三相分离器的上方，第一一级三相分离器的下方为第一一级反应区，第一一级反应区下方至罐底的空间为第一布水混合区，第一一级三相分离器和第一二级三相分离器之间为第一二级反应区，第一二级三相分离器与第一罐体顶部之间的空间为第一沉淀出水区；

第一顶气水分离器安装在第一罐体顶面，第一回流管一端连接在第一顶气水分离器底部，第一回流管另一端连接在一级内循环管上，一级内循环管上设有多个一级内循环喷头，第一收气管一端连接在第一罐体顶面，第一收气管另一端连接在第一顶气水分离器上，第一沼气管一端连接在第一顶气水分离器顶面，第一沼气管另一端通过三通管一路与第一管道射流器连接，另一路为排沼气口；

第一内气水分离器安装在第一二级反应区，第一气提上升管一端连接在第一一级三相分离器的顶部，第一气提上升管另一端连接第一内气水分离器底部并伸至第一内气水分离器的中部；第二气提上升管一端连接在第一内气水分离器顶部，第二气提上升管另一端通过水平管连进第一顶气水分离器的中部；一级外循环出水管一端连接在第一内气水分离器上，一级外循环出水管另一端经过一级外循环出水阀与第一外循环泵的进口连接，第一外循环泵的出口通过三通管一路经过第一外循环进水阀与二级外循环进水管连接，另一路经过第一管道射流器进水阀与第一管道射流器的进口连接，第一管道射流器的出口经过第一管道射流器出水阀与二级外循环进水管和一级外循环进水管同时连接，二级外循环进水管上设有二级外循环进水阀和二级外循环喷头，一级外循环进水管上设有一级外循环进水阀和一级外循环喷头；

第一二级三相分离器顶部设有溢流口与第一沉淀出水区连通，溢流口周围设有环形的气水分离挡板，二级外循环出水管一端连接在气水分离挡板上，二级外循环出水管另一端连接至第一外循环泵进口，二级内循环管一端连接在气水分离挡板上，二级内循环管另一端连接至位于第一沉淀出水区中的二级内循环喷头；

第一进水管一端设置在第一沉淀出水区，第一进水管另一端通过三通管一路经过第一进水阀作为进水口，另一路经过排泥阀连接第一排泥管，

第一布水混合区设有第一内导流板和第一中导流板，第一内导流板和第一中导流板将第一布水混合区从第一罐体中心向外依次分割为第一内旋混区、第一中旋混区和第一外旋混区；

所述第一罐体的顶部同心固定有环形的挡渣板，挡渣板与第一罐体之间的环形空间中设有环形的第一出水堰，U型出水管一端连接在第一出水堰，U型出水管另一端与三通管连接，三通管的水平出口为排水管，三通管的竖直出口为排空口。

进一步的，所述涡流自循环厌氧反应器，该反应器为柱状的罐体结构，包括第二罐体、第二外循环泵、第二内气水分离器、第二顶气水分离器、第二一级三相分离器、第二二级三相分离器、第二管道射流器、第二内导流板、第二中导流板、外循环喷头、内循环喷头、第二进水喷头、气提上升管、第二收气管、第二回流管、第二进水管、第二进水阀、外循环进水管、外循环出水管、第二沼气管、第二控制系统；第二管道射流器进水阀、第二管道射流器出水阀和第二外循环进水阀；

第二一级三相分离器安装在第二罐体中，第二二级三相分离器安装在第二罐体中第二一级三相分离器的上方，第二一级三相分离器下方为第二一级反应区，第二一级反应区到第二罐体底部的空间为第二布水混合区，第二一级三相分离器与第二二级三相分离器之间的距离为第二二级反应区，第二二级三相分离器到第二罐体顶部的空间为第二沉淀出水区；

第二内气水分离器安装在第二一级三相分离器上方，第二一级三相分离器的顶部通过管道与第二内气水分离器连通；外循环出水管一端连接在第二内气水分离器上，外循环出水管另一端与第二外循环泵的进口连接，第二外循环泵的出口通过三通管一路经过第二外循环进水阀连接至外循环进水管，另一路经过第二管道射流器进水阀与第二管道射流器的进口连接，第二管道射流器的出口经过第二管道射流器出水阀连接至设置于第二布水混合区的外循环进水管，外循环进水管上安装有多个外循环喷头；

第二顶气水分离器安装在第二罐体顶端，气提上升管一端连接在第二内气水分离器顶部，气提上升管另一端通过水平管连入第二顶气水分离器的中部，第二回流管一端连接在第二顶气水分离器底部，第二回流管另一端连接至位于第二二级反应区的内循环喷头；

第二二级三相分离器由多块倒V形板上下错层布置而成，最上层各个倒V形板顶端分别通过管道与第二收气管下端连通，第二收气管上端通过水平管连入第二顶气水分离器的中部，

第二沼气管一端连接在第二顶气水分离器顶部，第二沼气管另一端通过三通管一路连接至第二管道射流器的进气口，另一路为排沼气口；

第二进水管设置于第二布水混合区，第二进水管上安装有第二进水阀和第二进水喷头；

所述内导流板和中导流板均为与罐体同圆心的圆弧型，内导流板和中导流板将第二布水混合区从第二罐体中心向外依次划分第二内旋混区、第二中旋混区和第二外旋混区。

进一步的，所述双循环短程硝化反硝化反应器，包括罐体、环形档水板、集气罩、曝气系统、第一生物绳填料层、第二生物绳填料层、第三生物绳填料层、气水分离器、上回流管、上回流喷头、下回流管、第一十字管、下回流喷头、排气管、集气管、锥形回泥板、斜板、出水堰、出水管、进水管、第二十字管、进水喷头、内导流板、中导流板和第三排泥管；

环形档水板同心安装在罐体内部上端，集气罩安装在罐体内部环形档水板的下方，曝气系统安装在罐体内部集气罩的下方；环形档水板与罐体之间的环形区域为沉淀区，集气罩顶至环形档水板内圆部分的水面为上反硝化区，硝化区位于集气罩与曝气系统之间，曝气系统下方为下反硝化区，下反硝化区下方至罐底的空间为布水混合区；

上反硝化区设有第一生物绳填料层，硝化区设有第二生物绳填料层，下反硝化区设有第三生物绳填料层；

气水分离器安装在罐体顶部，上回流管一端连接在气水分离器底部，上回流管另一端接至位于第一生物绳填料层上方的水平管上，水平管上安装有多组上回流喷头；下回流管上端连接在气水分离器底部，下回流管下端接至安装在布水混合区的第一十字管，第一十字管各个管臂上安装有多组下回流喷头；排气管一端连接在气水分离器顶部，排气管另一端连接至罐体内水面以下；集气管下端连接在集气罩的锥顶，集气管上端通过水平管连进气水分离器中；

锥形回泥板的小径端在上并环形挡水板下端固定连接，锥形回泥板的大径端在下，锥形回泥板的大径端与罐壁之间为过水通道，多块斜板安装在沉淀区的锥形回泥板上方，多个出水堰安装在斜板上方，各个出水堰为槽形，各个出水堰沿罐体直径方向设置，出水管一端连接在出水堰上，另一端连接至罐体外；

进水管一端与水源连接，进水管另一端与安装在布水混合区的第二十字管连接，第二十字管的各个管臂上安装有多组进水喷头；

内导流板和中导流板均为与罐体同圆心的圆弧型，内导流板和中导流板将布水混合区从罐体中心向外依次划分内旋混区、中旋混区和外旋混区；

第三排泥管安装在罐体底部。

与现有技术相比较，本实用新型具备的有益效果：

本实用新型提供了一种市政污水脱氮除磷耦合污泥减量的方法及装置，利用生物在好氧、缺氧、厌氧不同环境下，具有氨化、硝化、反硝化的功能特性，通过强化厌氧微生物对碳源的利用，是可以大大降低好氧去除的负荷和能耗。污泥破壁后本身是良好的碳源补充来源，生物硝化过程通过控制污水处理系统从厌氧氨氧化阶段，直接进入反硝化过程，不仅节省脱氮所需的能源，也节省了反硝化所需的碳源，利用短程生物脱氮技术，可快速、有效的解决碳、氮的同步去除。通过污泥破壁处理，使污泥有机生物体细胞破壁水解，部分有机物经过厌氧分解后作为碳源补充回系统，部分经固磷、分离后即可实现除磷，可实现系统的污泥减量化。厌氧氨化、短程反硝化、污泥破壁补碳源、除磷固磷技术及装备的优化组合，使市政污水脱氮除磷耦合污泥减量得以实现。

附图说明

图1：一种市政污水脱氮除磷耦合污泥减量的方法工艺流程图。

图2：一种市政污水脱氮除磷耦合污泥减量的装置的设备连接示意图。

图3：多级自循环厌氧硝化反应器示意图。

图4：多级自循环厌氧硝化反应器的布水混合区结构示意图。

图5：涡流自循环厌氧反应器示意图。

图6：涡流自循环厌氧反应器的布水混合区结构示意图。

图7：涡流自循环厌氧反应器的锥形挡流环、一级三相分离器、二级三相分离器、罐体与收气管的装配示意图。

图8：双循环短程硝化反硝化反应器示意图。

图9：双循环短程硝化反硝化反应器的填料层结构示意图。

图10：双循环短程硝化反硝化反应器的布水混合区结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例对本实用新型的技术方案作进一步阐述。

实施例1：

(1)市政污水经格栅、沉砂池预处理后进入调节池，由泵提升进入涡流自循环厌氧反应器实现厌氧氨化反应，出水自流进入双循环短程硝化反硝化反应器实现脱氮，出水20％回流调节池，其余80％进入混凝除磷装置除磷，出水经消毒处理后即可达标排放；

(2)将涡流自循环厌氧反应器、双循环短程硝化反硝化反应器产生的剩余污泥泵排入污泥破壁装置处理，破壁污泥混合液50％排入固磷反应塔，50％泵入多级自循环厌氧硝化反应器进行厌氧消化减量处理，消化液回流调节池补充碳源，多级自循环厌氧硝化反应器产生的剩余污泥排入污泥破壁装置处理，涡流自循环厌氧反应器与多级自循环厌氧硝化反应器产生的沼气可做能源或发电利用；

(3)将双循环短程硝化反硝化反应器和调节池的曝气系统与鼓风机连接并分别供气，调节池DO控制0.2-0.3mg/L；

(4)将混凝除磷装置产生的沉淀含磷污泥与破壁混合液一起排入固磷反应塔，加入氧化钙、氢氧化镁，搅拌、混合反应30min，泵入污泥脱水装置进行固液分离，滤液泵入多级自循环厌氧硝化反应器进行厌氧消化减量处理，滤渣可做肥料原料使用；

涡流自循环厌氧反应器进水PH范围5.0-9.0，运行温度10-20℃，容积负荷 3.0-4.0kgCOD/(m³.d)，水力停留时间4h，进水方式为序批式。

双循环短程硝化反硝化反应器进水PH范围5.0-9.0，运行温度10-20℃，COD容积负荷 0.5-1.0kgCOD/(m³.d)，NH₃-N容积负荷为0.2-0.3kgNH₃-N/(m³·d),硝化区DO控制0.8-1.0mg/L，下反硝化区DO控制0.2-0.3mg/L，上反硝化区DO控制0.2-0.5mg/L，水力停留时间8h，进水方式为序批式。

多级自循环厌氧硝化反应器进料的TS浓度为12％-18％，PH范围5.0-9.0，发酵温度控制 10-20℃，容积产沼气率1.5-3.0m³/(m³.d)，水力停留时间24-72h，进料方式为序批式。

污泥脱水装置为板框压滤机，滤渣含水率50％-60％。

所述的污泥破壁装置为高温破壁装置。

具体地，通过本实用新型提供的市政污水脱氮除磷耦合污泥减量的方法及装置进行处理每日流量为5000m³的市政污水，进水的水质为：BOD₅≤220mg/L，CODcr≤600mg/L，SS≤ 250mg/L，TN≤90mg/L，NH₃-N≤60mg/L，TP≤8mg/L,最后出水的水质指标为：BOD₅≤8mg/L， CODcr≤35mg/L，SS≤8mg/L，TN≤10mg/L，NH₃-N≤3mg/L，TP≤0.3mg/L，满足国家《城镇污水处理排放污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A的排放标准。

实施例2

一种市政污水脱氮除磷耦合污泥减量的方法，步骤为：

(1)市政污水经格栅、沉砂池预处理后进入调节池，由泵提升进入涡流自循环厌氧反应器实现厌氧氨化反应，出水自流进入双循环短程硝化反硝化反应器实现脱氮，出水20％-50％回流调节池，其余50％-80％进入混凝除磷装置除磷，出水经消毒处理后即可达标排放；

(2)将步骤(1)中涡流自循环厌氧反应器和双循环短程硝化反硝化反应器产生的剩余污泥泵排入污泥破壁装置处理，破壁污泥混合液20％-50％排入固磷反应塔，50％-80％泵入多级自循环厌氧硝化反应器进行厌氧消化减量处理，消化液回流调节池补充碳源，多级自循环厌氧硝化反应器产生的剩余污泥排入污泥破壁装置处理，涡流自循环厌氧反应器与多级自循环厌氧硝化反应器产生的沼气做能源或发电利用；

(3)将步骤(2)中混凝除磷装置产生的沉淀含磷污泥排入固磷反应塔，同时向固磷反应塔中加入氧化钙和氢氧化镁，搅拌、混合反应，再泵入污泥脱水装置进行固液分离，滤液泵入多级自循环厌氧硝化反应器进行厌氧消化减量处理，滤渣可做肥料原料使用。

进一步的，调节池DO控制0.2-0.5mg/L；涡流自循环厌氧反应器进水PH范围5.0-9.0，运行温度10-32℃，容积负荷3.0-7.0kgCOD/(m³.d)，水力停留时间2-12h，进水方式为连续式或序批式；双循环短程硝化反硝化反应器进水PH范围5.0-9.0，运行温度10-32℃，COD容积负荷0.5-2.0kgCOD/(m³.d)，NH₃-N容积负荷为0.2-0.8kgNH₃-N/(m³·d),硝化区DO控制 0.8-1.5mg/L，下反硝化区DO控制0.2-0.5mg/L，上反硝化区DO控制0.2-0.8mg/L，水力停留时间6-24h，进水方式为连续式或序批式；多级自循环厌氧硝化反应器进料的TS浓度为12％-25％，PH范围5.0-9.0，发酵温度控制10-32℃，容积产沼气率1.5-3.0m³/(m³.d)，水力停留时间24-144h，进料方式为序批式；向固磷反应塔中加入氧化钙和氢氧化镁后搅拌、混合反应时间为5min-120min。

实施例3

一种市政污水脱氮除磷耦合污泥减量的装置，包括格栅、沉砂池102、调节池103、涡流自循环厌氧反应器104、双循环短程硝化反硝化反应器105、混凝除磷装置106、消毒装置107、污泥破壁装置111、多级自循环厌氧硝化反应器110、固磷反应塔112、污泥脱水装置113和鼓风机108；

市政污水源101连接至格栅、沉砂池102的进料口，格栅、沉砂池102的出料口连接至调节池103，调节池103的出料口连接至涡流自循环厌氧反应器104的进水管，涡流自循环厌氧反应器104的排水管连接至双循环短程硝化反硝化反应器105的进水管，双循环短程硝化反硝化反应器105的排水管依次连接经过混凝除磷装置106和消毒装置107后排放，

双循环短程硝化反硝化反应器105和调节池103的曝气系统与鼓风机108连接并分别供气；

双循环短程硝化反硝化反应器105的排水口同时连接返回至调节池103，

涡流自循环厌氧反应器104和双循环短程硝化反硝化反应器105的排泥口连接至污泥破壁装置111，

污泥破壁装置111的破壁污泥混合液出口同时连接至多级自循环厌氧硝化反应器110的进水管和固磷反应塔112的入料口，多级自循环厌氧硝化反应器110的消化液出口连接至调节池103，多级自循环厌氧硝化反应器110的排泥管连接至污泥破壁装置111的入料口，

涡流自循环厌氧反应器104与多级自循环厌氧硝化反应器110的排沼气管连接至沼气利用设备109，

混凝除磷装置106的沉淀含磷污泥出口连接至固磷反应塔112的入料口，

固磷反应塔112出料口连接至污泥脱水装置113的入料口，污泥脱水装置113的滤液出口连接至多级自循环厌氧硝化反应器110的进水管，污泥脱水装置113的滤渣出口连接至肥料加工设备114。

进一步的，污泥脱水装置包括板框压滤机或叠螺压滤机或带式压滤机或离心脱水机或其他脱水装置的一种，滤渣含水率50％-80％；污泥破壁装置包括化学碱破壁装置或高温破壁装置或高压破壁装置或微波破壁装置或强紫外破壁装置或电极破壁装置或其它污泥破壁装置的一种。

实施例4

一种多级自循环厌氧硝化反应器，该反应器包括第一罐体1a、第一外循环泵6a、第一管道射流器28a、第一内气水分离器7a、第一顶气水分离器8a、第一一级三相分离器9a、第一二级三相分离器10a、第一内导流板26a、第一中导流板27a、气水分离挡板41a、挡渣板42a、溢流口40a、第一出水堰43a、第一控制系统48a；一级内循环喷头11a、一级外循环喷头12a、二级外循环喷头13a、二级内循环喷头14a、第一进水喷头15a、第一气提上升管16a、第二气提上升管97a、第一回流管17a、第一收气管18a、一级外循环出水管19a、二级外循环出水管20a、一级外循环进水管21a、二级外循环进水管22a、第一进水管38a、U型出水管44a、排空口45a、排水管46a、第一沼气管47a、一级内循环管99a、二级内循环管98a、第一管道射流器进水阀29a、第一管道射流器出水阀30a、第一外循环进水阀31a、一级外循环出水阀 32a、二级外循环出水阀33a、一级外循环进水阀34a、二级外循环进水阀35a和第一进水阀 36a；

第一一级三相分离器9a和第一二级三相分离器10a都固定安装在第一罐体1a中，第一一级三相分离器9a和第一二级三相分离器10a都是大径端在下小径端在上锥形；第一二级三相分离器10a位于第一一级三相分离器9a的上方，第一一级三相分离器9a的下方为第一一级反应区3a，第一一级反应区3a下方至罐底的空间为第一布水混合区2a，第一一级三相分离器9a和第一二级三相分离器10a之间为第一二级反应区4a，第一二级三相分离器10a与第一罐体1a顶部之间的空间为第一沉淀出水区5a；

第一顶气水分离器8a安装在第一罐体1a顶面，第一回流管17a一端连接在第一顶气水分离器8a底部，第一回流管17a另一端连接在一级内循环管99a上，一级内循环管99a上设有多个一级内循环喷头11a，第一收气管18a一端连接在第一罐体1a顶面，第一收气管18a另一端连接在第一顶气水分离器8a上，第一沼气管47a一端连接在第一顶气水分离器8a顶面，第一沼气管47a另一端通过三通管一路与第一管道射流器28a连接，另一路为排沼气口；

第一内气水分离器7a安装在第一二级反应区4a，第一气提上升管16a一端连接在第一一级三相分离器9a的顶部，第一气提上升管16a另一端连接第一内气水分离器7a底部并伸至第一内气水分离器7a的中部；第二气提上升管97a一端连接在第一内气水分离器7a顶部，第二气提上升管97a另一端通过水平管连进第一顶气水分离器8a的中部；一级外循环出水管 19a一端连接在第一内气水分离器7a上，一级外循环出水管19a另一端经过一级外循环出水阀32a与第一外循环泵6a的进口连接，第一外循环泵6a的出口通过三通管一路经过第一外循环进水阀31a与二级外循环进水管22a连接，另一路经过第一管道射流器进水阀29a与第一管道射流器28a的进口连接，第一管道射流器28a的出口经过第一管道射流器出水阀30a 与二级外循环进水管22a和一级外循环进水管21a同时连接，二级外循环进水管22a上设有二级外循环进水阀35a和二级外循环喷头13a，一级外循环进水管21a上设有一级外循环进水阀34a和一级外循环喷头12a；

第一二级三相分离器10a顶部设有溢流口40a与第一沉淀出水区5a连通，溢流口40a周围设有环形的气水分离挡板41a，二级外循环出水管20a一端连接在气水分离挡板41a上，二级外循环出水管20a另一端连接至第一外循环泵6a进口，二级内循环管98a一端连接在气水分离挡板41a上，二级内循环管98a另一端连接至位于第一沉淀出水区5a中的二级内循环喷头14a；

第一进水管38a一端设置在第一沉淀出水区5a，第一进水管38a另一端通过三通管一路经过第一进水阀36a作为进水口，另一路经过排泥阀37a连接第一排泥管39a，

第一布水混合区2a设有第一内导流板26a和第一中导流板27a，第一内导流板26a和第一中导流板27a将第一布水混合区2a从第一罐体1a中心向外依次分割为第一内旋混区23a、第一中旋混区24a和第一外旋混区25a；

所述第一罐体1a的顶部同心固定有环形的挡渣板42a，挡渣板42a与第一罐体1a之间的环形空间中设有环形的第一出水堰43a，U型出水管44a一端连接在第一出水堰43a，U型出水管44a另一端与三通管连接，三通管的水平出口为排水管46a，三通管的竖直出口为排空口 45a。

进一步的，所述第一内导流板26a和第一中导流板27a的数量均≥2a片，每片所述第一内导流板26a和第一中导流板27a的弧长均≤1a/4a圆周，各个第一内导流板26a均匀分布在圆周上，各个第一中导流板27a也均匀分布在圆周上，第一内导流板26a和第一中导流板27a 交错布置。

进一步的，还包括第一控制系统48a，第一控制系统48a与第一外循环泵6a、第一管道射流器进水阀29a、第一管道射流器出水阀30a、第一外循环进水阀31a、一级外循环出水阀 32a、二级外循环出水阀33a、一级外循环进水阀34a、二级外循环进水阀35a、第一进水阀36a和排泥阀37a连接以实现自动控制。

进一步的，还包括第一锥形挡流环96a和第二锥形挡流环95a；所述第一一级三相分离器 9a为大径端在下小径端在上的锥形，第一一级三相分离器9a大径端与罐壁之间为第一环形通道；所述第一二级三相分离器10a为大径端在下小径端在上的锥形，第一二级三相分离器10a 大径端与罐壁之间为第二环形通道；第一锥形挡流环96a设置在第一环形通道下方，第一锥形挡流环96a大径端在上小径端在下，第一锥形挡流环96a大径端固定在罐壁上；第二锥形挡流环95a设置在第二环形通道下方，第二锥形挡流环95a大径端在上小径端在下，第二锥形挡流环95a大径端固定在罐壁上。

进一步的，第一气提上升管16a在第一内气水分离器7a中部的一端管口位置高于一级外循环出水管19a与第一内气水分离器7a连接一端的管口。

进一步的，所述一级内循环喷头11a的射流方向、一级外循环喷头12a的射流方向、二级外循环喷头13a的射流方向、二级内循环喷头14a的射流方向、第一进水喷头15a的射流方向均相同且均沿第一罐体1a横截面的割线方向；所述第二气提上升管97a上端的水平管管口射流方向沿气水分离器8a横截面的割线方向。

进一步的，第一十字管与第二十字管交叉布置，内导流板直接固定在罐底，中导流板通过支撑脚固定在罐底。

本实施例中，一级内循环管99a、一级外循环进水管21a、第一进水管38a都设置在第一布水混合区2a，而且一级内循环管99a、一级外循环进水管21a和第一进水管38a三者以罐体轴线为中心，均匀辐射状分布。所述第一罐体1a上端有盖子，使得罐体成为密闭罐。

所述的多级自循环厌氧硝化反应器的工作方法，

运行时，原渣水由第一进水阀36a的启闭控制，通过第一进水管38a连接的第一进水喷头15a进入第一布水混合区2a，进水为连续进水或者脉冲式进水，反应器在进水与间歇时，均能结合工况与水质特点，采用多级内部自循环厌氧消化运行模式、外部动力辅助多级自循环厌氧消化运行模式或外部动力辅助增强多级自循环厌氧消化运行模式的任一种或两种或三种的交替运行模式；

反应器按多级内部自循环厌氧消化运行模式工作时，第一进水阀36a打开，原渣水通过第一进水管38a从第一进水喷头15a射出进入第一布水混合区2a形成旋转混合，在第一一级反应区3a进行消化产生沼气，混合液由于密度差形成气提作用被第一一级三相分离器9a收集，经第一气提上升管16a进入第一内气水分离器7a，再经过第二气提上升管97a进入第一顶气水分离器8a，固、液混合物因压差再从第一回流管17a经一级内循环喷头11a喷射出，再次与第一布水混合区2a新进渣水混合消化反应产生沼气，再次被气提形成第一布水混合区 2a与第一一级反应区3a无限次周而复始的自循环厌氧消化工作；与进水量等量的被处理水经过第一一级三相分离器9a和第一环形通道上升进入第一二级反应区4a进行消化反应产生沼气，气、液、固混合物经第一二级三相分离器10a收集上升通过溢流口40a排出，再从气水分离挡板41a底部的二级内循环喷头13a射出进入第一沉淀出水区5a并形成涡流旋转下沉，固、液混合物再从第一二级三相分离器10a与第二环形通道回流进入第一二级反应区4a混合消化产生沼气，再次形成第一二级反应区4a与第一一级反应区3a、第一沉淀出水区5a无限次周而复始的自循环厌氧消化工作；与进水量等量的被处理水经挡渣板42a导流后进入第一出水堰43a，从U型出水管44a排出第一罐体1a，经排水管46a进入下一处理系统；第一二级反应区4a产生的沼气经第一收气管18a进入第一顶气水分离器8a，沼气经第一沼气管47a 外排进入下一系统利用；

反应器按外部动力辅助多级自循环厌氧消化运行模式工作时，在反应器的多级内部自循环厌氧消化运行模式正常工作的基础增加以下工序：第一外循环泵6a启动，第一外循环进水阀31a开启，一级外循环出水阀32a与二级外循环出水阀33a、一级外循环进水阀34a与二级外循环进水阀35a根据控制系统设计的控制参数同时开启或单一开启或间歇开启，通过增强反应器的外循环，加大反应器的混合传质实现反应器的第一一级反应区3a外部动力辅助自循环或第一一级反应区3a与第一二级反应区4a外部动力辅助自循环或第一二级反应区4a外部动力辅助自循环多种组合的外部动力辅助多级自循厌氧消化运行模式工作，第一外循环泵6a 启动可间歇或连续式工作；

反应器按外部动力辅助增强多级自循环厌氧消化运行模式工作时，在反应器的多级内部自循环厌氧消化运行模式正常工作的基础增加以下工序：第一外循环泵6a启动，第一管道射流器进水阀29a与第一管道射流器出水阀30a开启，一级外循环出水阀32a与二级外循环出水阀33a、一级外循环进水阀34a与二级外循环进水阀35a根据控制系统设计的控制参数同时开启或单一开启或间歇开启，第一顶气水分离器8a的沼气被第一管道射流器28a吸入，并从一级外循环喷头12a或二级外循环喷头13a喷射而出，增大第一一级反应区3a与第一二级反应区4a的混合液密度差，增强气提量，强化了反应器的混合、传质，可实现反应器的第一一级反应区3a外部动力辅助增强自循环或第一一级反应区3a与第一二级反应区4a外部动力辅助增强自循环或第一二级反应区4a外部动力辅助增强自循环多种组合的外部动力辅助增强多级自循厌氧消化运行模式工作，第一外循环泵6a启动可间歇或连续式工作。

实施例5

涡流自循环厌氧反应器，该反应器为柱状的罐体结构，第二罐体1c、第二外循环泵6c、第二内气水分离器7c、第二顶气水分离器8c、第二一级三相分离器9c、第二二级三相分离器 10c、第二管道射流器17c、第二内导流板21c、第二中导流板22c、外循环喷头11c、内循环喷头12c、第二进水喷头13c、气提上升管14c、第二收气管15c、第二回流管16c、第二进水管24c、第二进水阀25c、外循环进水管28c、外循环出水管32c、第二沼气管33c、第二控制系统34c；第二管道射流器进水阀29c、第二管道射流器出水阀30c和第二外循环进水阀31c；

第二一级三相分离器9c安装在第二罐体1c中，第二二级三相分离器10c安装在第二罐体1c中第二一级三相分离器9c的上方，第二一级三相分离器9c下方为第二一级反应区3c，第二一级反应区3c到第二罐体1c底部的空间为第二布水混合区2c，第二一级三相分离器9c 与第二二级三相分离器10c之间的距离为第二二级反应区4c，第二二级三相分离器10c到第二罐体1c顶部的空间为第二沉淀出水区5c；

第二内气水分离器7c安装在第二一级三相分离器9c上方，第二一级三相分离器9c的顶部通过管道与第二内气水分离器7c连通；外循环出水管32c一端连接在第二内气水分离器7c 上，外循环出水管32c另一端与第二外循环泵6c的进口连接，第二外循环泵6c的出口通过三通管一路经过第二外循环进水阀31c连接至外循环进水管28c，另一路经过第二管道射流器进水阀29c与第二管道射流器17c的进口连接，第二管道射流器17c的出口经过第二管道射流器出水阀30c连接至设置于第二布水混合区2c的外循环进水管28c，外循环进水管28c上安装有多个外循环喷头11c；

第二顶气水分离器8c安装在第二罐体1c顶端，气提上升管14c一端连接在第二内气水分离器7c顶部，气提上升管14c另一端通过水平管连入第二顶气水分离器8c的中部，第二回流管16c一端连接在第二顶气水分离器8c底部，第二回流管16c另一端连接至位于第二二级反应区4c的内循环喷头12c；

第二二级三相分离器10c由多块倒V形板上下错层布置而成，最上层各个倒V形板顶端分别通过管道与第二收气管15c下端连通，第二收气管15c上端通过水平管连入第二顶气水分离器8c的中部，

第二沼气管33c一端连接在第二顶气水分离器8c顶部，第二沼气管33c另一端通过三通管一路连接至第二管道射流器17c的进气口，另一路为排沼气口；

第二进水管24c设置于第二布水混合区2c，第二进水管24c上安装有第二进水阀25c和第二进水喷头13c；

所述内导流板和中导流板均为与罐体同圆心的圆弧型，内导流板和中导流板将布水混合区从第二罐体1c中心向外依次划分第二内旋混区18c、第二中旋混区19c和第二外旋混区20c。

进一步的，所述内导流板直接固定在罐底，中导流板通过支撑脚固定在罐底，第二内导流板21c和第二中导流板22c的数量均≥2c片，每片所述第二内导流板21c和第二中导流板 22c的弧长均≤1c/4c圆周，各个第二内导流板21c均匀分布在圆周上，各个第二中导流板22c 也均匀分布在圆周上，第二内导流板21c和第二中导流板22c交错布置。

进一步的，还包括控制系统48c，第二控制系统34c与第二外循环泵6c、第二进水阀25c、排泥阀26c、第二管道射流器进水阀29c、第二管道射流器出水阀30c、第二外循环进水阀31c 连接以实现自动控制。

进一步的，还包括锥形挡流环96c，所述第二一级三相分离器9c为大径端在下小径端在上的锥形，第二一级三相分离器9c大径端与罐壁之间为环形通道；锥形挡流环96c设置在环形通道下方，锥形挡流环96c大径端在上小径端在下，锥形挡流环96c大径端固定在罐壁上；

进一步的，第二内气水分离器7c中与第二一级三相分离器9c顶端连接的管道出口高于外循环出水管32c与第二内气水分离器7c连接一端的管口。

进一步的，外循环喷头11c的射流方向、内循环喷头12c的射流方向、第二进水喷头13c 的射流方向均相同且均沿第二罐体1c横截面的割线方向；所述气提上升管14c上端的水平管管口射流方向沿第二顶气水分离器8c横截面的割线方向。

进一步的，所述外循环进水管28c为十字形，外循环喷头11c安装在十字形外循环进水管28c的各个管臂上；所述第二进水管24c为十字形，第二进水喷头13c安装在十字形第二进水管24c的各个管臂上，十字形外循环进水管28c和十字形第二进水管24c交叉布置。

进一步的，还包括环形出水堰23c，环形出水堰23c设置在罐体上端罐壁上，第二罐体 1c为上端敞口或密闭，出水管一端连接在环形出水堰23c，另一端连接至罐体外。

本实施例中，十字形外循环进水管和十字形进水管交叉布置，意味着，十字形外循环进水管和十字形进水管的中心重合，十字形外循环进水管的管臂与十字形进水管的管臂夹角不等于零，优选的，十字形外循环进水管的管臂与十字形进水管的管臂夹角为15～45°，一级外循环喷头和进水喷头在每条臂上均匀分布。第二排泥管26c与外循环进水管28c连接，第二排泥管26c上设有排泥阀27c。

涡流自循环厌氧反应器的工作方法，

运行时，进水由第二进水阀25c的启闭控制，通过第二进水管24c连接的进水喷头12c 进入第二布水混合区2c，进水可以连续进水也可脉冲式进水，反应器在进水与间歇时，均能结合工况与水质特点，采用内部涡流自循环运行模式或外部动力辅助涡流自循环运行模式或外部动力辅助增强涡流自循环运行模式的任一种或两种或三种的交替运行模式；

反应器按内部涡流自循环运行模式工作时，控制第二进水阀25c开启，原水通过第二进水管24c和进水喷头12c进入第二布水混合区2c并在第二一级反应区3c产生沼气，第二一级反应区3c内的气、液、固混合水经过第二内气水分离器7c由气提上升管14c气提上升到第二顶气水分离器8c，固、液混合水通过第二回流管16c从内循环喷头12c射出进入第二二级反应区4c推动混合液形成涡流旋转下沉，再从环形通道下沉回流至第二一级反应区3c，与第二布水混合区2c新进水混合后产生沼气，再次被气提形成反应器的第二一级反应区3c与第二二级反应区4c无限次周而复始的内部涡流自循环工作，第二一级反应区3c与第二二级反应区4c产生的沼气通过第二沼气管33c排走，与进水量等量的被处理水经过第二二级三相分离器10c分离进入第二沉淀出水区5c，污泥沉淀回流至第二二级反应区4c，清液从出水堰 23c排出进入下一系统；

反应器按外部动力辅助涡流自循环运行模式工作时，第二外循环泵6c启动，第二外循环进水阀31c开启，第二管道射流器进水阀29c、第二管道射流器出水阀30c关闭，第二内气水分离器7c内的固、液混合水通过外循环出水管32c，先后经第二外循环泵6c、第二外循环进水阀31c，由外循环进水管28c直接接入第二布水混合区2c从外循环喷头11c喷射出，再次与第二布水混合区2c新进水混合后产生沼气，且推动混合水形成涡流旋转上升，形成反应器的第二一级反应区3c的外部动力辅助涡流自循环工作；同时，第二一级反应区3c产生的沼气形成气提作用，把第二一级反应区3c气、液、固混合水经内气水分离器由气提上升管14c 气提上升到第二顶气水分离器8c，固、液混合水通过第二回流管16c从内循环喷头12c射出进入第二二级反应区4c推动混合液形成涡流旋转下沉，再从环形通道下沉回流至第二一级反应区3c，同步形成反应器的第二一级反应区3c与第二二级反应区4c无限次周而复始的内部涡流自循环工作，第二顶气水分离器8c多余的沼气通过第二沼气管33c排走，与进水量等量的被处理水经过第二二级三相分离器10c分离进入第二沉淀出水区5c；污泥沉淀回流至第二二级反应区4c，清液从出水堰23c排出进入下一系统；

反应器按外部动力辅助增强涡流自循环运行模式工作时，第二外循环泵6c启动，第二外循环进水阀31c关闭，第二管道射流器进水阀29c、第二管道射流器出水阀30c开启，第二内气水分离器7c内的固、液混合水通过外循环出水管32c，先后经第二外循环泵6c、第二管道射流器进水阀29c、第二管道射流器17c，与管道射流器7c吸入的沼气混合后，再经第二管道射流器出水阀30c由外循环进水管28c直接接入第二布水混合区2c从外循环喷头11c喷射出，再次与第二布水混合区2c新进水混合后产生沼气，且推动混合水形成涡流旋转上升，同时由于第二管道射流器17c吸入第二顶气水分离器8c的沼气，造成第二顶气水分离器8c形成低负压，不仅提高了一级反应区内3c混合水的密度差，也增强了第二一级反应区3c气、液、固混合水的提升量，形成反应器的第二一级反应区3c的外部动力辅助增强涡流自循环工作；同时，吸入沼气与新产生的沼气形成气提作用，把气、液、固混合水经第二内气水分离器7c由气提上升管14c气提上升到第二顶气水分离器8c，固、液混合水通过第二回流管16c 从内循环喷头12c射出进入第二二级反应区4c推动混合液形成涡流旋转下沉，再从环形通道下沉回流至第二一级反应区3c，形成反应器的第二一级反应区3c与第二二级反应区4c无限次周而复始的内部增强涡流自循环运行模式工况，第二顶气水分离器8c多余的沼气通过沼气管排走，与进水量等量的被处理水经过第二二级三相分离器10c分离进入第二沉淀出水区5c，污泥沉淀回流至第二二级反应区4c，清液从出水堰排23c出进入下一系统。

在实施例4～5中，内导流板和中导流板交错布置；意味着，内导流板的圆弧中点与圆心的连线同中导流板的圆弧中点与圆心的连线不重合；最优的内导流板的圆弧中点与圆心的连线同中导流板31a的圆弧中点与圆心的连线间隔均匀。

所述锥形挡流环为向罐体中心倾斜的面，锥形挡流环上方的固体下落至锥形挡流环上面时，由于重力而向罐体中心滑落。锥形挡流环从竖直方向在环形通道上的投影与环形通道重合，环形通道的内径大于上述锥形挡流环的投影的内径，因此锥形挡流环将环形通道遮挡，锥形挡流环下方的固体竖直向上运动时无法通过环形通道；使得环形通道仅能由液体和气体通过。例如，二级反应区中的固体先竖直下落至一级三相分离器上面，沿一级三相分离器的锥面向罐壁方向滑落至环形通道，再落到锥形挡流环上，沿锥形挡流环向罐体中心滑落。

实施例6

双循环短程硝化反硝化反应器，包括罐体1、环形档水板19、集气罩11、曝气系统10、第一生物绳填料层、第二生物绳填料层、第三生物绳填料层、气水分离器12、上回流管14、上回流喷头24、下回流管13、第一十字管、下回流喷头23、排气管15、集气管26、锥形回泥板18、斜板17、出水堰16、出水管3、进水管2、第二十字管、进水喷头25、内导流板 37、中导流板38和第三排泥管4；

环形档水板19同心安装在罐体1内部上端，集气罩11安装在罐体内部环形档水板19的下方，曝气系统10安装在罐体内部集气罩11的下方；环形档水板19与罐体1之间的环形区域为沉淀区8，集气罩11顶至环形档水板19内圆部分的水面为上反硝化区7，硝化区6位于集气罩11与曝气系统10之间，曝气系统10下方为下反硝化区5，下反硝化区5下方至罐底的空间为布水混合区9；

上反硝化区7设有第一生物绳填料层，硝化区6设有第二生物绳填料层，下反硝化区5 设有第三生物绳填料层；

气水分离器12安装在罐体1顶部，上回流管14一端连接在气水分离器12底部，上回流管14另一端接至位于第一生物绳填料层上方的水平管上，水平管上安装有多组上回流喷头 24；下回流管13上端连接在气水分离器2底部，下回流管13下端接至安装在布水混合区9的第一十字管，第一十字管各个管臂上安装有多组下回流喷头23；排气管15一端连接在气水分离器12顶部，排气管15另一端连接至罐体1内水面以下；集气管26下端连接在集气罩11的锥顶，集气管26上端通过水平管连进气水分离器2中；

锥形回泥板18的小径端在上并环形挡水板41下端固定连接，锥形回泥板18的大径端在下，锥形回泥板18的大径端与罐壁之间为过水通道，多块斜板17安装在沉淀区8的锥形回泥板18上方，多个出水堰16安装在斜板17上方，各个出水堰16为槽形，各个出水堰16沿罐体直径方向设置，出水管3一端连接在出水堰16上，另一端连接至罐体1外；

进水管2一端与水源连接，进水管2另一端与安装在布水混合区9的第二十字管连接，第二十字管的各个管臂上安装有多组进水喷头25；

内导流板37和中导流板38均为与罐体同圆心的圆弧型，内导流板37和中导流板38将布水混合区9从罐体1中心向外依次划分内旋混区34、中旋混区35和外旋混区36；

第三排泥管4安装在罐体底部。

进一步的，还包括硝化区溶解氧探头27、下反硝化区溶解氧探头28、上反硝化区溶解氧探头29、下调节阀30、上调节阀31和泄压调节阀32；

下反硝化区溶解氧探头28设置在下反硝化区5；硝化区溶解氧探头27设置在硝化区6；上反硝化区溶解氧探头29设置在上反硝化区7；上回流管14上安装有上调节阀31，排气管 15上安装有泄压调节阀32，下回流管13上安装有下调节阀30。

进一步的，还包括控制系统33，所述曝气系统10、硝化区溶解氧探头27、下反硝化区溶解氧探头28、上反硝化区溶解氧探头29、下调节阀30、上调节阀31和泄压调节阀32均与控制系统33连接实现自动控制工作。

进一步的，所述上回流喷头24的射流方向、下回流喷头23的射流方向、进水喷头25的射流方向均相同且均沿罐体1横截面的割线方向；所述集气管14上端水平管的射流方向沿气水分离器2横截面的割线方向。

进一步的，第一十字管的各个管臂处于内旋混区34、中旋混区35和外旋混区36的部分分别设置下回流喷头12；第二十字管的各个管臂处于内旋混区34、中旋混区35和外旋混区 36的部分分别设置外循环进水喷头29。

进一步的，所述曝气系统5为膜片曝气器或旋混曝气器或曝气管的任一种；气水分离器 2底部为小径端在下的锥形。

进一步的，所述内导流板37和中导流板38的数量均≥2片，每片所述内导流板37和中导流板38的弧长均≤1/4圆周，各个内导流板37均匀分布在圆周上，各个中导流板38也均匀分布在圆周上，内导流板37和中导流板38交错布置；第一十字管与第二十字管交叉布置，内导流板37置于罐底，中导流板38通过支撑脚固定在罐底。

进一步的，所述生物绳填料层由上下两层支架固定，每层支架由生物绳填料直支架20、生物绳填料同心圆支架21构成蜘蛛网状结构，生物绳填料20固定于生物绳填料同心圆支架 22上。

所述的双循环短程硝化反硝化反应器的工作方法，

(1)运行时，反应器接种好氧污泥，厌氧系统的出水由进水管直接进入罐体1底部；

(2)启动曝气系统10，使气、液、固混合物在集气罩11内、外形成密度差被集气管26提升到罐顶的气水分离器12，一部分混合物通过下回流管13回流到罐体1底部的布水混合区9，并从下回流喷头23射出，并形成旋转混合，上升经过下反硝化区5、硝化区6，再次被集气管26提升到罐顶的气水分离器12，形成下循环；另一部分气、液、固混合物通过上回流管14回流到上反硝化区7从上回流喷头24射出，并形成旋转混合，下沉经过上反硝化区7，沿集气罩11与罐体1之间的回流缝进入集气罩11下的硝化区6，再次被集气管26提升到罐顶的气水分离器12，形成上循环；出水经过沉淀区8的斜板17后上升溢流进入出水堰16，再由出水管3排出进入下一处理单元。

所述的双循环短程硝化反硝化反应器的工作方法，曝气系统10根据硝化区溶解氧探头 27反馈数据间歇工作或连续工作，硝化区6溶解氧控制0.8-1.5mg/L，下回流管13上的下调节阀30根据下反硝化区溶解氧探头28反馈数据调节回流大小，下反硝化区5溶解氧控制 0.2-0.5mg/L，上回流管14上的上调节阀31根据上反硝化区溶解氧探头29反馈数据调节回流大小，上反硝化区7溶解氧控制0.2-0.8mg/L，泄压调节阀32控制压力0.01-0.03MPa。

上反硝化区7占罐体1高度的1/4-1/3，硝化区6占罐体1高度的1/3-1/2，下反硝化区5 占罐体1高度的1/4-1/3，上回流喷头24数量≥3组，排气管15另一端连接至罐体内水面以下 5-30厘米，生物绳填料的间距20-40厘米。

斜板17一侧固定在罐壁上，斜板17另一侧固定在环形挡水板41，斜板17平面与圆柱罐体的纵截面不重合。

锥形回泥板18的大径端与罐壁之间为间距15-45厘米的过水通道。

各个出水堰16以罐体轴线为圆心，辐射状均匀分布，一端固定在罐壁上，另一侧固定在环形挡水板41，各个出水堰16通过管道连接。

出水堰16位于罐顶下方5-20厘米处。

罐体1高径比1:1-4:1；硝化区8为曝气系统5上部至罐顶，占罐体1高度的1/2-2/3；反硝化区8为曝气系统5下部至罐底，占罐体1高度的1/3-1/2。

罐体1和气水分离器2都为柱状。

进水管2沿罐体1的罐壁切向进入罐体1至30-50厘米；

上回流喷头13数量≥3组并均匀布置。

集气罩4为30°-65°的大径端在下小径端在上的锥形，集气罩4的大径端边缘距离罐体1 筒壁20-50厘米。

第一十字管与第二十字管交叉45°布置，第一十字管的罐壁与第二十字管的罐壁均匀间隔安装，内导流板37置于罐底，高度30-150厘米，中导流板38与罐底间隙30-100厘米，高度30-150厘米。

第二十字管位于第一十字管上方，第二十字管距离罐底50-150厘米，第一十字管距离罐底30-80厘米。

内导流板37和中导流板38交错布置；意味着，内导流板37的圆弧中点与圆心的连线同中导流板38的圆弧中点与圆心的连线不重合；最优的内导流板37的圆弧中点与圆心的连线同中导流板38的圆弧中点与圆心的连线间隔均匀。

锥形回泥板18的小径端的直径与环形挡水板41直径相同。

Claims (5)

1.一种市政污水脱氮除磷耦合污泥减量的装置，其特征在于，包括格栅、沉砂池、调节池、涡流自循环厌氧反应器、双循环短程硝化反硝化反应器、混凝除磷装置、消毒装置、污泥破壁装置、多级自循环厌氧硝化反应器、固磷反应塔、污泥脱水装置和鼓风机；

市政污水源连接至格栅、沉砂池的进料口，格栅、沉砂池的出料口连接至调节池，调节池的出料口连接至涡流自循环厌氧反应器的进水管，涡流自循环厌氧反应器的排水管连接至双循环短程硝化反硝化反应器的进水管，双循环短程硝化反硝化反应器的排水管依次连接经过混凝除磷装置和消毒装置后排放，

双循环短程硝化反硝化反应器和调节池的曝气系统与鼓风机连接并分别供气；

双循环短程硝化反硝化反应器的排水口同时连接返回至调节池，

涡流自循环厌氧反应器和双循环短程硝化反硝化反应器的排泥口连接至污泥破壁装置，

污泥破壁装置的破壁污泥混合液出口同时连接至多级自循环厌氧硝化反应器的进水管和固磷反应塔的入料口，多级自循环厌氧硝化反应器的消化液出口连接至调节池，多级自循环厌氧硝化反应器的排泥管连接至污泥破壁装置的入料口，

涡流自循环厌氧反应器与多级自循环厌氧硝化反应器的排沼气管连接至沼气利用设备，

混凝除磷装置的沉淀含磷污泥出口连接至固磷反应塔的入料口，

固磷反应塔出料口连接至污泥脱水装置的入料口，污泥脱水装置的滤液出口连接至多级自循环厌氧硝化反应器的进水管，污泥脱水装置的滤渣出口连接至肥料加工设备。

2.根据权利要求1所述的市政污水脱氮除磷耦合污泥减量的装置，其特征在于，污泥脱水装置包括板框压滤机或叠螺压滤机或带式压滤机或离心脱水机的一种，滤渣含水率50％-80％；污泥破壁装置包括化学碱破壁装置或高温破壁装置或高压破壁装置或微波破壁装置或强紫外破壁装置或电极破壁装置的一种。

3.根据权利要求1所述的市政污水脱氮除磷耦合污泥减量的装置，其特征在于，所述多级自循环厌氧硝化反应器，该反应器包括第一罐体(1a)、第一外循环泵(6a)、第一管道射流器(28a)、第一内气水分离器(7a)、第一顶气水分离器(8a)、第一一级三相分离器(9a)、第一二级三相分离器(10a)、第一内导流板(26a)、第一中导流板(27a)、气水分离挡板(41a)、挡渣板(42a)、溢流口(40a)、第一出水堰(43a)、第一控制系统(48a)；一级内循环喷头(11a)、一级外循环喷头(12a)、二级外循环喷头(13a)、二级内循环喷头(14a)、第一进水喷头(15a)、第一气提上升管(16a)、第二气提上升管(97a)、第一回流管(17a)、第一收气管(18a)、一级外循环出水管(19a)、二级外循环出水管(20a)、一级外循环进水管(21a)、二级外循环进水管(22a)、第一进水管(38a)、U型出水管(44a)、排空口(45a)、排水管(46a)、第一沼气管(47a)、一级内循环管(99a)、二级内循环管(98a)、第一管道射流器进水阀(29a)、第一管道射流器出水阀(30a)、第一外循环进水阀(31a)、一级外循环出水阀(32a)、二级外循环出水阀(33a)、一级外循环进水阀(34a)、二级外循环进水阀(35a)和第一进水阀(36a)；

第一一级三相分离器(9a)和第一二级三相分离器(10a)都固定安装在第一罐体(1a)中，第一一级三相分离器(9a)和第一二级三相分离器(10a)都是大径端在下小径端在上锥形；第一二级三相分离器(10a)位于第一一级三相分离器(9a)的上方，第一一级三相分离器(9a)的下方为第一一级反应区(3a)，第一一级反应区(3a)下方至罐底的空间为第一布水混合区(2a)，第一一级三相分离器(9a)和第一二级三相分离器(10a)之间为第一二级反应区(4a)，第一二级三相分离器(10a)与第一罐体(1a)顶部之间的空间为第一沉淀出水区(5a)；

第一顶气水分离器(8a)安装在第一罐体(1a)顶面，第一回流管(17a)一端连接在第一顶气水分离器(8a)底部，第一回流管(17a)另一端连接在一级内循环管(99a)上，一级内循环管(99a)上设有多个一级内循环喷头(11a)，第一收气管(18a)一端连接在第一罐体(1a)顶面，第一收气管(18a)另一端连接在第一顶气水分离器(8a)上，第一沼气管(47a)一端连接在第一顶气水分离器(8a)顶面，第一沼气管(47a)另一端通过三通管一路与第一管道射流器(28a)连接，另一路为排沼气口；

第一内气水分离器(7a)安装在第一二级反应区(4a)，第一气提上升管(16a)一端连接在第一一级三相分离器(9a)的顶部，第一气提上升管(16a)另一端连接第一内气水分离器(7a)底部并伸至第一内气水分离器(7a)的中部；第二气提上升管(97a)一端连接在第一内气水分离器(7a)顶部，第二气提上升管(97a)另一端通过水平管连进第一顶气水分离器(8a)的中部；一级外循环出水管(19a)一端连接在第一内气水分离器(7a)上，一级外循环出水管(19a)另一端经过一级外循环出水阀(32a)与第一外循环泵(6a)的进口连接，第一外循环泵(6a)的出口通过三通管一路经过第一外循环进水阀(31a)与二级外循环进水管(22a)连接，另一路经过第一管道射流器进水阀(29a)与第一管道射流器(28a)的进口连接，第一管道射流器(28a)的出口经过第一管道射流器出水阀(30a)与二级外循环进水管(22a)和一级外循环进水管(21a)同时连接，二级外循环进水管(22a)上设有二级外循环进水阀(35a)和二级外循环喷头(13a)，一级外循环进水管(21a)上设有一级外循环进水阀(34a)和一级外循环喷头(12a)；

第一二级三相分离器(10a)顶部设有溢流口(40a)与第一沉淀出水区(5a)连通，溢流口(40a)周围设有环形的气水分离挡板(41a)，二级外循环出水管(20a)一端连接在气水分离挡板(41a)上，二级外循环出水管(20a)另一端连接至第一外循环泵(6a)进口，二级内循环管(98a)一端连接在气水分离挡板(41a)上，二级内循环管(98a)另一端连接至位于第一沉淀出水区(5a)中的二级内循环喷头(14a)；

第一进水管(38a)一端设置在第一沉淀出水区(5a)，第一进水管(38a)另一端通过三通管一路经过第一进水阀(36a)作为进水口，另一路经过排泥阀(37a)连接第一排泥管(39a)，

第一布水混合区(2a)设有第一内导流板(26a)和第一中导流板(27a)，第一内导流板(26a)和第一中导流板(27a)将第一布水混合区(2a)从第一罐体(1a)中心向外依次分割为第一内旋混区(23a)、第一中旋混区(24a)和第一外旋混区(25a)；

所述第一罐体(1a)的顶部同心固定有环形的挡渣板(42a)，挡渣板(42a)与第一罐体(1a)之间的环形空间中设有环形的第一出水堰(43a)，U型出水管(44a)一端连接在第一出水堰(43a)，U型出水管(44a)另一端与三通管连接，三通管的水平出口为排水管(46a)，三通管的竖直出口为排空口(45a)。

4.根据权利要求1所述的市政污水脱氮除磷耦合污泥减量的装置，其特征在于，所述涡流自循环厌氧反应器，该反应器为柱状的罐体结构，包括第二罐体(1c)、第二外循环泵(6c)、第二内气水分离器(7c)、第二顶气水分离器(8c)、第二一级三相分离器(9c)、第二二级三相分离器(10c)、第二管道射流器(17c)、第二内导流板(21c)、第二中导流板(22c)、外循环喷头(11c)、内循环喷头(12c)、第二进水喷头(13c)、气提上升管(14c)、第二收气管(15c)、第二回流管(16c)、第二进水管(24c)、第二进水阀(25c)、外循环进水管(28c)、外循环出水管(32c)、第二沼气管(33c)、第二控制系统(34c)；第二管道射流器进水阀(29c)、第二管道射流器出水阀(30c)和第二外循环进水阀(31c)；

第二一级三相分离器(9c)安装在第二罐体(1c)中，第二二级三相分离器(10c)安装在第二罐体(1c)中第二一级三相分离器(9c)的上方，第二一级三相分离器(9c)下方为第二一级反应区(3c)，第二一级反应区(3c)到第二罐体(1c)底部的空间为第二布水混合区(2c)，第二一级三相分离器(9c)与第二二级三相分离器(10c)之间的距离为第二二级反应区(4c)，第二二级三相分离器(10c)到第二罐体(1c)顶部的空间为第二沉淀出水区(5c)；

第二内气水分离器(7c)安装在第二一级三相分离器(9c)上方，第二一级三相分离器(9c)的顶部通过管道与第二内气水分离器(7c)连通；外循环出水管(32c)一端连接在第二内气水分离器(7c)上，外循环出水管(32c)另一端与第二外循环泵(6c)的进口连接，第二外循环泵(6c)的出口通过三通管一路经过第二外循环进水阀(31c)连接至外循环进水管(28c)，另一路经过第二管道射流器进水阀(29c)与第二管道射流器(17c)的进口连接，第二管道射流器(17c)的出口经过第二管道射流器出水阀(30c)连接至设置于第二布水混合区(2c)的外循环进水管(28c)，外循环进水管(28c)上安装有多个外循环喷头(11c)；

第二顶气水分离器(8c)安装在第二罐体(1c)顶端，气提上升管(14c)一端连接在第二内气水分离器(7c)顶部，气提上升管(14c)另一端通过水平管连入第二顶气水分离器(8c)的中部，第二回流管(16c)一端连接在第二顶气水分离器(8c)底部，第二回流管(16c)另一端连接至位于第二二级反应区(4c)的内循环喷头(12c)；

第二二级三相分离器(10c)由多块倒V形板上下错层布置而成，最上层各个倒V形板顶端分别通过管道与第二收气管(15c)下端连通，第二收气管(15c)上端通过水平管连入第二顶气水分离器(8c)的中部，

第二沼气管(33c)一端连接在第二顶气水分离器(8c)顶部，第二沼气管(33c)另一端通过三通管一路连接至第二管道射流器(17c)的进气口，另一路为排沼气口；

第二进水管(24c)设置于第二布水混合区(2c)，第二进水管(24c)上安装有第二进水阀(25c)和第二进水喷头(13c)；

所述内导流板和中导流板均为与罐体同圆心的圆弧型，内导流板和中导流板将第二布水混合区(2c)从第二罐体(1c)中心向外依次划分第二内旋混区(18c)、第二中旋混区(19c)和第二外旋混区(20c)。

5.根据权利要求1所述的市政污水脱氮除磷耦合污泥减量的装置，其特征在于，所述双循环短程硝化反硝化反应器，包括罐体(1)、环形档水板(19)、集气罩(11)、曝气系统(10)、第一生物绳填料层、第二生物绳填料层、第三生物绳填料层、气水分离器(12)、上回流管(14)、上回流喷头(24)、下回流管(13)、第一十字管、下回流喷头(23)、排气管(15)、集气管(26)、锥形回泥板(18)、斜板(17)、出水堰(16)、出水管(3)、进水管(2)、第二十字管、进水喷头(25)、内导流板(37)、中导流板(38)和第三排泥管(4)；

环形档水板(19)同心安装在罐体(1)内部上端，集气罩(11)安装在罐体内部环形档水板(19)的下方，曝气系统(10)安装在罐体内部集气罩(11)的下方；环形档水板(19)与罐体(1)之间的环形区域为沉淀区(8)，集气罩(11)顶至环形档水板(19)内圆部分的水面为上反硝化区(7)，硝化区(6)位于集气罩(11)与曝气系统(10)之间，曝气系统(10) 下方为下反硝化区(5)，下反硝化区(5)下方至罐底的空间为布水混合区(9)；

上反硝化区(7)设有第一生物绳填料层，硝化区(6)设有第二生物绳填料层，下反硝化区(5)设有第三生物绳填料层；

气水分离器(12)安装在罐体(1)顶部，上回流管(14)一端连接在气水分离器(12)底部，上回流管(14)另一端接至位于第一生物绳填料层上方的水平管上，水平管上安装有多组上回流喷头(24)；下回流管(13)上端连接在气水分离器(12)底部，下回流管(13)下端接至安装在布水混合区(9)的第一十字管，第一十字管各个管臂上安装有多组下回流喷头(23)；排气管(15)一端连接在气水分离器(12)顶部，排气管(15)另一端连接至罐体(1)内水面以下；集气管(26)下端连接在集气罩(11)的锥顶，集气管(26)上端通过水平管连进气水分离器(12)中；

锥形回泥板(18)的小径端在上并环形挡水板(41)下端固定连接，锥形回泥板(18)的大径端在下，锥形回泥板(18)的大径端与罐壁之间为过水通道，多块斜板(17)安装在沉淀区(8)的锥形回泥板(18)上方，多个出水堰(16)安装在斜板(17)上方，各个出水堰(16)为槽形，各个出水堰(16)沿罐体直径方向设置，出水管(3)一端连接在出水堰(16)上，另一端连接至罐体(1)外；

进水管(2)一端与水源连接，进水管(2)另一端与安装在布水混合区(9)的第二十字管连接，第二十字管的各个管臂上安装有多组进水喷头(25)；

内导流板(37)和中导流板(38)均为与罐体同圆心的圆弧型，内导流板(37)和中导流板(38)将布水混合区(9)从罐体(1)中心向外依次划分内旋混区(34)、中旋混区(35)和外旋混区(36)；

第三排泥管(4)安装在罐体底部。