申请日2014.01.07
公开(公告)日2014.05.07
IPC分类号C02F3/34; C02F3/30
摘要
一种两级动力内循环同步脱氮除磷颗粒污泥反应器，包括反应器本体、若干设置在反应器本体内腔的竖隔板、斜底板以及导流板，反应器本体自下而上分为回流布水单元、内循环反应单元、排泥单元、多功能三相分离区、出水及污泥回收单元，回流布水单元包括回流区、布水器;内循环反应单元由竖隔板自左向右依次分隔为好氧一区、降流一区、厌氧一区、降流二区、好氧二区、厌氧二区六个隔室;排泥单元自上而下依次设有剩余污泥排泥口和富磷污泥排泥口;多功能三相分离区包括可变角度挡泥板、溢流堰;出水及污泥回收单元包括出水槽、出水口。本发明的有益效果是：采用两级曝气推动内循环，传质和混合性能优;在同一反应器内实现同步脱氮除磷。
权利要求书
1.一种两级动力内循环同步脱氮除磷颗粒污泥反应器，其特征 在于：包括反应器本体、若干设置在反应器本体内腔的竖隔板、斜 底板以及导流板，所述的反应器本体自下而上分为回流布水单元、 内循环反应单元、排泥单元、多功能三相分离区、出水及污泥回收 单元，所述的回流布水单元包括位于斜底板和反应器本体底板之间 的回流区、与外界水泵接通的布水器;所述的内循环反应单元由竖 隔板自左向右依次分隔为好氧一区、降流一区、厌氧一区、降流二 区、好氧二区、厌氧二区六个隔室，所述的厌氧二区通过回流区与 所述的好氧一区连通;所述的好氧一区和所述的好氧二区底端配有 微孔曝气头;所述的排泥单元自上而下依次设有剩余污泥排泥口和 富磷污泥排泥口;所述的多功能三相分离区包括可变角度挡泥板、 设置在出水槽上的溢流堰，所述的可变角度挡泥板与所述的溢流堰 之间留有的间隙作为排气口;所述的出水及污泥回收单元包括出水 槽、设置在出水槽上的出水口。
2.如权利要求1所述的一种两级动力内循环同步脱氮除磷颗粒 污泥反应器，其特征在于：所述的竖隔板从左向右依次命名为第一 竖隔板、第二竖隔板、第三竖隔板、第四竖隔板以及第五竖隔板，所 述的内循环反应单元由第一竖隔板、第二竖隔板、第三竖隔板、第四 竖隔板以及第五竖隔板自左向右依次分隔为好氧一区、降流一区、 厌氧一区、降流二区、好氧二区、厌氧二区六个隔室，其中第一竖隔 板底部通过导流板与所述的斜底板连接;第二竖隔板末端、第三竖隔 板末端与斜底板的一端连接;第二竖隔板、第四竖隔板均与斜底板之 间留有间隙。
3.如权利要求2所述的一种两级动力内循环同步脱氮除磷颗粒 污泥反应器，其特征在于：所述的反应器本体呈长方体状，长： 高：宽比例为4-6:5-8:1，所述的好氧一区、降流一区、厌氧一区、 降流二区、好氧二区、厌氧二区的体积比例为2-3:1:4-6:1:2-3:2。
4.如权利要求2所述的一种两级动力内循环同步脱氮除磷颗粒 污泥反应器，其特征在于：所述的第一竖隔板、第三竖隔板以及第五 竖隔板的长度与反应器本体高度比例为10-9:8-7:7-6:15，第二竖隔板、 第四竖隔板的长度与反应器本体的高度比例为9-11:7-9:15。
5.如权利要求4所述的一种两级动力内循环同步脱氮除磷颗粒污 泥反应器，其特征在于：所述的导流板与第一竖隔板的夹角α为 120°-150°，可调角度挡泥板与第四竖隔板的夹角γ为45°-75°，所述 的出水槽底板与所述的溢流堰的夹角β为110°-150°，第三竖隔板与 斜底板的夹角δ为60°-75°，斜底板与反应器主体底板平行。
6.如权利要求1所述的一种两级动力内循环同步脱氮除磷颗粒 污泥反应器，其特征在于：所述的出水槽中部设有支架，并且所述的 支架上搁置筛网，所述的筛网孔径0.2-0.5mm。
7.如权利要求1所述的一种两级动力内循环同步脱氮除磷颗粒 污泥反应器，其特征在于：所述的厌氧二区上端设置的布水器为直角 布水器，并且直角布水器出水流向向下并与反应器本体平行。
8.如权利要求1所述的一种两级动力内循环同步脱氮除磷颗粒 污泥反应器，其特征在于：所述的多功能三相分离区底部位于所述的 好氧一区上端、降流二区顶部的区域分别设有锥形挡泥导流板。
说明书
一种两级动力内循环同步脱氮除磷颗粒污泥反应器
技术领域
本发明涉及一种两级动力内循环同步脱氮除磷颗粒污泥反应器。
背景技术
氮是不可或缺的生命要素之一，它对人类生存发展的重要性不言 而喻。但近年来含氮化合物的过量排放，造成了水体富营养化等一系 列严重危害。
一体化完全自养脱氮工艺是一种非常有应用前景的新型生物工 艺，该工艺是指在单个反应器内通过控制溶解氧，在微氧条件下，亚 硝酸菌将氨部分氧化为亚硝酸盐，消耗氧创造缺氧环境;随后厌氧氨 氧化菌将上述过程产生的亚硝酸盐和剩余的氨经厌氧氨氧化反应转 化为氮气，从而达到脱氮之目的。该工艺无需外加甲醇等有机碳源， 节省曝气量，基建和运行成本低。
现有的完全自养脱氮反应器通常都存在一些缺陷，如：泥水分离 效果差，颗粒污泥上浮导致厌氧氨氧化菌流失严重，且污泥流失后难 以收集，导致菌体难以在反应器内有效持留;反应器内废水和污泥流 动性差，循环动力不足;高径比偏大，不利于工程放大。这些缺陷不 利于反应器潜能的发挥和工艺的长期稳定运行，成为高效脱氮反应器 工业化应用的一个瓶颈。另一方面，常见废水如猪场养殖废水、化肥 生产废水、制药废水、厕所水中不仅含有较高浓度的氮素还含有数量 可观的磷酸盐，实现高效同步脱氮除磷是目前工艺开发的热点。
发明内容
为了解决目前的颗粒污泥反应器泥水分离效果差，颗粒污泥上浮 导致厌氧氨氧化菌流失严重，且污泥流失后难以收集，导致菌体难以 在反应器内有效持留的问题，本发明提出了一种通过调节曝气强度控 制反应器内内循环速度和溶解氧浓度，营造好氧-厌氧交替的环境， 能够有效解决传统脱氮反应器循环动力不足、泥水分离效果不佳等问 题，实现同步脱氮除磷的同时并能回收流失的上浮污泥的两级动力内 循环同步脱氮除磷颗粒污泥反应器。
本发明所述的两级动力内循环同步脱氮除磷颗粒污泥反应器， 其特征在于：包括反应器本体、若干设置在反应器本体内腔的竖隔 板、斜底板以及导流板，所述的反应器本体自下而上分为回流布水 单元、内循环反应单元、排泥单元、多功能三相分离区、出水及污 泥回收单元，所述的回流布水单元包括位于斜底板和反应器本体底 板之间的回流区、与外界水泵接通的布水器;所述的内循环反应单 元由竖隔板自左向右依次分隔为好氧一区、降流一区、厌氧一区、 降流二区、好氧二区、厌氧二区六个隔室，所述的厌氧二区通过回 流区与所述的好氧一区连通;所述的好氧一区和所述的好氧二区底端 配有微孔曝气头;所述的排泥单元自上而下依次设有剩余污泥排泥 口和富磷污泥排泥口;所述的多功能三相分离区包括可变角度挡泥 板、设置在出水槽上的溢流堰，所述的可变角度挡泥板与所述的溢流 堰之间留有的间隙作为排气口;所述的出水及污泥回收单元包括出 水槽、设置在出水槽上的出水口。
所述的竖隔板从左向右依次命名为第一竖隔板、第二竖隔板、第 三竖隔板、第四竖隔板以及第五竖隔板，所述的内循环反应单元由第 一竖隔板、第二竖隔板、第三竖隔板、第四竖隔板以及第五竖隔板自 左向右依次分隔为好氧一区、降流一区、厌氧一区、降流二区、好 氧二区、厌氧二区六个隔室，其中第一竖隔板底部通过导流板与所述 的斜底板连接、第二竖隔板末端、第三竖隔板末端与斜底板的一端连 接;第二竖隔板、第四竖隔板均与斜底板之间留有间隙。
所述的反应器本体呈长方体状，长：高：宽比例为4-6:5-8:1， 所述的好氧一区、降流一区、厌氧一区、降流二区、好氧二区、厌 氧二区的体积比例为2-3:1:4-6:1:2-3:2。
所述的第一竖隔板、第三竖隔板以及第五竖隔板的长度与反应器 本体高度比例为10-9:8-7:7-6:15，第二竖隔板、第四竖隔板的长度与 反应器本体的高度比例为9-11:7-9:15。
所述的导流板与第一竖隔板的夹角α为120°-150°，可调角度挡泥 板与第四竖隔板的夹角γ为45°-75°，所述的出水槽底板与所述的溢 流堰的夹角β为110°-150°，第三竖隔板与斜底板的夹角δ为60°-75°， 斜底板与反应器主体底板平行。
所述的出水槽中部设有支架，并且所述的支架上搁置筛网，所述 的筛网孔径0.2-0.5mm。
所述的厌氧二区上端设置的布水器为直角布水器，并且直角布水 器出水流向向下并与反应器本体平行。
所述的多功能三相分离区底部位于所述的好氧一区上端、降流二 区顶部的区域分别设有锥形挡泥导流板。
本发明所述的一种两级动力内循环同步脱氮除磷反应器可用 PVC板或钢板制作，筛网用不锈钢丝制成，其运行方式如下：含氮 磷废水经直角布水器进入厌氧二区，与好氧二区回流泥水混合，回流 废水中残留的NO2-与进水中的NH4+由颗粒污泥内的厌氧氨氧化菌转 化为N2，聚磷细菌在此吸收可生物降解有机物以内碳源PHB的形式 贮存在聚磷菌体内，同时释磷。泥水混合物借助进水推力和重力沉降 流经回流区进入好氧一区底部，经微孔曝气头曝气，废水中的部分 NH4+由颗粒污泥表面的亚硝酸细菌转化为NO2-，聚磷细菌PAOs进行 过量摄磷，气泡上浮带动泥水混合物上升流动，经锥形挡泥导流板折 流进入降流一区，气体从反应器顶端液面(图中虚线所示)排出。随 后泥水混合液进入厌氧一区，废水中的NO2-和残留的NH4+由颗粒污 泥内的厌氧氨氧化菌转化为N2，泥水气混合物在降流二区污泥沉降， 氮气从三相分离区顶端出气口排除，上浮污泥因上升浮力和可变角度 挡泥板阻力作用，借助出水溢流被带出，落到筛网上，澄清出水从出 水槽底端排水口排出，上浮污泥可与筛网一同取出，经破碎后重新加 入反应器。好氧二区底部因曝气混合物上升形成一定负压，促进厌氧 一区混合物经降流二区向好氧二区的流动补充。经微孔曝气头曝气， 废水中残留的NH4+由颗粒污泥表面的亚硝酸细菌转化为NO2-，上升 的混合物又流入厌氧二区从而实现内循环。富磷污泥从降流一区底端 排泥口排出达到除磷目的，过剩污泥从厌氧一区上部排泥口排出反应 器。
本发明的有益效果是：①营造好氧、厌氧交替环境，可培养出同 步脱氮除磷的颗粒污泥;②设置可调角度排泥板利用上浮颗粒浮力和 溢流水进行排泥，后置筛网，回收浮泥，避免颗粒污泥流失;③两级 曝气推动泥水混合液充分循环，传质和混合性能优;④高径比大大低 于相同反应路径的传统反应器;⑤污泥运动路径呈S型，有利于污泥 颗粒化以及废水和微生物充分接触;⑥底部设置斜坡，充分利用进水 动力，加速反应器底部泥水循环;⑦高效持留菌体，维持反应器内部 较高的污泥浓度;⑧对高浓度含氮废水仍具有较高的脱氮效率;⑨富 磷污泥和剩余污泥能及时排出反应器。