[发明专利]上流式固体碳源生物膜载体反硝化生物反应器

说明书

技术领域

本发明属于膜生物反应器废水处理设备，主要针对硝态氮含量较高的城市污水处理厂二沉池出水的脱氮处理。

背景技术

目前，我国约90%的城镇污水处理厂设计排放标准为一级B标准。城镇污水处理厂集纳和处理了大部分的城市生活污水，因此排水量非常大。同时，随着工业化、城市化的进程加快，这部分的排水量增长势头比较迅猛。这在一定的地区的环境造成很大的压力.如果还是按照老的一级B的排放标准设计运营城镇污水处理厂，其中的氮磷等在水体中日积月累.造成水体富营养化.特别是到夏天，水质严重恶化，生态平衡遭到极大破坏。2011年环保部公布的环境状况公报也证实了这种情况，公报显示，我国七大水系总体为轻度污染，湖泊（水库）富营养化问题突出。因此，污水处理厂的提标改造（一级A到一级B）迫在眉睫。

一级A标准和一级B标准的主要差别体现在COD、BOD、SS、动植物油、石油类、阴离子表面活性剂、氨氮、总氮和总磷、以及粪大肠菌群数等10个基本控制项目上。其中氨氮、总氮和总磷浓度的降低是提标改造中的重点和难点，对于城市污水处理厂二级出水中的磷，通常采用混凝沉淀法去除，目前对氮的去除主要还是以生物法为主。但是，城市污水厂二级出水普遍存在生物脱氮碳源不足的问题，使之成为制约生物脱氮效率的重要因素。污水处理厂提标改造一般采用的方式有：采用新工艺、改变工况、在二沉池出水后接三级处理工艺，其中，采用新工艺这种方式，由于要更换原有的旧工艺，操作上最复杂，成本较高，耗时长；改变工况往往以增加能耗来保证出水水质达标，也不太理想；在二沉池出水后接三级处理工艺，操作简单，成本低，耗时短，所以受到广泛的关注。

目前用于污水脱氮反硝化的深度处理工艺主要有离子交换、吸附、化学处理、膜技术和生物反硝化。离子交换和吸附主要用于生产高纯度的水并且产生的浓缩盐水需要进行额外的处理，吸附树脂由于吸附能力很快达到极限，所以需要经常的更换和再生。膜技术是一种浓缩技术，产生的浓缩盐水需要经过后处理才能排放。化学处理处理低浓度的低硝酸盐浓度的废水脱氮效率低并且需要连续的供应大量的化学物质。而生物反硝化是目前发展最好并且使用最广泛的脱氮技术，无论从技术性和经济性上都要优于前面所述的几种工艺。生物反硝化主要有曝气生物滤池、反硝化填充床滤池、活性砂反硝化滤池、深床反硝化滤池、流化床生物反应器、固定微生物反应器、人工湿地等。其中填充床易发生填料堵塞从而需要定时进行反冲洗；流化床堵塞问题得到解决，但是控制和运行上存在的问题，如填料易流失、能耗高等，限制了它的应用和推广；固定微生物解决了微生物容易造成出水二次污染的问题，但是固定载体有限的传质能力和载体本身的稳定性也是亟待解决的问题。另外，由于城市污水厂二级出水普遍存在生物脱氮碳源不足的问题，这些工艺都需要配套单独的碳源投加系统才能保证脱氮效率，并且主要以投加液态碳源为主。但是，向污水中投加甲醇、乙醇等液态有机物，在进水水质波动情况下容易造成碳源投加不足或过量，投加量过多则出水中含有多余的液体碳源，影响出水水质的同时造成高运行成本；投加量少则会导致反硝化反应不完全，出现亚硝酸盐的积累和出水硝酸氮含量超标。为了解决这个问题，一些发明者设计了一些在线监测自动投加碳源装置，虽然解决了碳源投加量和投加时间的问题，但是使得工艺和操作更加复杂，也额外增加了成本。

发明内容

本发明根据城市污水处理厂二沉池出水的水质特点，针对现有反硝化反应器存在的问题，提供一种结构简洁、操作简便、易于挂膜、处理效率高、抗DO和pH冲击负荷强、运行成本低、载体环保无污染的上流式固体碳源生物膜载体反硝化生物反应器。

本发明提出的一种上流式固体碳源生物膜载体反硝化生物反应器，包括反应室和设置在反应室内的生物膜载体。所述生物膜载体是固体碳源生物膜载体，呈板块状，有多块，它们相互平行竖直插装在固定架中，形成主反应室。在反应室中设置隔板将反应器的进水和主反应室隔开，形成调节池，在隔板下端设进水口与主反应室下方连通，隔板隔出的前端调节池一方面可以调节进水的水量，另一方面，隔板只允许进水从隔板下的小口进入主反应室，可以营造一个良好的缺氧环境，有利于微生物反硝化反应的进行。在主反应室上方的反应室壁上设置有出水口，在主反应室下方的反应室底设置有污泥排放口，在主反应室底部与固定架底部之间留有距离，在此空间设置机械搅拌装置，主反应室内的水流呈上流式。