[发明专利]一种一体化短程硝化反硝化生物脱氮反应器

说明书

技术领域

本发明涉及污水处理设备技术领域，具体地说是一种一体化短程硝化反硝化生物脱氮反应器。

背景技术

含氮废水未经处理或处理不当就直接排放到水体中，会导致水体富营养化，造成水体污染，使水体环境质量降低，危害整个生态系统。因此近年来，人们开始重视氮污染对环境所造成的影响，逐步开展氮素污染控制的各项工程，各种针对脱氮处理的工艺在污水处理技术领域得到发展。

目前，国内外含氮废水的主要处理技术主要有以下几种：物理法、化学法、物理化学法及生物法。物理法和化学法在实际工程中运用受到很大的限制，因其易造成二次污染且处理费用高，而生物脱氮技术克服了物理法和化学法产生的缺点，且应用时操作过程简单，去除效率高，所以生物脱氮技术逐渐成为水污染处理领域的重要研究方向。

传统生物脱氮工艺是好氧硝化过程与缺氧反硝化相继或交替完成，首先在氨化菌的作用下将有机氮氧化分解为NH₄⁺-N；然后由自养型硝化细菌将NH₄⁺-N氧化成NO₂^--N和NO₃^--N；接着NO₂^--N和NO₃^--N在反硝化细菌的作用下还原为N₂或其它氮氧化物，最后N₂释放到大气中，从而达到脱氮的目的。传统的生物脱氮工艺为一个完整生物脱氮过程，包括氨化作用，硝化作用和反硝化作用构成。优点：有机物的去除与氨化、硝化、反硝化等反应过程在相对独立的反应器中分别进行，可通过工艺控制达到最优化状态，因而各种反应速率均较快，反应进行较彻底。缺点：工艺设备多，基建造价高，运行管理复杂。

由于传统生物脱氮工艺存在除氮过程复杂，能耗多，时间长的缺点，因此国内外学者研究开发出一种新型生物脱氮工艺，即短程硝化反硝化，其特点是将硝化过程控制在HNO₂阶段而终止，阻止NO₂^-的进一步氧化为NO₃^-，随后直接进行反硝化。短程硝化反硝化的优点主要有：（1）减少25％左右的需氧量，降低能耗；（2）减少40％左右的有机碳源，节省运行成本；（3）反应器容积小，节省占地面积；（4）反硝化速率高；（5）对比全程硝化反硝化过程，污泥产量少；（6）减少碱的投加量。 

目前，为实现短程硝化反硝化生物脱氮工艺，主要途径是在传统生物脱氮工艺中控制反应温度、溶解氧浓度、pH值、游离氨、负荷和添加抑制剂等。这种方式的优点是，能利用传统生物脱氮工艺的成熟开发运行经验，缺点是：（1）设备占地面积大，基建费用高，运行调试需要专业人员控制，运行管理非常复杂。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种一体化短程同步硝化反硝化生物脱氮反应器，通过简单控制就能实现短程硝化反硝化过程，并且极大地降低设备占地面积，有效地降低运行费用，并且具有运行管理简单，能实现自动化控制的优点。

本发明一体化短程硝化反硝化生物脱氮反应器，其特征是：由生物脱氮反应器、水箱、平衡水箱、液体流量计、气体流量计、空气压缩机、空气推流器、排泥孔、出水口9组成，分成空气推流区、曝气区、缺氧区和沉淀区，生物脱氮反应器由防腐碳钢材料制成，将生物处理的好氧阶段、兼氧阶段及沉淀区集中在一个池子中，曝气区体积为60-100L，进水为连续流，采用空气推流器进行大倍比循环，进水与沉淀池回流水混合进入空气推流区，空气压缩机压缩空气经过空气推流器将进水推入到曝气区，曝气区采用微孔曝气器进行曝气，出水进入缺氧区，缺氧区进行反硝化反应后，出水进入沉淀区，沉淀区为斜板沉淀池，沉淀池出水部分排放，部分随进水一同进入空气推流区。曝气区溶解氧浓度在进水端较高，出水端较低。

运行时污水由液体流量计控制经配水箱进入反应池混合区，从斜板沉淀池出水，气体流量计调节进入曝气区的气体，通过空气提升系统使进水与出水进行快速稀释，空气推流区采用空气推流器进行水流循环。

运行过程中通过计算机自动控制曝气区尾端DO浓度为0.3mg/L，即整个曝气区DO浓度不会超过0.3mg/L。