[发明专利]多循环式复合型生物反应器及其工艺

说明书

技术领域

本发明属于污水处理领域，涉及污水处理装置，具体涉及多循环式复合型生物反应器及其工艺。

背景技术

以厌氧-缺氧-好氧工艺(A²O工艺)为代表的活性污泥工艺，由于构造简单、总水力停留时间短、控制复杂性小、不易产生污泥膨胀等优点，被广泛应用在我国现有的城市污水处理厂中。但A²O工艺存在基质竞争、泥龄矛盾、总氮去除率难以提高等一些问题。同步硝化反硝化和反硝化除磷等技术可有效提高A²O工艺的处理效率。

传统理论认为氮的去除是通过硝化和反硝化这两个相互独立的过程实现的，由于对环境条件的要求不同，这两个过程不能同时发生，而只能序列式进行，即硝化反应发生在好氧条件下，反硝化反应则发生在严格的缺氧或兼氧(低氧)的条件下。但是近几年的研究表明，硝化和反硝化可在同一反应器中同时发生。许多实际运行中的曝气池中也常常发现远远超过同化作用可以产生的总氮损失，这一现象被称为同步硝化反硝化(SND)。同步硝化反硝化的优越性在于：提高总氮的去除率，打破了传统A²O反应器总氮去除率只能通过增大内回流比提高的限制；减小了回流污泥中的NO_ｘ^--N的浓度，缓解了脱氮除磷对基质的竞争矛盾。

传统理论认为磷的去除是通过聚磷菌(PAOs)厌氧释磷和好氧吸磷这两个过程实现的。但越来越多的研究表明，在厌氧/缺氧交替的运行条件下，易富集一类兼有反硝化作用和除磷作用的兼性厌氧微生物——反硝化聚磷菌(DPB)，它们可以利用O₂或者NO_ｘ^--N作为电子受体。应用反硝化除磷反应器处理城市污水时，不仅可以节省30%的曝气量和50%COD的消耗量，而且还可减少约50%是剩余污泥产量，从而节省投资和运行费用。

因此，A²O工艺若能通过合理优化内部结构来实现同步硝化反硝化和反硝化除磷，将大大提高处理效率，同时实现节能降耗。

发明内容

解决的技术问题：为了解决A²O工艺运行中存在的氮磷同步去除效果不佳、碳源不足以及能耗较高的问题，本发明提供了一种多循环式复合型生物反应器。在除磷方面，通过构建内循环式缺氧-厌氧环境，实现了反硝化聚磷菌的富集，通过反硝化除磷减少了系统对碳源的需求；在脱氮方面，通过设置同步区，维持低氧曝气的条件，为硝化菌和反硝化菌的共生提供了有利的条件，实现了高效的同步硝化反硝化，节省了对碳源的需求，由此增强了氮磷同步去除的效果。

技术方案：本发明通过以下技术方案来达到上述目的。

本发明提供了一种多循环式复合型生物反应器，包括厌氧区、缺氧区、第一同步区、第二同步区、第一好氧区和第二好氧区，其中

总进水管上分布有一个或一个以上进水口，每个进水口均设置进水流量调节阀，进水流量调节阀与厌氧区相连通，来自二沉池的污泥回流管连接于厌氧区，厌氧区与缺氧区之间设置隔墙，隔墙的两端均设置导流墙，隔墙远离导流墙，厌氧区和缺氧区内分别设置潜水推流器；

缺氧区侧壁设有出流廊道以与第一同步区相连通，第一同步区与第二同步区之间设置隔墙，隔墙的两端均设置导流墙，隔墙远离导流墙，第一同步区和第二同步区内分别设置潜水推流器，第一同步区和第二同步区的出水部位均设置有在线溶氧仪；

第二同步区侧壁设有出流廊道以与第一好氧区相连通，第一好氧区与第二好氧区之间之间设置隔墙，隔墙的两端均设置导流墙，隔墙远离导流墙，第一好氧区和第二好氧区内分别设置潜水推流器，第一好氧区和第二好氧区的出水部位均设置在线溶氧仪；

厌氧区和缺氧区构成的空间与第一好氧区和第二好氧区构成的空间通过回流廊道连通，回流廊道内设置潜水推流器；

第二好氧区出水部位设置有在线氨氮分析仪，内部填充有填料，一端设有出水堰，出水管连接于第二好氧区。

所述的多循环式复合型生物反应器，厌氧区与缺氧区、第一同步区与第二同步区、第一好氧区与第二好氧区之间为弧形连接，并且导流墙也为弧形。

所述的多循环式复合型生物反应器，总进水管上设有一个或一个以上进水口，每个进水口均设有进水流量调节阀。

所述的多循环式复合型生物反应器的工艺为：

1)污水经总进水管由进水流量调节阀控制，首先分配进入厌氧区；

2)污水进入厌氧区，与从二沉池回流的污泥充分混合，进行厌氧反应，