[发明专利]气荡式自循环脱氮反应器

说明书

技术领域

本发明涉及生物脱氮反应器，尤其涉及一种气荡式自循环脱氮反应器。

背景技术

《“十二五”节能减排综合性工作方案》和《节能减排“十二五”规划》实施以来，节能减排工作开展得如火如荼，根据《中国环境状况公报》，2013年我国化学需氧量、氨氮、二氧化硫和氮氧化物均实现主要污染物总量减排年度目标，然而氨氮排放总量仍高达245.7万吨，其污染控制仍面临极其严峻的形势。有机污染物被去除后，低碳氮比（C/N比）成了未达标废水的主要水质特点。由于未达标废水的C/N比往往不能满足传统脱氮技术的所需值，此类废水的生物处理面临严峻挑战。因此，低碳氮比废水的生物处理，已经成为环境污染控制领域的重大课题。

短程硝化-厌氧氨氧化工艺是一种自养型生物脱氮工艺，该工艺所涉及的亚硝酸细菌和厌氧氨氧化菌均为自养型微生物，不需外加有机碳源。这一新工艺的出现为低碳氮比废水的生物处理带来了曙光，因此倍受环境工程界的青睐。然而，现行设计中短程硝化工艺和厌氧氨氧化工艺通常被分置于两个装置中进行，易造成亚硝酸盐积累，抑制氨氧化作用，限制工艺的效能；此外，由于厌氧氨氧化工艺（NH₃+1.32NO₂^-+H⁺→1.02N₂+0.26NO₃^-+2H₂O）所需氨氮和亚硝氮的比例为1：1.32，这样的基质比例在实际工程中很难调控。若能将两工艺置于同一个装置中进行，使亚硝酸盐边生产边利用，则可摆脱上述困境。因此，开发一体化气荡式自循环脱氮反应器，具有重要的现实意义。

发明内容

本发明目的是克服现有技术的不足，提供一种气荡式自循环脱氮反应器。

一种气荡式自循环脱氮反应器：反应器本体设有布水区、反应区、分离区、循环区和气荡区；

布水区位于反应器本体下部，由进水管、进气管和曝气头组成，布水区底部设曝气头，并与进气管相连，在曝气头上方设有进水管；

反应区位于反应器本体中部，从下到上依次由第一级好氧区、第二级厌氧区和第三级厌氧区构成三级反应系统，第一级好氧区即O区，第二级厌氧区即A1区，第三级厌氧区即A2区；O区顶部设O区上导流管、O区下导流管；A1区顶部设A1区上导流管、A1区下导流管；A2区顶部设A2区释气管、A2区集气室和集气室顶罩；各级反应区之间由上导流管和下导流管共同串联，上、下导流管的下端管口均设挡气板；

分离区位于反应器本体上部，由渐扩段、B区释气区和环状沉淀室组成；B区释气区设O区集气室、A1区集气室、O区释气管、A1区释气管、O区释气控制阀、A1区释气控制阀和液封管，O区释气管和A1区释气管伸入液封管内，液封管中液位与反应器中液位齐平，A2区释气管连通于气提液收集室的中部；环状沉淀室由渐扩段和A2区圆筒外壁围成，沉淀室底部设有排泥管，沉淀室上部设纵隔板、出水槽和出水管；

循环区位于反应器本体外部，由回流吸液管、回流控制阀和回流连接管组成，回流吸液管设于A2区的中部，回流控制阀设于回流连接管的上部，回流连接管与进水管相连通；

气荡区位于反应器本体外部，由气提液排空管和气提液收集室组成，气提液收集室底部设网状格栅和气提液排放管。

所述的布水区、反应区、分离区的高度之比为1：7.5~8.5：1.5~2.5，截面积之比为1：1：2~3。

所述的反应区的第一级好氧区、第二级厌氧区、第三级厌氧区的高度之比为2~2.5：1：1，径高比分别为1：8~10、1：4~5、1：4~5。

所述的O区释气管上弯的长度、O区上导流管、O区下导流管、O区的长度之比为1：3~4：3~4：15~25，O区释气管、O区上导流管、O区下导流管、O区的截面积之比为1：3~4：3~4：100 ~200，O区上导流管伸入A1区的长度占其自身长度的25%~35%，O区集气室与O区的体积之比为1：8~15。

所述的A1区释气管上弯的长度、A1区上导流管、A1区下导流管、A1区的长度之比为1：3~4：3~4：10~20，A1区释气管、A1区上导流管、A1区下导流管、A1区的截面积之比为1：3~4：3~4：100 ~200，A1区上导流管伸入A2区的长度占其自身长度的25%~35%，A1区集气室与A1区的体积之比为1：5~10。

所述的第三级厌氧区的A2区释气管上弯的长度与A2区的长度之比为1：10~15，A2区集气室与A2区的体积之比为1：8~10。