CN106277327B - 一种全程自养脱氮反应器及脱氮工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种全程自养脱氮反应器，在反应器筒体的上部设置有亚硝化‑厌氧氨氧化区，在亚硝化‑厌氧氨氧化区内设置有第一填料组件，在第一填料组件的表面内层附着有厌氧氨氧化菌，表面外层附着有亚硝化菌；在反应器筒体的下部设置有反硝化区；在反硝化区设置有附着有反硝化菌的第二填料组件；在亚硝化‑厌氧氨氧化区的顶端设置有膜组件，与所述膜组件的出水侧连通设置有出水口；在亚硝化‑厌氧氨氧化区内且位于所述第一填料组件的下方设置有曝气装置；在第一填料组件和所述膜组件之间设置有第一三相分离器。本发明所述的反应器有效防止了膜组件的污染和堵塞，增强了对废水的处理效果；使得整个全程脱氮反应得以高效、稳定地进行。
Description
技术领域
本发明属于废水处理领域，具体涉及一种全程自养脱氮反应器及脱氮工艺。
背景技术
全程自养脱氮是近年来兴起的一种新型的脱氮工艺。其原理是：首先在好氧条件下，亚硝化菌将废水中的氨氮部分转化成亚硝酸态氮；然后在厌氧条件下，利用厌氧氨氧化菌将亚硝酸态氮和剩余的氨氮转化成氮气。与传统的脱氮工艺相比，全程自养脱氮具有工艺流程短、占地面积小的优点。
现有技术中，中国专利文献CN103979683B公开了一种基于一体式膨胀污泥床-膜生物反应器的工艺，该装置分为上部膜过滤功能区和下部全程自养脱氮功能区，在上部膜过滤功能区和下部自养脱氮功能区之间设置有三相分离器。在所述膜过滤功能区内设置有膜组件，膜组件的出水口连接有出水泵。在膜组件的下方邻近膜组件的部位设置有穿孔曝气管。反应器下层设置为膨胀污泥床，膨胀污泥床内的污泥颗粒的表层附着有好氧氨氧化菌，用于将部分氨氮转化为亚硝酸态氮，内层为厌氧氨氧化菌，用于将亚硝酸态氮和剩余氨氮转化为氮气。该装置在运行时，空气通过所述穿孔曝气管进行曝气，其作用一是冲刷膜表面缓解膜污染，二是为反应器上部的水体冲氧，冲氧后的反应器出水的一部分先进入分离槽，分离出气泡后再由反应器底部进入筒体，从而为反应器下部的自养脱氮提供溶解氧。
上述反应器利用膨胀污泥床实现了亚硝化-厌氧氨氧化反应，通过设置膜组件进行截留，也有效防止了反应器内微生物的流失。同时通过在亚硝化-厌氧氨氧化反应区的上方设置曝气区对膜组件进行冲刷，还有效防止了膜污染。但就该装置而言，一方面其曝气区是独立设置于亚硝化-厌氧氨氧化反应区的上方，这无疑增加了反应器筒体的高度，不利于节省反应器筒体的体积；另一方面该反应器并不能实现反硝化过程，无法同步去除水体中的硝氮。
发明内容
本发明解决的是现有技术中设置有膜组件的反应器无法同步实现反硝化且需要独立设置曝气区，从而增大了反应器高度的问题。从而提供一种能够有效防止微生物流失、能够同步实现反硝化、亚硝化-厌氧氨氧化的反应器。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案如下：
一种全程自养脱氮反应器，包括：反应器筒体，在所述反应器筒体的底部设置有进水口，顶部设置有排气口；亚硝化-厌氧氨氧化区，设置在所述反应器筒体的上部，在所述亚硝化-厌氧氨氧化区内设置有第一填料组件；反硝化区，设置在所述反应器筒体的下部，在所述反硝化区设置有第二填料组件；膜组件，位于所述亚硝化-厌氧氨氧化区的顶端，与所述膜组件的出水侧连通设置有出水口；曝气装置，设置在所述亚硝化-厌氧氨氧化区内且位于所述第一填料组件的下方；在所述第一填料组件上设置有曝气通道，所述曝气通道沿竖直方向设置；在所述第一填料组件和所述膜组件之间还设置有第一三相分离器。
所述第一三相分离器包括分离板，每组分离板设置有导向板和挡流板；其中，所述导向板和挡流板均倾斜设置，在所述导向板和挡流板之前形成流体通道，所述流体通道沿竖直方向由下向上逐渐收缩，且所述挡流板的上端所在的反应器筒体横截面位于所述导向板的上端所在的反应器筒体横截面的上方；所述分离板与所述曝气通道对应设置，所述分离板的导向板设置在所述曝气通道的正上方。
所述曝气通道设置有多个，所述曝气装置的出气孔也设置有多个，所述多个出气孔分别位于所述多个曝气通道的下方；所述第一三相分离器包括多组分离板，所述多组分离板与所述多个曝气通道一一对应设置，每组所述分离板的导向板均设置在对应的所述曝气通道的正上方。
所述曝气通道靠近所述反应器筒体的内壁面设置，在所述曝气通道的内侧设置有回流通道，所述分离板的挡流板设置在所述回流通道的正上方。
所述导向板与水平方向的夹角为30-40度；所述挡流板与水平方向的夹角为40-50度。
在所述反硝化区和所述亚硝化-厌氧氨氧化区之间设置有第二三相分离器；所述第二三相分离器包括:第一挡板，呈圆台形且沿所述反应器筒体的圆周方向设置，所述第一挡板沿竖直方向由上到下逐渐收缩，在所述第一挡板的中心位置设置有水流通孔；第二挡板，位于所述第一挡板上方；所述第二挡板呈尖端朝向所述反应器筒体下方设置的圆锥形，所述第二挡板的上端与所述反应器筒体的内壁面之间设置有水流间隙；所述第一挡板和第二挡板之间形成连通所述水流通孔和所述水流间隙的通道；所述曝气装置的出气孔设置在所述第二挡板的上端边缘上。
在所述亚硝化-厌氧氨氧化区的上部且位于所述膜组件的下方的反应器筒体上设置有回流口。
使用所述的全程自养脱氮反应器进行脱氮处理的工艺，包括如下步骤：
(1)待所述全程自养脱氮反应器成功启动后，将废水由所述全程自养脱氮反应器底部的进水口送入，废水在所述反硝化区进行反硝化处理；
完成反硝化处理后的废水再升至所述亚硝化-厌氧氨氧化区进行亚硝化-厌氧氨氧化处理；使用所述曝气装置进行含氧气体曝气，控制所述亚硝化-厌氧氨氧化区内废水的pH值为7.5-8.0，溶解氧浓度为小于或者等于1mg/L；
(2)完成亚硝化-厌氧氨氧化处理的废水经所述膜组件过滤后经由所述出水口排出。
在所述亚硝化-厌氧氨氧化区的上部且位于所述膜组件的下方的反应器筒体上设置有回流口，完成亚硝化-厌氧氨氧化处理的废水中的一部分通过所述回流口回流至所述进水口，回流比为1:4-2:5。
本发明所述的全程自养脱氮反应器，优点在于：
(1)本发明所述的全程自养脱氮反应器，在所述反应器筒体的上部设置有亚硝化-厌氧氨氧化区，在所述亚硝化-厌氧氨氧化区内设置有第一填料组件，在所述第一填料组件的表面内层附着有厌氧氨氧化菌，在所述第一填料组件的表面外层附着有亚硝化菌；在所述反应器筒体的下部设置有反硝化区；在所述反硝化区设置有附着有反硝化菌的第二填料组件；在所述亚硝化-厌氧氨氧化区的顶端设置有膜组件，与所述膜组件的出水侧连通设置有出水口；在所述亚硝化-厌氧氨氧化区内且位于所述第一填料组件的下方设置有曝气装置。使用本发明中所述的反应器进行脱氮反应时，进入所述反应器的废水先在下部进行反硝化处理，完成反硝化处理后的废水经由曝气装置曝气充氧后进入亚硝化-厌氧氨氧化区，先与所述第一填料组件上的所述亚硝化菌和厌氧氨氧化菌相接触，发生部分亚硝化和厌氧氨氧化反应。完成厌氧氨氧化反应后的废水经膜组件过滤后由所述出水口排出。本发明中的反应器，将曝气装置安装在亚硝化-厌氧氨氧化区的底部，曝气产生的气泡，以及反应器上层反应室和下层反应室产生的氮气可升至所述膜组件，从而对膜组件进行冲刷，有效防止了膜组件的污染和堵塞。利用曝气对膜组件进行冲刷时，会对反应器筒体内的水体产生扰动，使得未经完全处理的废水以及部分被冲刷下的微生物污泥到达膜组件，从而堵塞膜组件，影响废水处理的效果，为此，本发明在所述第一填料组件和所述膜组件之间设置有第一三相分离器，随气体流至膜组件附件的废水得到分离，使得气体继续上升对膜组件进行冲刷，而微生物污泥和废水则回流至反应区，一方面减少了到达膜组件的污泥量，另一方面也提高了污泥和废水的停留时间，从而增强了对废水的处理效果；使得整个全程脱氮反应得以高效、稳定地进行。
(2)本发明所述的全程自养脱氮反应器，设置第一三相分离器包括多组沿水平方向依次排列的分离板，每组分离板包括导向板和挡流板；其中，所述导向板和挡流板均倾斜设置，在所述导向板和挡流板之前形成流体通道，所述流体通道沿竖直方向由下向上逐渐收缩，且所述挡流板的上端所在的反应器筒体横截面位于所述导向板所在的反应器筒体横截面的上方；每相邻两组所述分离板间设置有间隙。本发明通过对第一三相分离器进行进一步的优化，曝气装置的气泡带动微生物污泥和废水上升的过程中，先到达导向板，沿所述导向板倾斜上升，再到达挡流板，冲击导流板后，气体会沿流体通道继续上升，进而到达膜组件，而液体和微生物污泥则在挡流板的阻挡作用下向下回流，继续进行亚硝化-厌氧氨氧化反应，从而提高了废水和污泥的停留时间，有效避免膜组件堵塞。作为优选的实施方式，本发明限定所述曝气通道靠近所述反应器筒体的内壁面设置，在所述曝气通道的内侧设置有回流通道，所述分离板的挡流板设置在所述回流通道的正上方，通过这种设置方式，被挡流板阻挡的液体和微生物污泥可通过回流通道回流，从而在反应器筒体内形成一个循环，进一步提高了废水和污泥的停留时间。
同样作为优选的实施方式，本发明设置所述导向板与水平方向的夹角为30-40度以及所述挡流板与水平方向的夹角为40-50度；所述导向板的夹角如设置的过大，则废水和污泥容易从导向板和挡流板间通过，到达第一三相分离器的上方，如设置的过小，则对气泡的导向作用不明显，容易对气泡产生遮挡，减少其对膜组件的冲刷作用。本发明通过对导向板和挡流板的倾斜角度进行优选，在保证对膜组件的冲刷作用的同时，还保证了挡流板对废水和污泥的挡流效果，使得废水和污泥在冲击所述挡流板后能够有效回流至反应区。
并且本发明所述导向板和挡流板的另一优点在于，本发明中的导向板上端和挡流板之间形成的间隙为气体通道，而导向板和挡流板的上表面则形成沉积面，气体冲刷膜组件后会冲掉膜组件上的污泥，掉落的污泥先到达所述沉积面后，在重力的作用下会经两组分离板间的间隙回落至反应区。本发明优选所述导向板的上端与所述挡流板之间的垂直距离为5-10cm；使得气体可通过该处，而大部分废水和污泥则会在冲击到挡流板后回流；使得污泥可通过该间隙回流至反应区。
(3)本发明所述的全程自养脱氮反应器，所述第二三相分离器包括位于下部的第一挡板和位于所述第一挡板上方的第二挡板；其中，所述第一挡板呈圆台形且沿所述反应器筒体的圆周方向设置，所述第一挡板沿竖直方向由上到下逐渐收缩，在所述第一挡板的中心位置设置有水流通孔；
这种形式的第一挡板能够有效对第二填料组件上脱落的反硝化污泥进行截留，而反硝化反应产生的氮气和反硝化处理后的废水则通过水流通道进入上部的亚硝化-厌氧氨氧化区。本发明优选所述第二挡板呈尖端朝向所述反应器筒体设置的圆锥形，优点在于，除了对反硝化区产生的氮气进行导流，还可以承接上方亚硝化-厌氧氨氧化区掉落的微生物污泥，防止上部反应区的微生物对下部的反硝化反应产生影响。
作为优选的实施方式，本发明在所述第一挡板上且靠近所述第一挡板的上端处分布有滤孔，所述滤孔的孔径为2-3mm。通过设置所述滤孔，使得反硝化区产生的氮气可通过滤网到达上部。不会在第一挡板的下方产生死角。
为了使本发明所述的全程自养脱氮反应器及脱氮工艺的技术方案更加清楚明白，以下结合具体附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。
附图说明
如图1所示是本发明所述的全程自养脱氮反应器的结构示意图；
如图2所示是本发明所述的设置有气体通道的第一填料组件和位于气体通道上方的分离板的结构示意图；
如图3所示是本发明所述的第一填料组件上设置有回流通道的全程自养脱氮反应器的结构示意图；
如图4所示是本发明所述的设置有三个气体通道的第一填料组件的俯视图；
如图5所示是图4所示第一填料组件和分离板的侧面剖视图。
1-反应器筒体；2-进水口；3-排气口；4-亚硝化-厌氧氨氧化区；5-第一填料组件；6-反硝化区；7-第二填料组件；8-膜组件；9-曝气装置的出气孔；10-出水口；11-曝气通道；12-导向板；13-挡流板；14-流体通道；15-第一挡板；16-第二挡板；17-回流口；18-布水器；19-回流通道。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供的全程自养脱氮反应器如图1所示，包括反应器筒体1，在所述反应器筒体1的底部设置有进水口2，顶部设置有排气口3；为了使进水均匀，本实施例在所述反应器筒体1内、位于所述进水口2上方处设置有布水器18。
在所述反应器筒体1的上部设置有亚硝化-厌氧氨氧化区4，在所述亚硝化-厌氧氨氧化区4内设置有第一填料组件5，在所述第一填料组件5的表面内层附着有厌氧氨氧化菌，在所述第一填料组件5的表面外层附着有亚硝化菌；本实施例在所述第一填料组件5上设置有曝气通道11，所述曝气通道11呈环形设置，如图2所示，本实施例中所述的第一填料组件5为无纺布填料，作为可选择的实施方式，所述第一填料组件可选择现有技术中的任意填料，如biofringe填料、WPT填料等。在所述亚硝化-厌氧氨氧化区4的顶端设置有膜组件8，所述膜组件8位于所述第一填料组件的上方。本实施例中所述的膜组件8可采用现有技术中任意一种MBR膜。所述膜组件8覆盖所述反应器筒体1的横截面设置；与所述膜组件8的出水侧连通设置有出水口10，经所述膜组件8过滤后的出水由所述出水口10排出；在所述亚硝化-厌氧氨氧化区4内且位于所述第一填料组件5的下方设置有曝气装置；所述曝气装置的出气孔9设置有多个，所述多个出气孔9分布在环形曝气通道11的正下方；本实施例中所述亚硝化-厌氧氨氧化区4的高度与所述反应器筒体1的直径之比为1:1-1:2；在所述亚硝化-厌氧氨氧化区4的上部且位于所述膜组件8的下方的反应器筒体1上设置有回流口17。
在所述第一填料组件5和所述膜组件8之间设置有第一三相分离器，所述第一相分离器包括一组分离板。分离板包括导向板12和挡流板13；其中，所述导向板12和挡流板13均倾斜设置，在所述导向板12和挡流板13之前形成流体通道14，所述流体通道14沿竖直方向由下向上逐渐收缩，且所述挡流板13的上端所在的反应器筒体1横截面位于所述导向板12所在的反应器筒体1横截面的上方；所述分离板与所述曝气通道11对应设置，同样设置为环形；所述分离板的导向板12设置在所述曝气通道11的正上方。本实施例中所述导向板12与水平方向的夹角为30度；所述挡流板13与水平方向的夹角为40度；作为优选的实施方式，所述导向板与水平方向的夹角可以设置为30-40度；所述挡流板与水平方向的夹角可以设置为40-50度。所述导向板12的上端与所述挡流板13之间的垂直距离为5cm。
在所述反应器筒体1的下部设置有反硝化区6；在所述反硝化区6设置有附着有反硝化菌的第二填料组件7，所述第二填料组件7为Biofringe填料(BF填料)。
本发明中所述全程自养脱氮反应器的启动方法为：
1)首先向反应器筒体1上部的第一填料组件上接种anammox污泥，利用人工配制含氮废水进行培养驯化；人工废水成分如下：NH4-N，100mg/L；NO2-N，100mg/L；KHCO3，1.5-2.0g/L；NaCl，10g/L；KH2PO4，54mg/L；FeSO4·7H2O，9mg/L；EDTA，5mg/L；微量元素，1mL/L；所述微量元素的成分为：CuSO4·5H2O，0.25mg/L；ZnSO4·7H2O，0.43mg/L；CoCl2·6H2O，0.24mg/L；MnCl2·4H2O，0.99mg/L；NaMoO4·2H2O，0.22mg/L；NiCl2·6H2O，0.19mg/L；NaSeO4，0.11mg/L；H3BO3，0.014mg/L。在使用人工废水进行培养驯化前，先向人工废水曝氮气，使进水中的溶解氧浓度为0，调节所述人工废水的pH为7-8；2)待反应稳定后，逐步提高进水中溶解氧浓度，以培养反应器内可以消耗氧气的细菌；3)经过培养驯化，第一填料组件外表面附有兼氧菌，可消耗反应器内的溶解氧，为厌氧氨氧化反应营造厌氧条件；4)向附有厌氧氨氧化菌的第一填料组件表面接种亚硝化菌，并降低进水中的亚硝氮浓度，同时进行曝气；5)待反应器筒体1的上部实现稳定的一体化部分亚硝化-厌氧氨氧化过程后，于反应器筒体1的下部放入提前接种好的附有反硝化菌的第二填料组件，实现反应器筒体1下部的反硝化处理过程。
使用本实施例中所述的全程自养脱氮反应器进行脱氮处理的工艺，包括如下步骤：
(1)待所述全程自养脱氮反应器成功启动后，进入正式的脱氮处理步骤，将废水由所述全程自养脱氮反应器底部的进水口2送入，氨氮的浓度为800-850mg/L；废水在所述反硝化区6进行反硝化处理，废水在所述反硝化区6的停留时间为4h；
完成反硝化处理后的废水再升至所述亚硝化-厌氧氨氧化区4进行亚硝化-厌氧氨氧化处理；利用所述曝气装置对废水进行曝气，控制所述亚硝化-厌氧氨氧化区4内废水的pH值为7.5-8.0，溶解氧浓度为0.3-0.5mg/L；作为可选择的实施方式，所述溶解氧的浓度可选择设置在1.0mg/L以下；废水在所述亚硝化-厌氧氨氧化区4的停留时间为4h；
完成亚硝化-厌氧氨氧化处理的废水中的一部分通过所述回流口17回流至所述进水口2，回流比为1:3，作为可选择的实施方式，回流比可选择1:4-2:5。
(2)经所述膜组件8过滤后的出水经由所述出水口10排出。
对本实施例中所述回流口17排出的出水进行检测，氨氮的浓度为15mg/L以下，水质较为洁净，而经过膜组件过滤后的出水中则基本不含氨氮。
实施例2
本实施例提供的全程自养脱氮反应器如图3所示，包括反应器筒体1，在所述反应器筒体1的底部设置有进水口2，顶部设置有排气口3；为了使进水均匀，本实施例在所述反应器筒体1内、位于所述进水口2上方处设置有布水器18。
在所述反应器筒体1的上部设置有亚硝化-厌氧氨氧化区4，在所述亚硝化-厌氧氨氧化区4内设置有第一填料组件5，所述第一填料组件为无纺布填料；在所述第一填料组件5的表面内层附着有厌氧氨氧化菌，在所述第一填料组件5的表面外层附着有亚硝化菌；本实施例在所述第一填料组件5上设置有曝气通道11，所述曝气通道11设置有两个，所述两个曝气通道在所述反应器筒体的横截面上沿所述反应器筒体的中轴对称，且均靠近所述反应器筒体的内壁面设置；在所述曝气通道的内侧，即靠近所述反应器筒体中轴线的一侧还设置有回流通道19，如图3所示，本实施例中的所述回流通道19也设置有两个。在所述亚硝化-厌氧氨氧化区4的顶端设置有膜组件8；与所述膜组件8的出水侧连通设置有出水口10；在所述亚硝化-厌氧氨氧化区4内且位于所述第一填料组件5的下方设置有曝气装置；所述曝气装置的出气孔9设置有两个，所述两个出气孔9分布在所述两个曝气通道11的正下方；本实施例中所述亚硝化-厌氧氨氧化区4的高度与所述反应器筒体1的直径之比为1:1-1:2；在所述亚硝化-厌氧氨氧化区4的上部且位于所述膜组件8的下方的反应器筒体1上设置有回流口17。
在所述第一填料组件5和所述膜组件8之间设置有第一三相分离器，所述第一三相分离器包括两组分离板。分离板包括导向板12和挡流板13；其中，所述导向板12和挡流板13均倾斜设置，在所述导向板12和挡流板13之前形成流体通道14，所述流体通道14沿竖直方向由下向上逐渐收缩，且所述挡流板13的上端所在的反应器筒体1横截面位于所述导向板12所在的反应器筒体1横截面的上方；所述两组分离板分别与所述两组曝气通道11对应设置；所述两组分离板的导向板12分别设置在两组所述曝气通道11的正上方，所述两组分离板的挡流板13则分别位于两个所述回流通道19的正上方。本实施例中所述导向板12与水平方向的夹角为30度；所述挡流板13与水平方向的夹角为40度；所述导向板12的上端与所述挡流板13上端之间的垂直距离为10cm。
在所述反应器筒体1的下部设置有反硝化区6；在所述反硝化区6设置有附着有反硝化菌的第二填料组件7，所述第二填料组件7为BF填料。
本实施例在所述反硝化区6和所述亚硝化-厌氧氨氧化区4之间还设置有第二三相分离器；所述第二三相分离器包括:位于下部的第一挡板15，所述第一挡板15呈圆台形且沿所述反应器筒体1的圆周方向设置，所述第一挡板15沿竖直方向由上到下逐渐收缩，在所述第一挡板15的中心位置设置有水流通孔；位于所述第一挡板15上方的第二挡板16，所述第二挡板16呈尖端朝向所述反应器筒体1设置的圆锥形，所述第二挡板16的上端与所述反应器筒体1的内壁面之间设置有水流间隙；所述第一挡板15和第二挡板16之间形成连通所述水流通孔和所述水流间隙的通道。所述曝气装置的所述两个出气孔9分布在所述第二挡板16的顶端边缘处。
本发明中所述全程自养脱氮反应器的启动方法同实施例1；使用本实施例中所述的全程自养脱氮反应器进行脱氮处理的工艺也同实施例1，本实施例由于设置了回流通道19，使得被挡流板阻挡的液体和微生物污泥可通过回流通道19回流(回流方向如图3中箭头方向所示)，从而在反应器筒体内形成一个循环，进一步提高了废水和污泥的停留时间。对本实施例中的回流口17排出的出水进行检测，氨氮的浓度为10mg/L以下，水质洁净。
实施例3
本实施例提供的全程自养脱氮反应器包括反应器筒体1，在所述反应器筒体1的底部设置有进水口2，顶部设置有排气口3；为了使进水均匀，本实施例在所述反应器筒体1内、位于所述进水口2上方处设置有布水器18。
在所述反应器筒体1的上部设置有亚硝化-厌氧氨氧化区4，在所述亚硝化-厌氧氨氧化区4内设置有第一填料组件5，所述第一填料组件5为无纺布填料；在所述第一填料组件5的表面内层附着有厌氧氨氧化菌，在所述第一填料组件5的表面外层附着有亚硝化菌；本实施例在所述第一填料组件5上设置有曝气通道11，所述曝气通道11沿竖直方向设置，本实施例中所述曝气通道11设置有三个，如图4和图5所示。在所述亚硝化-厌氧氨氧化区4的顶端设置有膜组件8，本实施例中所述膜组件8覆盖所述反应器筒体1的横截面设置，与所述膜组件8的出水侧连通设置有出水口10；在所述亚硝化-厌氧氨氧化区4内且位于所述第一填料组件5的下方设置有曝气装置；所述曝气装置的出气孔9设置有三个，所述三个出气孔9分别位于所述三个曝气通道11的下方；本实施例中所述亚硝化-厌氧氨氧化区4的高度与所述反应器筒体1的直径之比为1:1-1:2；在所述亚硝化-厌氧氨氧化区4的上部且位于所述膜组件8的下方的反应器筒体1上设置有回流口17。
在所述第一填料组件5和所述膜组件8之间设置有第一三相分离器，所述第一三相分离器包括三组分离板。每组分离板包括导向板12和挡流板13；其中，所述导向板12和挡流板13均倾斜设置，在所述导向板12和挡流板13之前形成流体通道14，所述流体通道14沿竖直方向由下向上逐渐收缩，且所述挡流板13的上端所在的反应器筒体1横截面位于所述导向板12所在的反应器筒体1横截面的上方；所述三组分离板的挡流板13的上端点均匀分布在所述反应器筒体1的横截面上；所述三组分离板与所述三个曝气通道11一一对应设置，每组所述分离板的导向板12设置在对应的所述曝气通道11的正上方。
本实施例中所述导向板12与水平方向的夹角为40度；所述挡流板13与水平方向的夹角为50度；所述导向板12的上端与所述挡流板13上端之间的垂直距离为10cm。
在所述反应器筒体1的下部设置有反硝化区6；在所述反硝化区6设置有附着有反硝化菌的第二填料组件7，所述第二填料组件7采用BF填料。
本实施例在所述反硝化区6和所述亚硝化-厌氧氨氧化区4之间还设置有第二三相分离器；所述第二三相分离器包括:位于下部的第一挡板15，所述第一挡板15呈圆台形且沿所述反应器筒体1的圆周方向设置，所述第一挡板15沿竖直方向由上到下逐渐收缩，在所述第一挡板15的中心位置设置有水流通孔；位于所述第一挡板15上方的第二挡板16，所述第二挡板16呈尖端朝向所述反应器筒体1设置的圆锥形，所述第二挡板16的上端与所述反应器筒体1的内壁面之间设置有水流间隙；所述第一挡板15和第二挡板16之间形成连通所述水流通孔和所述水流间隙的通道。所述曝气装置的所述三个出气孔9分布在所述第二挡板16的顶端边缘处。作为优选的实施方式，在所述第一挡板15上且靠近所述第一挡板15的上端处分布有滤孔，所述滤孔的孔径为2-4mm，以避免废水在该处留存。
本发明中所述全程自养脱氮反应器的启动方法同实施例1。
使用本实施例中所述的全程自养脱氮反应器进行脱氮处理的工艺，包括如下步骤：
(1)废水中硝态氮的浓度为小于10mg/L；氨氮的浓度为800-850mg/L；废水在所述反硝化区6进行反硝化处理，废水在所述反硝化区6的停留时间为5h；
完成反硝化处理后的废水再升至所述亚硝化-厌氧氨氧化区4进行亚硝化-厌氧氨氧化处理；利用所述曝气装置对废水进行曝气，曝气量为4.4±0.4L/min(气体体积为标准大气压下体积)；控制所述亚硝化-厌氧氨氧化区4内废水的pH值为7.5-8.0，溶解氧浓度为1mg/L以下；废水在所述亚硝化-厌氧氨氧化区4的停留时间为5h；
完成亚硝化-厌氧氨氧化处理的废水中的一部分通过所述回流口17回流至所述进水口2，回流比为1:3，作为可选择的实施方式，回流比可选择1:4-2:5。
(2)经所述膜组件8过滤后的出水经由所述出水口10排出。对本实施例中的回流口17排出的出水进行检测，氨氮的浓度为12mg/L以下，水质洁净。
对比例
本对比例提供的全程自养脱氮反应器同实施例1，唯一区别在于本对比例中的反应器未设置所述第一三相分离器。
本对比例中的全程自养脱氮反应器的启动方法和脱氮工艺同实施例1，所处理的废水也同实施例1。
对所述回流口17排出的出水进行检测，其中氨氮的浓度为25-28mg/L，其氨氮脱除效率低于实施例1，由此可见本发明通过设置所述第一三相分离器，可增强水质的净化效果。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以权利要求为准。
Claims (9)
1.一种全程自养脱氮反应器，包括：反应器筒体，在所述反应器筒体的底部设置有进水口，顶部设置有排气口；
亚硝化-厌氧氨氧化区，设置在所述反应器筒体的上部，在所述亚硝化-厌氧氨氧化区内设置有第一填料组件；
反硝化区，设置在所述反应器筒体的下部，在所述反硝化区设置有第二填料组件；
其特征在于，所述全程自养脱氮反应器还包括：
膜组件，位于所述亚硝化-厌氧氨氧化区的顶端，与所述膜组件的出水侧连通设置有出水口；
曝气装置，设置在所述亚硝化-厌氧氨氧化区内且位于所述第一填料组件的下方；在所述第一填料组件上设置有曝气通道，所述曝气通道沿竖直方向设置；
在所述第一填料组件和所述膜组件之间还设置有第一三相分离器；所述第一三相分离器包括分离板，每组分离板设置有导向板和挡流板；其中，所述导向板和挡流板均倾斜设置，在所述导向板和挡流板之前形成流体通道，所述流体通道沿竖直方向由下向上逐渐收缩，且所述挡流板的上端所在的反应器筒体横截面位于所述导向板所在的反应器筒体横截面的上方；
所述分离板与所述曝气通道对应设置，所述分离板的导向板设置在所述曝气通道的正上方。
2.根据权利要求1所述的全程自养脱氮反应器，其特征在于，所述曝气通道设置有多个，所述曝气装置的出气孔也设置有多个，所述多个出气孔分别位于所述多个曝气通道的下方；
所述第一三相分离器包括多组分离板，所述多组分离板与所述多个曝气通道一一对应设置，每组所述分离板的导向板均设置在对应的所述曝气通道的正上方。
3.根据权利要求2所述的全程自养脱氮反应器，其特征在于，所述曝气通道靠近所述反应器筒体的内壁面设置，在所述曝气通道的内侧设置有回流通道，所述分离板的挡流板设置在所述回流通道的正上方。
4.根据权利要求3所述的全程自养脱氮反应器，其特征在于，所述导向板与水平方向的夹角为30-40度；所述挡流板与水平方向的夹角为40-50度。
5.根据权利要求4所述的全程自养脱氮反应器，其特征在于，在所述反硝化区和所述亚硝化-厌氧氨氧化区之间设置有第二三相分离器。
6.根据权利要求5所述的全程自养脱氮反应器，其特征在于，所述第二三相分离器包括:
第一挡板，呈圆台形且沿所述反应器筒体的圆周方向设置，所述第一挡板沿竖直方向由上到下逐渐收缩，在所述第一挡板的中心位置设置有水流通孔；
第二挡板，位于所述第一挡板上方；所述第二挡板呈尖端朝向所述反应器筒体下方设置的圆锥形，所述第二挡板的上端与所述反应器筒体的内壁面之间设置有水流间隙；所述第一挡板和第二挡板之间形成连通所述水流通孔和所述水流间隙的通道；所述曝气装置的出气孔设置在所述第二挡板的上端边缘上。
7.根据权利要求6所述的全程自养脱氮反应器，其特征在于，在所述亚硝化-厌氧氨氧化区的上部且位于所述膜组件的下方的反应器筒体上设置有回流口。
8.使用权利要求1-7中任意一项所述的全程自养脱氮反应器进行脱氮处理的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）待所述全程自养脱氮反应器成功启动后，将废水由所述全程自养脱氮反应器底部的进水口送入，废水在所述反硝化区进行反硝化处理；
完成反硝化处理后的废水再升至所述亚硝化-厌氧氨氧化区进行亚硝化-厌氧氨氧化处理；使用所述曝气装置进行含氧气体曝气，控制所述亚硝化-厌氧氨氧化区内废水的pH值为7.5-8.0，溶解氧浓度为小于或者等于1mg/L；
（2）完成亚硝化-厌氧氨氧化处理的废水经所述膜组件过滤后经由所述出水口排出。
9.根据权利要求8所述的脱氮处理的工艺，其特征在于，在所述亚硝化-厌氧氨氧化区的上部且位于所述膜组件的下方的反应器筒体上设置有回流口，完成亚硝化-厌氧氨氧化处理的废水中的一部分通过所述回流口回流至所述进水口，回流比为1:4-2:5。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20191018 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |