CN205347126U - 一种一体化生物脱氮反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一体化生物脱氮反应器，包括：罐体，所述罐体内具有反应室，所述反应室内接种有复合细菌颗粒污泥，所述复合细菌颗粒污泥包括厌氧氨氧化细菌内芯和包覆在所述厌氧氨氧化细菌内芯外面的亚硝酸细菌外壳，所述反应室具有废水进口和呼吸口；曝气装置，所述曝气装置设在所述反应室内；脱气沉淀分离器，所述脱气沉淀分离器设在所述反应室内，用于分离气、水和复合细菌颗粒污泥；吹扫管，所述吹扫管的一端伸入到所述脱气沉淀分离器内，用于向所述脱气沉淀分离器内定期吹送空气以避免所述脱气沉淀分离器堵塞。根据本实用新型的一体化生物脱氮反应器具有设备和控制简单、成本低、脱氮效果好、性能和效率稳定等优点。

Description

一种一体化生物脱氮反应器

技术领域

本实用新型涉及环保技术领域，具体地，本实用新型涉及一种一体化生物脱氮反应器。

背景技术

废水脱氮是废水处理中的一个重要环节，生物脱氮是废水脱氮的一种重要方式。相关技术中，硝化反硝化脱氮和亚硝化反硝化脱氮是常用的废水生物脱氮工艺，然而，上述废水脱氮工艺存在成本高、控制精度要求高、***和控制操作复杂、脱氮效果不佳的问题，存在改进的需求。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型一方面提出一种设备和控制简单、成本低、脱氮效果好的一体化生物脱氮反应器。

为实现上述目的，根据本实用新型提出一种一体化生物脱氮反应器，所述一体化生物脱氮反应器包括：罐体，所述罐体内具有反应室，所述反应室内接种有复合细菌颗粒污泥，所述复合细菌颗粒污泥包括厌氧氨氧化细菌内芯和包覆在所述厌氧氨氧化细菌内芯外面的亚硝酸细菌外壳，所述反应室具有废水进口和呼吸口；曝气装置，所述曝气装置设在所述反应室内；脱气沉淀分离器，所述脱气沉淀分离器设在所述反应室内，用于分离气、水和复合细菌颗粒污泥；吹扫管，所述吹扫管的一端伸入到所述脱气沉淀分离器内，用于向所述脱气沉淀分离器内定期吹送空气以避免所述脱气沉淀分离器堵塞。

根据本实用新型的一体化生物脱氮反应器具有设备和控制简单、成本低、脱氮效果好等优点。

所述罐体的顶部敞开以构成所述呼吸口，或所述罐体的顶部设有所述呼吸口形成在其上的罐盖呼吸口。

所述脱气沉淀分离器内的上部设有溢流堰，所述溢流堰内形成溢流槽，所述溢流槽具有通向所述罐体外部的出水口。

所述脱气沉淀分离器包括箱体，所述箱体内形成脱气沉淀腔，所述脱气沉淀腔的底部具有复合细菌颗粒污泥出口，所述脱气沉淀腔内的上部设有隔板，所述脱气沉淀腔的下部的横截面积沿从上向下的方向逐渐减小，所述隔板将所述脱气沉淀腔的上部分隔成脱气区和沉淀区，所述脱气区的底部与所述沉淀区的底部连通以便脱氮后的废水从所述反应室溢流到所述脱气区内进而从所述脱气区的底部流到所述沉淀区内，所述沉淀区内设有沉淀斜板或沉淀斜管，所述溢流堰设在所述沉淀区内，所述吹扫管的一端伸入到所述沉淀区下面。

与所述隔板限定出所述脱气区的箱体部分的上沿低于所述隔板的上沿以及与所述隔板限定出所述沉淀区的箱体部分的上沿。

所述箱体的横截面为矩形，所述箱体的下部的第一纵侧壁的下端向下延伸超过所述箱体的下部的第二纵侧壁的下端，且所述第一纵侧壁的下端与所述第二纵侧壁的下端在上下方向上重叠。

所述一体化生物脱氮反应器还包括设在所述罐体外部且与所述曝气装置和所述吹扫管的另一端相连的曝气泵或曝气风机。

所述一体化生物脱氮反应器还包括设在所述反应室内且位于所述曝气装置上面的布水器，所述布水器与所述废水进口相连，所述曝气装置邻近所述反应室的底面设置。

所述一体化生物脱氮反应器还包括设在所述反应室内的搅拌器和导流筒，所述导流筒的上端和下端敞开。

所述一体化生物脱氮反应器还包括设在所述罐体的底部的污泥排放口以及还包括用于将从所述污泥排放口排出的复合细菌颗粒污泥的至少一部分返回到所述反应室上部的污泥回流管，所述污泥回流管的一端与所述反应室的上部连通,所述污泥排放口通过污泥排出管与所述污泥回流管相连，所述污泥排出管上设有污泥泵。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的一体化生物脱氮反应器的示意图。

图2是根据本实用新型实施例的一体化生物脱氮反应器内接种的复合细菌颗粒污泥的示意图。

图3是根据本实用新型另一实施例的一体化生物脱氮反应器的示意图。

附图标记：

一体化生物脱氮反应器1，

罐体100，反应室110，废水进口111，呼吸口112，污泥排放口113，进水管114，进水泵115，复合细菌颗粒污泥120，厌氧氨氧化细菌内芯121，亚硝酸细菌外壳122，罐盖130，

曝气装置200，控制阀210、吹扫管220、

脱气沉淀分离器300，箱体310，脱气沉淀腔311，复合细菌颗粒污泥出口312，第一纵侧壁313，第二纵侧壁314，隔板320，脱气区321，沉淀区322，沉淀斜板或沉淀斜管323，溢流堰330，溢流槽331，出水口332，出水管333，出水回流管334，

曝气泵或曝气风机400，布水器500，搅拌器600，导流筒700，污泥回流管800，污泥泵810，污泥排出管820，测量循环管900，测量循环泵910。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

废水生物脱氮技术是应用越来越广泛的废水处理工艺，相关技术中废水生物脱氮工艺主要有以下几种：

(1)硝化反硝化脱氮，即在好氧环境下硝化细菌先将废水中的氨氮转化为硝酸盐氮，然后在兼氧环境下反硝化细菌利用碳源作为还原剂，将硝酸盐氮还原成氮气。

(2)亚硝化反硝化脱氮，即在好氧环境下亚硝酸细菌先将废水中的氨氮转化为亚硝酸盐氮，然后在兼氧环境下反硝化细菌利用碳源作为还原剂，将亚硝酸盐氮还原成氮气。

(3)亚硝化-厌氧氨氧化脱氮，即在好氧环境下亚硝酸细菌先将废水中的一部分氨氮先转化为亚硝酸盐氮，然后在厌氧环境下厌氧氨氧化细菌将废水中的剩余氨氮和亚硝酸盐氮直接转化成氮气。

其中厌氧氨氧化工艺与传统的硝化反硝化工艺相比，运行成本和CO₂排放的降低高达90％。Paques公司通过与荷兰Delft理工大学研发的厌氧氨氧化工艺专利成功进行了商业化应用。

亚硝化-厌氧氨氧化脱氮工艺又主要分为以下几类：

(3.1)工艺，其中亚硝化和厌氧氨氧化反应在两个独立反应器中进行，在SHARON池内控制氨氮氧化到亚硝化阶段，废水中的一部分氨氮转化为亚硝酸盐氮。SHARON的出水进入到厌氧氨氧化反应器中，在厌氧氨氧化反应器中，氨氮和亚硝酸盐氮在厌氧氨氧化细菌作用下直接转化为氮气。

(3.2)DEMON工艺，其中亚硝化和厌氧氨氧化在一个反应器中进行，在该反应器中进行间歇进废水且间歇曝气。在曝气时段进行亚硝化，曝气停止时段进行厌氧氨氧化反应。

(3.3)AnitaMox工艺，其中亚硝化和厌氧氨氧化反应在带填料的生物膜上进行，带填料的生物膜悬浮在反应器中。在生物膜的外层为好氧区，在该好氧区发生亚硝化反应，生物膜内层形成局部厌氧区，在该局部厌氧区发生厌氧氨氧化反应。

亚硝化-厌氧氨氧化生物脱氮工艺相比于其他脱氮工艺具有优势，但是，本实用新型的实用新型人通过研究和实验发现，上述工艺也存在各自的一些问题，限制了他们的脱氮效果和应用。

例如，在工艺中，亚硝化和厌氧氨氧化反应在两个独立反应器(亚硝化反应器和厌氧氨氧化反应器)中进行，在好氧环境下的SHARON亚硝化反应器内，亚硝酸细菌将废水中的一部分氨氮转化为亚硝酸盐氮，然后，SHARON亚硝化反应器的出水进入厌氧环境下的厌氧氨氧化反应器，氨氮和亚硝酸盐氮在厌氧氨氧化细菌作用下直接转化为氮气。亚硝化反应器内的曝气需要限制性曝气，曝气控制需要非常精确，原因是，如果在亚硝化反应器内生成的亚硝酸盐氮浓度过高，会对厌氧氨氧化反应器内的厌氧氨氧化细菌产生毒害作用。而且，如果曝气控制不精确，从亚硝化反应器进入到厌氧氨氧化反应器内的水中含氧量高，也会对厌氧氨氧化细菌产生不利影响，由此导致工艺和***不稳定，因此，该工艺要求控制精确，并且脱氮效果差，厌氧氨氧化细菌活性容易受到毒害，并且设备复杂，安装空间要求大，成本高。其次，在SHARON亚硝化反应器中氨氮转化为亚硝酸盐氮的比例较难控制，特别是在进水氨氮浓度高的情况下，转化后的亚硝酸盐氮浓度也较高，反过来会对亚硝酸细菌和厌氧氨氧化菌产生抑制。

又如，在DEMON工艺中，在一个反应器中进行交替进行亚硝化和厌氧氨氧化反应，从而废水需要间断地进入反应容器内并且曝气需要间断进行，影响了废水处理效率，而且，由于要在一个反应容器内交替地形成好氧和厌氧环境，因此与工艺类似，同样存在控制精度要求高，曝气要求精确的缺陷，否则对厌氧氨氧化细菌造成毒害。而且，由于间断曝气，反应容器内的亚硝酸细菌和厌氧氨氧化细菌不易分离，通常会通过水力旋流器进行分离，但是反应器内的污泥中亚硝酸细菌的比例较难控制，会对厌氧氨氧化细菌产生竞争性抑制，导致***和工艺不稳定。同时，根据在线监测的氨氮、亚硝酸盐氮或者pH值进行风机的连锁控制启停，对于风机寿命也不利。

再如，在AnitaMox工艺中，在好氧环境下，生物膜层容易被穿透，硝化菌容易对厌氧氨氧化细菌产生竞争性抑制作用。而且，生物膜层容易堵塞，并且占据了反应器内的有效空间，造成反应器容积的浪费和效能的下降。

考虑到相关技术中的生物脱氮技术状况，本发明提出了一体化生物脱氮反应器，在该反应器内接种有复合细菌颗粒污泥，这里，需要理解的是，术语“复合细菌颗粒污泥”是指由厌氧氨氧化细菌和亚硝酸细菌构成的复合细菌，例如在反应器内接种厌氧氨氧化细菌颗粒污泥，然后曝气，再将亚硝酸细菌污泥加入到反应器内，或者在曝气情况下直接在厌氧氨氧化细菌颗粒污泥表面自然形成一层亚硝酸细菌层，亚硝酸细菌附着到厌氧氨氧化细菌外面，由此形成由厌氧氨氧化细菌内芯和包覆在厌氧氨氧化细菌内芯外面的亚硝酸细菌外壳。由于厌氧氨氧化细菌被亚硝酸细菌完全包覆，因此复合细菌颗粒污泥里面天然为厌氧环境。

由此，在一个反应器内接种复合细菌颗粒污泥，反应器内为好氧环境，位于复合细菌颗粒污泥外层的亚硝酸细菌将废水中的一部分氨氮转化为亚硝酸盐氮，亚硝酸盐氮和废水中的剩余氨氮穿过亚硝酸细菌外壳进入厌氧氨氧化细菌内芯，在天然的厌氧环境下，厌氧氨氧化细菌将亚硝酸盐氮和剩余氨氮转化为氮气，由此实现在一个反应器内完成亚硝酸细菌好氧生物脱氮和厌氧氨氧化细菌厌氧生物脱氮，并且由于亚硝酸细菌包覆在厌氧氨氧化细菌外面，因此亚硝化反应控制精度要求低，曝气控制简单，且好氧水体内的亚硝酸盐氮控制在较低浓度范围内，不会对亚硝酸细菌厌氧氨氧化细菌造成毒害和抑制作用，提高了脱氮效果，并且设备简化，占地空间小，成本降低。

而且，通过吹扫管定期向脱气沉淀分离器吹送空气，可以避免污泥堵塞脱气沉淀分离器。

下面参考附图描述根据本实用新型实施例的一体化生物脱氮反应器。

如图1-图3所示，根据本实用新型实施例的一体化生物脱氮反应器1包括罐体100、曝气装置200、脱气沉淀分离器300和吹扫管220。

罐体100内具有反应室110，反应室110内接种有复合细菌颗粒污泥120，复合细菌颗粒污泥120包括厌氧氨氧化细菌内芯121和亚硝酸细菌外壳122，亚硝酸细菌外壳122包覆在厌氧氨氧化细菌内芯121外面。反应室110具有废水进口111和呼吸口112。曝气装置200设在反应室110内，用于曝气。脱气沉淀分离器300设在反应室110内，用于分离气、水和复合细菌颗粒污泥，这里，脱气沉淀分离器300也可以称为三相分离器。吹扫管220的一端伸入到脱气沉淀分离器300内，用于向脱气沉淀分离器300内定期吹送空气以避免脱气沉淀分离器300堵塞。

下面参考附图描述根据本实用新型实施例的一体化生物脱氮反应器1的废水脱氮过程。

废水由废水进口111连续注入反应室110，曝气装置200向反应室110内供氧曝气，反应室110内形成好氧环境，同时，曝气装置200供给的空气起到搅拌废水的作用，由此反应室110内的废水与复合细菌颗粒污泥120迅速混合，废水与复合细菌颗粒污泥120的剧烈接触以及氧气的充分供给，使废水中的氨氮由复合细菌颗粒污泥120迅速转化。具体地，复合细菌颗粒污泥120外层的亚硝酸细菌将废水中的大约一半的氨氮转化为亚硝酸盐氮，然后，亚硝酸盐氮和剩余的氨氮穿过亚硝酸细菌外壳122，与复合细菌颗粒污泥120内部的厌氧氨氧化细菌接触，厌氧氨氧化细菌将亚硝酸盐氮和剩余的氨氮转化为氮气和水。由于厌氧氨氧化细菌内芯121被亚硝酸细菌外壳122完全包裹，复合细菌颗粒污泥120外部为适于亚硝酸细菌转化氨氮的好氧环境，而复合细菌颗粒污泥120内部天然为适于厌氧氨氧化细菌转化氨氮和亚硝酸盐氮的厌氧环境，因此，曝气控制条件精确度要求低。最后，脱氮后的废水溢流到脱气沉淀分离器300内，由此气体(氮气和曝气空气)与水和复合细菌颗粒污泥120分离，分离后的气体由呼吸口112排出，然后，水与复合细菌颗粒污泥120分离，分离后的复合细菌颗粒污泥120从脱气沉淀分离器300返回反应室110内循环使用，与复合细菌颗粒污泥120分离后的水溢流出脱气沉淀分离器300，排出反应室110，输送至后续处理工序。复合细菌颗粒污泥120高效的生物反应转化率，大幅提高了废水脱氮效率且节省了罐体100体积。

同时，在此废水处理过程中，吹扫管220的一端伸入到脱气沉淀分离器300内，举例而言，如图1和图3所示，吹扫管220可以为曝气装置200的支管，且吹扫管220上设有位于罐体100外的控制阀210，吹扫管220伸入脱气沉淀分离器300，控制阀210定期打开吹扫管220，从而定期吹扫以避免脱气沉淀分离器300被复合细菌颗粒污泥120等堵塞。

根据本实用新型实施例的一体化生物脱氮反应器1，亚硝化和厌氧氨氧化反应在同一个罐体100内进行，设备简单、安装空间要求小且成本低。并且，反应室110内接种的复合细菌颗粒污泥120，亚硝酸细菌外壳122包裹厌氧氨氧化细菌内芯121，从而在复合细菌颗粒污泥120内部形成天然的厌氧环境，极大降低了反应室110内的曝气精度的要求，进而保证了厌氧氨氧化细菌的活性以及工艺和***的稳定性。此外，吹扫管220伸入到脱气沉淀分离器300内并定期吹送空气，可以避免脱气沉淀分离器300堵塞，保证废水处理的稳定性和处理效率。

因此，根据本实用新型实施例的一体化生物脱氮反应器1具有设备和控制简单、成本低、脱氮效果好、废水处理性能和废水处理效率稳定等优点。

下面参考附图描述根据本实用新型一些具体实施例的一体化生物脱氮反应器1。

如图1-图3所示，根据本实用新型实施例的一体化生物脱氮反应器1包括罐体100、曝气装置200、脱气沉淀分离器300和吹扫管220，罐体100内接种有由厌氧氨氧化细菌内芯121和包裹厌氧氨氧化细菌内芯121的亚硝酸细菌外壳122构成的复合细菌颗粒污泥120。

可选地，罐体100的顶部可以全部敞开以构成呼吸口112(如图1所示)，以保证转化成的氮气迅速排出。当然，根据本实用新型实施例的一体化生物脱氮反应器1并不限于此，罐体100的顶部也可以设有罐盖130，呼吸口112设在罐盖130上，如此在实现气体排放的同时可以避免其它杂质等进入反应室110，同时起到保温和降低加热能耗的效果。

图1和图3示出了根据本实用新型一些具体实施例的一体化生物脱氮反应器1。如图1和图3所示，脱气沉淀分离器300包括箱体310，箱体310内形成脱气沉淀腔311，脱气沉淀腔311的底部具有复合细菌颗粒污泥出口312。脱气沉淀腔311内的上部设有隔板320，脱气沉淀腔311的下部的横截面积沿从上向下的方向逐渐减小，隔板320将脱气沉淀腔311的上部分隔成脱气区321和沉淀区322，脱气区321的底部与沉淀区322的底部连通以便脱氮后的废水从反应室110溢流到脱气区321内进而从脱气区321的底部流到沉淀区322内，沉淀区322内设有沉淀斜板或沉淀斜管323以及溢流堰330，溢流堰330内形成溢流槽331，溢流槽331具有通向罐体100外部的出水口332。吹扫管220的一端伸入到沉淀区322下面且邻近复合细菌颗粒污泥出口312。

下面参考1和图3描述脱气沉淀分离器300对水、气体和复合细菌颗粒污泥120的分离过程。

废水中的氨氮被复合细菌颗粒污泥120转化成氮气和水，经复合细菌颗粒污泥120转化后的水中夹带气体和复合细菌颗粒污泥120，夹带气体和复合细菌颗粒污泥120的水溢流至脱气沉淀腔311的脱气区321，其中气体从脱气区321逸出，由呼吸口112排出，完成气体分离。与气体分离后的夹带复合细菌颗粒污泥120的水由脱气区321的底部流向沉淀区322，此时复合细菌颗粒污泥120沉淀下沉并在脱气沉淀腔311下部倾斜的内壁的引导下至复合细菌颗粒污泥出口312，由复合细菌颗粒污泥出口312排出脱气沉淀分离器300进入反应室110，继续用于废水脱氮，在脱气沉淀腔311内与复合细菌颗粒污泥120分离后的水溢流至溢流堰330的溢流槽331内，并由出水口332排出反应室110，进行后续处理。复合细菌颗粒污泥120与水上升过程中，复合细菌颗粒污泥120在沉淀斜板或沉淀斜管323的内壁上沉降并滑落到脱气沉淀腔311内，有助于复合细菌颗粒污泥120与水分离，至此，完成水、复合细菌颗粒污泥120和气体的分离。在此分离过程中，吹扫管220定期向沉淀区322内吹送空气，从而可以避免沉淀区322被复合细菌颗粒污泥120等堵塞。

有利地，如图1和图3所示，与隔板320限定出脱气区321的箱体310部分的上沿低于隔板320的上沿以及与隔板320限定出沉淀区322的箱体310部分的上沿。换言之，箱体310的限定出脱气区321的部分的上沿，低于箱体310的限定出沉淀区322的部分上沿，且低于隔板320的上沿。溢流堰330的上沿可以与箱体310的限定出脱气区321的部分的上沿平齐或高于箱体310的限定出脱气区321的部分的上沿，并且溢流堰330的上沿低于箱体310的限定出沉淀区322的部分上沿以及隔板320的上沿。由此可以防止脱气区321内的水从上方溢流至沉淀区322，保证脱气区321内的水从脱气区321底部流至沉淀区322，进而使复合细菌颗粒污泥120充分分离，并且沉淀区322内的水通过溢流至溢流槽331内，避免了溢流槽331内的水中夹带复合细菌颗粒污泥120。

可选地，如图1和图3所示，箱体310的横截面为矩形，箱体310的下部的第一纵侧壁313的下端向下延伸超过箱体310的下部的第二纵侧壁314的下端，且第一纵侧壁313的下端与第二纵侧壁314的下端在上下方向上重叠，由此可以有利地避免反应室110内的复合细菌颗粒污泥120通过复合细菌颗粒污泥出口312进入脱气沉淀分离器300的脱气沉淀腔311内。

例如，箱体310的四个纵向侧壁中，沿水平方向长度较长的两个纵向侧壁分别为第一纵侧壁313和第二纵侧壁314，第一纵侧壁313的下端和第二纵侧壁314的下端相对于第一纵侧壁313的上端和第二纵侧壁314的上端相互邻近，第一纵侧壁313的下端位于第二纵侧壁314的下端的下方，且第一纵侧壁313的下端和第二纵侧壁314的下端在水平面内的投影重叠，第一纵侧壁313的下端与第二纵侧壁314的下端之间的间隙构成复合细菌颗粒污泥出口312，由此一方面可以保证脱气沉淀腔311内的复合细菌颗粒污泥120沉淀后能够通过复合细菌颗粒污泥出口312顺利返回反应室110，且另一方面该复合细菌颗粒污泥出口312的结构能够阻挡反应室110内的复合细菌颗粒污泥120从复合细菌颗粒污泥出口312进入脱气沉淀腔311，保证脱气沉淀分离器300的复合细菌颗粒污泥120分离效果。

图1和图3示出了根据本实用新型一些具体示例的一体化生物脱氮反应器1。如图1和图3所示，罐体100的外部设有与废水进口111连通的进水管114以及与出水口332连通的出水管333，进水管114上设有进水泵115，进水泵115通过进水管114将废水泵送至反应室110内，出水管333上连接有与进水管114相连的出水回流管334，出水回流管334能够将部分出水管333内的水引回进水管114，由此，如果废水中的氨氮浓度高，通过将出水管333排出的一部分水与废水一起输送到反应室110内，对废水进行稀释，降低氨氮浓度，降低游离氨对复合细菌颗粒污泥120的抑制作用。

可选地，如图3所示，罐体100的底部设有用于排放复合细菌颗粒污泥120的污泥排放口113。

进一步地，如图3所示，罐体100外设有污泥回流管800，污泥回流管800上的两端分别与污泥排放口113和反应室110的上部连通，污泥回流管800能够将从污泥排放口113排出的复合细菌颗粒污泥120的至少一部分返回到反应室110。其中，污泥排放口113通过污泥排放管820与污泥回流管800相连，污泥排放管820上设有污泥泵810，从污泥排放口113排出的复合细菌颗粒污泥120的一部分可以通过污泥回流管800返回反应室110，且另一部分可以通过污泥排放管820排出。

有利地，如图3所示，罐体100外设有测量循环管900，测量循环管900的两端分别与出水口332和反应室110的顶部连通，测量循环管900上设有测量循环泵910，经脱氮处理后的水可以通过测量循环管900进行氨氮含量检测等。

图3示出了根据本实用新型一些具体实施例的一体化脱氮反应器。如图3所示，一体化生物脱氮反应器1还包括曝气泵或曝气风机400，曝气泵或曝气风机400设在罐体100外部且与曝气装置200和吹扫管220的另一端相连，以向曝气装置200泵送空气。在一些实施例中，曝气装置200为鼓风曝气且包括曝气风管和安装在曝气风管末端的曝气盘或曝气管，曝气泵或曝气风机400通过曝气风管将空气输送到曝气管或曝气盘，曝气管或曝气盘将空气曝气到反应室110内。可选地，曝气装置200可以为射流式曝气装置，在此情况下，无需设在反应室110外面的曝气泵或曝气风机，射流式曝气装置利用射流式水力冲击式空气扩散装置将空气吸入到反应室110内，例如设在反应室110内的射流器结合设在反应室110外的射流泵。

可选地，如图1和图3所示，一体化生物脱氮反应器1还包括设在反应室110内且位于曝气装置200上面的布水器500，布水器500与废水进口111相连，曝气装置200邻近反应室110的底面设置。布水器500将由废水进口111进入的废水均匀分散至反应室110内，曝气装置200的曝气还起到搅拌废水以及复合细菌颗粒污泥120的作用，以使废水与复合细菌颗粒污泥120充分接触，提高脱氮效果。

进一步地，如图3所示，反应室110内进一步设有搅拌器600和导流筒700，导流筒700的上端和下端敞开且位于曝气装置200上方，搅拌器600起到搅拌作用，导流筒700起到导流作用，由此能够进一步使反应室110内的水和复合细菌颗粒污泥120充分接触，复合细菌颗粒污泥120呈悬浮状态，提高废水与复合细菌颗粒污泥120的接触程度，从而提高废水脱氮效率。

下面描述根据本实用新型实施例的一体化生物脱氮方法。

根据本实用新型实施例的一体化生物脱氮方法包括：

向反应室内连续地供给废水，所述反应室内接种有包括厌氧氨氧化细菌内芯和包覆在所述厌氧氨氧化细菌内芯外面的亚硝酸细菌外壳的复合细菌颗粒污泥；

向所述反应室内供给空气，以使所述亚硝酸细菌将所述废水中的一部分氨氮好氧转化为亚硝酸盐氮，且所述废水中的剩余氨氮和所述亚硝酸盐氮穿过所述亚硝酸细菌外壳进入所述厌氧氨氧化细菌内芯中，以便所述厌氧氨氧化细菌将所述剩余氨氮和所述亚硝酸盐氮厌氧转化为氮气和水；

脱氮后的废水溢流到位于所述反应室内的脱气沉淀分离器进行水、气和复合细菌颗粒污泥的三相分离。

所述一体化生物脱氮方法还包括：向所述脱气沉淀分离器内定期吹送空气，以避免所述脱气沉淀分离器堵塞。

根据本实用新型实施例的一体化生物脱氮方法，亚硝化和厌氧氨氧化反应在同一个反应室内进行，能够简化设备、减小设备安装空间要求以及降低成本低。并且，采用亚硝酸细菌外壳和由亚硝酸细菌外壳包裹的厌氧氨氧化细菌内芯构成的复合细菌颗粒污泥，从而在复合细菌颗粒污泥内部形成天然的厌氧环境，极大降低了曝气精度的要求，进而保证了厌氧氨氧化细菌的活性以及工艺和***的稳定性。此外，通过向所述脱气沉淀分离器内定期吹送空气，可以避免所述脱气沉淀分离器堵塞。

因此，根据本实用新型实施例的一体化生物脱氮方法具有控制简单、成本低、脱氮效果好等优点。

下面参考附图描述根据本实用新型具体实施例的一体化生物脱氮方法。

在本实用新型的一些具体实施例中，所述脱氮后的废水溢流到所述脱气沉淀分离器的脱气区内进行脱气，脱气后的废水从所述脱气区的底部流到所述脱气沉淀分离器的沉淀区内，在所述脱气后的废水在所述沉淀区内向上流动的过程中所述复合细菌颗粒污泥向下沉淀而从所述脱气沉淀分离器的底部回到所述反应室内，其中与所述复合细菌颗粒污泥分离的水溢流到位于所述脱气沉淀分离器内的溢流堰内并排出所述反应室。在此过程中，定期向所述沉淀区吹送空气。由此实现经复合细菌颗粒污泥转化后的水、复合细菌颗粒污泥和转化成的氮气的有效分离，且分离效果好。

有利地，所述一体化生物脱氮方法还包括搅拌所述反应室内的废水，由此能够进一步使反应室内的水和复合细菌颗粒污泥翻滚，复合细菌颗粒污泥呈悬浮状态，提高废水与复合细菌颗粒污泥的接触程度，从而提高废水脱氮效率。

可选地，所述一体化生物脱氮方法还包括：从所述反应室的底部排出污泥并将排出的所述污泥的一部分返回到所述反应室的上部；将从所述溢流堰排出所述反应室的水的一部分与所述废水一起供给到所述反应室内。如此使废水进行二次脱氮，进一步提高脱氮效果。

根据本实用新型实施例的一体化生物脱氮反应器1和一体化生物脱氮方法，采用一个罐体进行，且罐体内接种由厌氧氨氧化细菌内芯和包覆厌氧氨氧化细菌内芯的亚硝酸细菌外壳构成的复合细菌颗粒污泥，从而在复合细菌颗粒污泥内部形成天然的厌氧环境，极大降低了曝气精度的要求，进而保证了厌氧氨氧化细菌的活性以及工艺和***的稳定性。此外，在废水处理过程中，定期向脱气沉淀分离器内吹送空气，可以避免脱气沉淀分离器堵塞，保证脱气沉淀分离器的分离效率和分离效果，进而保证废水处理的稳定性和处理效率。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一体化生物脱氮反应器，其特征在于，包括：

罐体，所述罐体内具有反应室，所述反应室内接种有复合细菌颗粒污泥，所述复合细菌颗粒污泥包括厌氧氨氧化细菌内芯和包覆在所述厌氧氨氧化细菌内芯外面的亚硝酸细菌外壳，所述反应室具有废水进口和呼吸口；

曝气装置，所述曝气装置设在所述反应室内；

脱气沉淀分离器，所述脱气沉淀分离器设在所述反应室内，用于分离气、水和复合细菌颗粒污泥；

吹扫管，所述吹扫管的一端伸入到所述脱气沉淀分离器内，用于向所述脱气沉淀分离器内定期吹送空气以避免所述脱气沉淀分离器堵塞。

2.根据权利要求1所述的一体化生物脱氮反应器，其特征在于，所述罐体的顶部敞开以构成所述呼吸口，或所述罐体的顶部设有所述呼吸口形成在其上的罐盖呼吸口。

3.根据权利要求1所述的一体化生物脱氮反应器，其特征在于，所述脱气沉淀分离器内的上部设有溢流堰，所述溢流堰内形成溢流槽，所述溢流槽具有通向所述罐体外部的出水口。

4.根据权利要求3所述的一体化生物脱氮反应器，其特征在于，所述脱气沉淀分离器包括箱体，所述箱体内形成脱气沉淀腔，所述脱气沉淀腔的底部具有复合细菌颗粒污泥出口，所述脱气沉淀腔内的上部设有隔板，所述脱气沉淀腔的下部的横截面积沿从上向下的方向逐渐减小，所述隔板将所述脱气沉淀腔的上部分隔成脱气区和沉淀区，所述脱气区的底部与所述沉淀区的底部连通以便脱氮后的废水从所述反应室溢流到所述脱气区内进而从所述脱气区的底部流到所述沉淀区内，所述沉淀区内设有沉淀斜板或沉淀斜管，所述溢流堰设在所述沉淀区内，所述吹扫管的一端伸入到所述沉淀区下面。

5.根据权利要求4所述的一体化生物脱氮反应器，其特征在于，与所述隔板限定出所述脱气区的箱体部分的上沿低于所述隔板的上沿以及与所述隔板限定出所述沉淀区的箱体部分的上沿。

6.根据权利要求5所述的一体化生物脱氮反应器，其特征在于，所述箱体的横截面为矩形，所述箱体的下部的第一纵侧壁的下端向下延伸超过所述箱体的下部的第二纵侧壁的下端，且所述第一纵侧壁的下端与所述第二纵侧壁的下端在上下方向上重叠。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的一体化生物脱氮反应器，其特征在于，还包括设在所述罐体外部且与所述曝气装置和所述吹扫管的另一端相连的曝气泵或曝气风机。

8.根据权利要求1所述的一体化生物脱氮反应器，其特征在于，还包括设在所述反应室内且位于所述曝气装置上面的布水器，所述布水器与所述废水进口相连，所述曝气装置邻近所述反应室的底面设置。

9.根据权利要求1所述的一体化生物脱氮反应器，其特征在于，还包括设在所述反应室内的搅拌器和导流筒，所述导流筒的上端和下端敞开。

10.根据权利要求1所述的一体化生物脱氮反应器，其特征在于，还包括设在所述罐体的底部的污泥排放口以及还包括用于将从所述污泥排放口排出的复合细菌颗粒污泥的至少一部分返回到所述反应室上部的污泥回流管，所述污泥回流管的一端与所述反应室的上部连通,所述污泥排放口通过污泥排出管与所述污泥回流管相连，所述污泥排出管上设有污泥泵。