申请日2019.12.24
公开(公告)日2020.03.24
IPC分类号C02F3/28; C02F101/16
摘要
本发明公开了一种有效提高反硝化脱氮效果的缺氧反应器，包括反应器罐体和反应器罐体顶端的气液分离器;所述反应器罐体内部从下到上依次设置反应区、三相分离区和沉淀出水区;三相分离区内设置三相分离器，沉淀出水区内从下到上设置斜板/管和出水堰;所述三相分离器通过集气管连接至气液分离器，气液分离器底端通过回流管通向反应器罐体底部;所述反应器罐体底端设置进水管，废水通过进水管进入反应器罐体内净化，净化后的水从出水堰流出。本发明的缺氧反应器能有效避免了污泥及专用菌种的流失，提升了反应器的容积负荷，提高了脱氮效率，硝酸盐去除率较高，节省了反应器容积和占地面积，避免了潜水式搅拌器导致的运行费用高和维修困难的问题。
权利要求书
1.一种有效提高反硝化脱氮效果的缺氧反应器，其特征在于，包括反应器罐体(1)和反应器罐体(1)顶端的气液分离器(8);所述反应器罐体(1)内部从下到上依次设置反应区、三相分离区和沉淀出水区;所述三相分离区内设置三相分离器(5)，沉淀出水区内从下到上设置斜板/管(6)和出水堰(7);所述三相分离器(5)通过集气管(16)连接至气液分离器(8)，气液分离器(8)底端通过回流管(17)通向反应器罐体(1)底部;所述反应器罐体(1)底端设置进水管(11)，废水通过进水管(11)进入反应器罐体(1)内净化，净化后的水从出水堰(7)流出。
2.根据权利要求1所述的有效提高反硝化脱氮效果的缺氧反应器，其特征在于，所述反应区体积为反应器罐体(1)体积的60～90%;所述三相分离器和斜板/管面积均为反应器罐体(1)截面面积的40～100%。
3.根据权利要求1所述的有效提高反硝化脱氮效果的缺氧反应器，其特征在于，所述反应区底部设置布水装置(2)，进水管(11)连接至布水装置(2)的进水端，所述布水装置(2)为多点布水装置，布水装置(2)开口向下;所述反应区上方设置收水装置(4)，收水装置(4)邻近三相分离器(5)底端设置，所述收水装置(4)的出水端通过循环管(13)连接至布水装置(2)的进水端;所述收水装置(4)开口向上;所述循环管(13)上设置循环泵(9)。
4.根据权利要求3所述的有效提高反硝化脱氮效果的缺氧反应器，其特征在于，所述循环管(13)上设置加药管(12)。
5.根据权利要求3所述的有效提高反硝化脱氮效果的缺氧反应器，其特征在于，所述循环管(13)上安装电磁流量计(18)、在线pH计(19)、在线ORP仪(20)和温度变送器(21);所述电磁流量计(18)、在线pH计(19)、在线ORP仪(20)和温度变送器(21)的信号输入端分别直接至总控制系统的信号输出端。
6.根据权利要求1所述的有效提高反硝化脱氮效果的缺氧反应器，其特征在于，所述斜板/管(6)的高度为1.0～2.0m。
7.根据权利要求1所述的有效提高反硝化脱氮效果的缺氧反应器，其特征在于，所述沉淀出水区的表面负荷为0.5～5.0m3/(m2·h)。
8.根据权利要求1所述的有效提高反硝化脱氮效果的缺氧反应器，其特征在于，所述反应器罐体(1)内底部安装反射板(10)，所述反射板(10)在回流管(17)端口正下方，且反射板(10)与回流管(17)端口距离大于0.2m;所述反应器罐体(1)底端安装排泥管(14);所述反应器罐体(1)侧壁和顶部分别安装用于检修和观察的第一人孔(3)和第二人孔(22)。
9.根据权利要求1所述的有效提高反硝化脱氮效果的缺氧反应器，其特征在于，所述出水堰(7)末端设置出水管(15)，出水堰(7)通过出水管(15)连接至其他处理单元。
10.根据权利要求1所述的有效提高反硝化脱氮效果的缺氧反应器，其特征在于，所述反应区中填充填充物;所述填充物为活性污泥或活性污泥与填料的混合物;所述填充物占反应区体积的20～80%。
说明书
一种有效提高反硝化脱氮效果的缺氧反应器
技术领域
本发明涉及环保工程和水处理技术领域，更具体地，涉及一种有效提高反硝化脱氮效果的缺氧反应器。
背景技术
随着国家经济的高速发展，水体的水质恶化程度也日益严重，其中主要的污染因素之一为氮素，水体中氮素的来源主要是生活污水、养殖废水和工业废水。由于一些工业废水中氮的浓度非常高，严重超标，且较难处理，使工业废水的氮素污染备受关注。将高浓度硝酸盐废水直排入河，污染地表水和地下水，导致水生动植物的死亡甚至绝迹，如果污染至生活用水，轻者会危害身体健康，重者导致死亡，严重影响了当地经济的快速和谐发展。传统的污水处理工艺效率低，流程长，投资和操作费用高，对于废液脱氮，生物法反硝化脱氮将硝态氮转化为氮气是最经济彻底的治理技术，但是，现有的工业废水处理设备处理的内活性污泥浓度有限，反硝化段的容积较大，设备占地面积大，成本高;并且对活性污泥和菌液无截留功能，造成脱氮效果偏低，导致运行不稳定，除此之外，在缺氧反应器中的废水处理过程中，需要设置潜水式搅拌器将生物菌种和原水快速均质化，存在运行费用高和潜水式搅拌器维修困难的问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述不足，提出一种有效提高反硝化脱氮效果的缺氧反应器。本发明的缺氧反应器具有良好的污泥截留能力，可与普通活性污泥或专用菌种相结合使用，能有效避免了污泥及专用菌种的流失，实现了污泥龄和水力停留时间的分离，提高了反应器内的污泥浓度，提升了反应器的容积负荷，提高了脱氮效率，硝酸盐去除率较高，节省了反应器容积和占地面积，还避免了潜水式搅拌器导致的运行费用高和维修困难的问题。
本发明的技术方案是：
本发明提供一种有效提高反硝化脱氮效果的缺氧反应器，包括反应器罐体和反应器罐体顶端的气液分离器;所述反应器罐体内部从下到上依次设置反应区、三相分离区和沉淀出水区;所述三相分离区内设置三相分离器，沉淀出水区内从下到上设置斜板/管和出水堰;所述三相分离器通过集气管连接至气液分离器，气液分离器底端通过回流管通向反应器罐体底部;所述反应器罐体底端设置进水管，废水通过进水管进入反应器罐体内净化，净化后的水从出水堰流出。
进一步地，所述反应区体积为反应器罐体体积的60～90%;所述三相分离器和斜板/管面积均为反应器罐体截面面积的40～100%。
进一步地，所述反应区底部设置布水装置，进水管连接至布水装置的进水端;所述布水装置为多点布水装置，保证布水的均匀性，防止产生死角，布水装置开口向下;所述反应区上方设置收水装置，收水装置邻近三相分离器底端设置，所述收水装置的出水端通过循环管连接至布水装置的进水端，所述循环管上设置循环泵，共同构成循环系统;所述收水装置为多点收水装置，保证收水的均匀性，防止发生偏流，收水装置开口向上。所述循环管直接连接布水装置的进水端或通过连接进水管连接至布水装置的进水端。
进一步地，所述循环管上设置加药管。通过加药管可向反应器罐体的反应区中加入酸、碳源等药剂。
进一步地，所述循环管上安装电磁流量计、在线pH计、在线ORP仪和温度变送器;所述电磁流量计、在线pH计、在线ORP仪和温度变送器的信号输入端分别直接至总控制系统的信号输出端。安装电磁流量计能够通过循环泵的流量来控制反应区的上升流速，在线pH计能够检测反应器内的pH值、在线ORP仪能够体现反应器内的氧化还原电位、温度变送器能够获取反应器内的实时温度，便于根据数据情况及时调整系统相应条件，间接反映反应器内的反硝化程度，保证了系统的脱氮效果。
进一步地，所述斜板/管距的高度为1.0～2.0m，保证了出水悬浮物的低浓度
进一步地，所述沉淀出水区的表面负荷为0.5～5.0m3/(m2·h)，能有效减小反应器的占地面积，降低设备投资。
进一步地，所述三相分离器为整体式或组合式。
进一步地，所述反应器罐体内底部安装反射板，所述反射板在回流管端口正下方，且反射板与回流管端口距离大于0.2m，使内回流液体在底部能更好地扩散。
进一步地，所述出水堰末端设置出水管，出水堰通过出水管连接至其他处理单元。
进一步地，所述反应器罐体底端安装排泥管，排泥管既可通过重力排泥，也可通过泵进行排泥;所述反应器罐体侧壁和顶部分别安装用于检修和观察的第一人孔和第二人孔。
进一步地，所述反应区中所述反应区中填充填充物;所述填充物为活性污泥或活性污泥与填料的混合物;所述填充物占反应区体积的20～80%;所述填料为固定生物填料或悬浮生物填料。
本发明的有益效果：
(1)本发明的缺氧反应器内的活性污泥浓度高，是普通活性污泥系统的4～8倍，极大减小了反硝化段的容积，使用时占地面积减少30～60%，降低了投资费用。
(2)本发明的缺氧反应器中设置的三相分离器和斜板/管对活性污泥有较好的截留作用，在废水处理过程中，有效避免了活性污泥和专有菌种的流失，使反硝化菌长期处于稳定的工作环境内，有利于反硝化菌的生长繁殖，有利于提高反硝化脱氮效率。
(3)本发明的缺氧反应器处理废水时，在反硝化过程中产生的氮气(N2)对反应器罐体内废水的扰动、气液分离器作用下的内回流，以及循环系统的三重作用下，无需潜水式搅拌设备，反应器罐体中就能够达到均质化的目的，且混合效果较好，当进水管中进入的废水与从气液分离器经回流管流下的水稀释后，能大大提升反应器的抗冲击负荷，有利于提高反硝化效率。
(4)本发明缺氧反应器的沉淀出水区设置斜板/管，使缺氧反应器能够适应较大的表面负荷，提高了单个反应器的处理规模。
(5)本发明缺氧反应器硝态氮容积负荷为普通反硝化反应器(池)的5～10倍，针对硝态氮的去除率可达90～99%。（发明人马祥;刘雪洁;王士林;胡玖坤）
