自循环自养脱氮生物反应器制造技术

本发明专利技术提供了一种自循环自养脱氮生物反应器，所述生物反应器主体为圆柱体结构，外套有环状回流环腔，所述生物反应器主体从下至上依次设有微孔曝气盘、旋转布水器、气体收集罩、厌氧布水罩、气体外排管、三相分离器、厌氧排气管。所述生物反应器主体侧壁从下至上依次设有回流筛孔板Ⅰ、进水管、好氧排泥管、厌氧排泥管、回流筛孔板Ⅱ、出水槽、出水管。整个生物反应器按功能分为好氧反应区、厌氧反应区、沉淀分离区、回流区。该自循环自养脱氮生物反应器具有良好的脱氮效能，且运行高效稳定，具有以下优点：1)污泥持留效果好，污泥浓度高。2)避免曝气过程对反应器脱氮性能不利影响。3)提高反应器整体脱氮性能。4)节约运行成本。

【技术实现步骤摘要】
自循环自养脱氮生物反应器
本专利技术涉及一种污水生物脱氮反应器，属于污水脱氮生物处理领域，尤其涉及一种自循环自养脱氮生物反应器。
技术介绍
随我国经济发展和人们生活水平的提高，大量工业污染排放、生活污水排放、农用化肥流失、畜禽业养殖污水排放、水产养殖污水排放等引起水体氨氮污染日趋严重，引发水体严重的富营养化，导致水生生物大量死亡，造成生态破坏及巨大经济损失；其还可诱发婴儿高铁血红蛋白症，并可转化成严重致癌物质，直接威胁人类健康。研发高效经济的氨氮处理技术已成为环境保护领域重要课题。现脱氮技术多采用传统的硝化-反硝化工艺，氨氮先后经硝化、反硝化作用转化为氮气从而降解去除，其典型工艺包括三段式脱氮工艺、前置缺氧-好氧生物脱氮工艺、后置缺氧-好氧生物脱氮工艺等。传统脱氮工艺需要大量曝气、补充碱度及大量有机碳源、流程过于复杂、运行成本高。短程硝化-厌氧氨氧化工艺为新型生物脱氮工艺，是一种最简捷的自养脱氮途径，具有无需有机碳源、节省碱度、适量曝气、低污泥产量等优点。生物反应器是实现短程硝化-厌氧氨氧化工艺的核心设备，其构型直接影响短程硝化-厌氧氨氧化工艺的效能、运行稳定性等。现有短程硝化-厌氧氨氧化生物反应器包括分体式、一体式两种，一体式具有单体反应器内不同功能菌群协同共存，节省投资成本等特点而备受关注。但其存在厌氧氨氧化功能菌群易受曝气过程影响，致使整体脱氮能力提升受限；各功能菌群生态位强制重叠，存在对各自性能的制约，无法发挥各自最大潜能；需外加回流设备实现碱度回用平衡，增加处理成本及工艺能耗；沉降效果差导致生物体流失，生物量不高等不足。以上不足制约了一体式短程硝化-厌氧氨氧化生物反应器节能降耗、效能提升及工程应用推广。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有一体式短程硝化-厌氧氨氧化生物反应器的不足，提供了一种自循环自养脱氮生物反应器。本专利技术通过设置隔离板实现短程硝化、厌氧氨氧化功能菌群生态位物理分隔，使各自发挥其最大潜能；通过直接外排曝气余气避免曝气过程对厌氧氨氧化功能微生物的不利影响；通过填充填料、设置三相分离器减少生物流失、增强沉淀效果，从而提高污泥浓度；通过设置回流环腔，利用重力自降与气体提升作用形成污水内部自循环，实现碱度的自回流与平衡。试验证明，据此开发的自循环自养脱氮生物反应器具有良好的脱氮效能，且运行高效稳定。为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案予以实现：本专利技术所述的自循环自养脱氮生物反应器为圆柱体结构，可由钢板或有机玻璃制作，可为污水脱氮生物处理一体化装置，也可为拼装式模块单体与其他不同的处理工艺构成复合型处理设施。自循环自养脱氮生物反应器包括生物反应器主体、进水管、旋转布水器、微孔曝气盘、气体收集罩、气体外排管、厌氧排气管、好氧排泥管、厌氧排泥管、厌氧布水罩、三相分离器、回流筛孔板Ⅰ、回流筛孔板Ⅱ、环状回流环腔、出水槽、出水管。生物反应器主体从下至上依次设有微孔曝气盘、旋转布水器、气体收集罩、厌氧布水罩、气体外排管、三相分离器、厌氧排气管。生物反应器主体侧壁从下至上依次设有回流筛孔板Ⅰ、进水管、好氧排泥管、厌氧排泥管、回流筛孔板Ⅱ、出水槽、出水管。生物反应器主体外套有环状回流环腔。自循环自养脱氮生物反应器按功能分区可分为好氧反应区、厌氧反应区、沉淀分离区、回流区。所述自循环自养脱氮生物反应器中生物反应器主体高径比为5～10。好氧反应区与厌氧反应区直径相同，高度比为(1.5～2)：1。所述自循环自养脱氮生物反应器中回流筛孔板Ⅰ水平夹角为45°，回流筛孔板Ⅱ水平夹角为30°～60°，气体收集罩水平夹角为45°～60°，厌氧布水罩顶端斜面的水平夹角为45°～60°。所述自循环自养脱氮生物反应器中三相分离器高径比为1～2。所述自循环自养脱氮生物反应器中气体收集罩与气体外排管密封接合，厌氧布水罩与气体外排管密封接合；反应器主体、气体收集罩、气体外排管、厌氧布水罩之间形成布水环腔；厌氧布水罩水平圆环板、介于气体收集罩和厌氧布水罩之间的气体外排管均开有透水圆孔，圆孔直径0.5～5cm；气体外排管内径为2～10cm。所述自循环自养脱氮生物反应器中环状回流环腔厚度为2～5cm。所述自循环自养脱氮生物反应器中好氧反应区内填充有半软性纤维填料或流化床填料，内部接种短程硝化絮体污泥；厌氧反应区内接种厌氧氨氧化颗粒污泥。本专利技术的有益效果如下：1)污泥持留效果好，污泥浓度高。好氧反应区填充半软性纤维填料或流化床填料，可有效附着短程硝化微生物，有效减少污泥流失；三相分离器设置可有效阻留、实现良好气固分离，使生物反应器保持较高的污泥浓度。2)避免曝气过程对反应器脱氮性能不利影响。气体收集罩、气体外排管、厌氧布水罩组件的设计可使好氧反应区出水均匀分布至厌氧反应区，而曝气余气则避开厌氧反应区而直接外排，可完全消除其对后续厌氧氨氧化功能菌群的氧毒作用，从而维持反应器高效稳定运行。3)提高反应器整体脱氮性能。利用气体收集罩、气体外排管组件实现了短程硝化、厌氧氨氧化功能菌群生态位的物理分隔，避免了不同功能菌群之间的制约，使各自发挥其最大潜能，可大幅提高反应器脱氮性能。4)节约运行成本。回流环腔的设计充分利用厌氧出水的重力自降与曝气过程气体提升形成污水自循环，使厌氧氨氧化过程产生碱度自回流至好氧反应区供给短程硝化反应，无需外加碱性物质及回流设备即可实现碱度的自回用平衡，可降低投资及运行成本。在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本
技术实现思路
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。以下结合附图，详细说明本专利技术的优点和特征。附图说明下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：图1为自循环自养脱氮生物反应器示意图其中，1、生物反应器主体；2、好氧反应区；3、厌氧反应区；4、沉淀分离区；5、进水管；6、旋转布水器；7、微孔曝气盘；8、回流筛孔板Ⅰ；9、回流区；10、好氧排泥管；11、厌氧排泥管；12、气体收集罩；13、气体外排管；14、厌氧布水罩；15、出水槽；16、出水管；17、回流筛孔板Ⅱ；18、厌氧排气管；19、环状回流环腔；20、三相分离器。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例对本专利技术作进一步详细的说明。应当理解，此处所描述的实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。为了彻底了解本专利技术，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本专利技术的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本专利技术的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本专利技术还可以具有其他实施方式。以下结合附图对本专利技术的实施例做详细描述。如图所示，自循环自养脱氮生物反应器为圆柱体结构，可由钢板或有机玻璃制作，可为污水脱氮生物处理一体化装置，也可为拼装式模块单体与其他不同的处理工艺构成复合型处理设施。自循环自养脱氮生物反应器包括生物反应器主体1、进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自循环自养脱氮生物反应器，其特征在于：所述生物反应器主体为圆柱体结构，外套有环状回流环腔；所述生物反应器主体从下至上依次设有微孔曝气盘、旋转布水器、气体收集罩、厌氧布水罩、气体外排管、三相分离器、厌氧排气管；所述生物反应器主体侧壁从下至上依次设有回流筛孔板Ⅰ、进水管、好氧排泥管、厌氧排泥管、回流筛孔板Ⅱ、出水槽、出水管；整个生物反应器按功能分为好氧反应区、厌氧反应区、沉淀分离区、回流区。

【技术特征摘要】
1.一种自循环自养脱氮生物反应器，其特征在于：所述生物反应器主体为圆柱体结构，外套有环状回流环腔；所述生物反应器主体从下至上依次设有微孔曝气盘、旋转布水器、气体收集罩、厌氧布水罩、气体外排管、三相分离器、厌氧排气管；所述生物反应器主体侧壁从下至上依次设有回流筛孔板Ⅰ、进水管、好氧排泥管、厌氧排泥管、回流筛孔板Ⅱ、出水槽、出水管；整个生物反应器按功能分为好氧反应区、厌氧反应区、沉淀分离区、回流区。2.根据权利要求1所述自循环自养脱氮生物反应器，其特征在于：所述生物反应器主体高径比为5～10，好氧反应区与厌氧反应区直径相同，高度比为(1.5～2)：1。3.根据权利要求1所述自循环自养脱氮生物反应器，其特征在于：所述回流筛孔板Ⅰ水平夹角为45°，所述回流筛孔板Ⅱ水平夹角为30°～60°，所述气体收集罩水平夹角为45°～60°，所述厌氧布...

【专利技术属性】
技术研发人员：季军远，张倩，宋霞，洪波，宋维星，王俊丹，朱晓桐，
申请(专利权)人：中国海洋大学，
类型：发明
国别省市：山东,37