[發明專利]氣升式內循環脫氮除磷生物反應器

有效

• 申請號: 201110206562.8
• 申請日: 2011-07-22
• 公開（公告）號: CN102249415A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 鄭平;張萌;張吉強;季軍遠
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及一種脫氮除磷生物反應器，尤其涉及一種氣升式內循環脫氮除磷生物反應器。

背景技術

我國水污染問題十分嚴重，在主要湖泊中，氮磷污染所致的富營養化湖泊占50%以上，每年“水華”和“赤潮”造成的經濟損失高達上百億元。開發高效脫氮除磷反應器勢在必行。

氣升式內循環生物反應器是一種以氣體為動力使液體充分混合并在反應器內部循環流動的生物反應器，具有結構簡單、傳質傳熱性能好、能耗低、對細胞損傷小等優點，在生物化工和廢水處理領域廣泛應用，具有作為脫氮除磷反應器的潛能。

生物脫氮過程一般分為兩個階段，即好氧硝化階段和厭氧反硝化階段。在硝化階段，廢水中的NH₄-N由微生物轉化為NO₂^-和NO₃^-；在反硝化階段，廢水中的NO₂^-和NO₃^-由微生物轉化為N₂。生物除磷過程一般分為兩個階段，即好氧超量吸磷階段和厭氧釋磷階段。通過排放富磷污泥達到除磷目的。

由廢水生物脫氮除磷原理可知，該過程需要好氧-缺氧/厭氧交替的環境，通過氣升式內循環生物反應器內部構型的合理設計和曝氣強度的合理控制，可以有效調節反應器內廢水的循環速度以及溶氧濃度，使外周升流管中的反應液處于好氧狀態，中央降流管中的反應液處于厭氧狀態，實現廢水同步脫氮除磷。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種氣升式內循環脫氮除磷生物反應器。

氣升式內循環脫氮除磷生物反應器從下到上依次設有布水布氣區、內循環反應區和三相分離區，布水布氣區下部設有錐形布水導流器，錐形布水導流器中心設有進水口，進水口的一端伸入錐形布水導流器，進水口的另一端伸出反應器，錐形布水導流器底部設有環隙出水口，沿錐形布水導流器四周均布有微孔曝氣管定位裝置，曝氣微管定位裝置上部設有微孔曝氣管；布水布氣區通過法蘭與內循環反應區相連，內循環反應區由外周環形升流管和中央降流管組成，外周環形升流管上部設有漏斗形升流導流管，中央降流管上部設有漏斗形降流導流管，外周環形升流管下部設有進氣口，漏斗形升流導流管下部設有排泥口；內循環反應區通過漏斗形升流導流管和漏斗形降流導流管與三相分離區貫通，三相分離區從外到內順次設有環形氣液分離管、沉淀區，沉淀區下部中心設有錐形集氣罩，錐形集氣罩上部中心設有出氣口，環形氣液分離管中部設有錐形擋泥板，沉淀區上部設有溢流堰和出水口。

所述的微孔曝氣管位于外周環形升流管中心下部，高于錐形布水導流器的環隙出水口；所述的外周環形升流管與中央降流管截面積比為2.0~3.0?:?1.0~2.0；所述的環形氣液分離管位于漏斗形升流導流管上部，環形氣液分離管與外周環形升流管截面積之比為3.0?:?1.0；環形氣液分離管中部設有的錐形擋泥板的錐角δ為45°，錐高為環形氣液分離管寬度的1/2；所述的錐形集氣罩的錐角β為50°，錐形集氣罩的底部、沉淀區的底部和中央降流管截面積之比為2.8~2.4?:?1.3~1.6?:?1.0；所述的溢流堰起始于沉淀區上部，橫跨氣液分離管與外壁相連；所述的錐形布水導流器的錐角α為45°，漏斗形降流導流管和漏斗形升流導流管的錐角γ均為50°

本發明與現有技術相比的有益效果是：1）反應器由布水布氣區、內循環反應區和三相分離區三個單元組成，相鄰單元的功能互補，結構緊湊，占地面積小；2）微孔曝氣管和環形氣液分離管的獨特結構設置，使反應器外周環形升流管處于好氧狀態，中央降流管處于厭氧狀態，可實現同步脫氮除磷；3）漏斗形升流導流管、漏斗形降流導流管和錐形集氣罩的合理設置，降低了氣體與水流對反應器沉淀區擾動，三相分離效果好；4）環形升流管置于中央降流管外圍，增大了好氧與厭氧階段水力停留時間之比，有利于提高廢水生物脫氮除磷效果。

附圖說明

圖1是一種氣升式內循環脫氮除磷生物反應器結構剖面圖；

圖2是一種氣升式內循環脫氮除磷生物反應器結構B-B截面圖；

圖3是一種氣升式內循環脫氮除磷生物反應器結構A-A截面圖；