[發明專利]一種連續流的高效脫氮反應器

在審

• 申請號: 201710161573.6
• 申請日: 2017-03-17
• 公開（公告）號: CN106830323A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 鄧海濤;陳福坤;沈莎;陸冬云;姚兵
• 申請（專利權）人: 廣西春暉環保工程有限責任公司
• 主分類號: C02F3/30
• 分類號: C02F3/30
• 代理公司: 柳州市榮久專利商標事務所(普通合伙)45113
• 代理人: 盧蘭

技術領域

本發明屬于生物脫氮反應器領域，具體涉及一種連續流的高效脫氮反應器。

背景技術

短程硝化-厭氧氨氧化技術是目前已知最經濟的生物脫氮技術，是一種可持續發展的污水處理技術。反應原理如下(考慮微生物合成)：

短程硝化：

短程硝化菌(AOB)世代周期約為0.53d，氧化1mg NH₄⁺為NO₂^-細胞產量為0.15mg，好氧量3.16mg。

厭氧氨氧化：

厭氧氨氧化菌(AAOB)世代周期約為11d，反應1mg NH₄⁺為N₂細胞產量為0.11mg。

短程硝化工藝僅需將原水中約1/2的NH₄⁺-N氧化為NO₂^--N即可，大幅度減少曝氣量；厭氧氨氧化菌產率低(0.11mg/mgNH₄⁺-N)，污泥產生量低，節約了污泥處理處置的費用。

由于厭氧氨氧化菌對生長條件的要求十分苛刻，且世代周期長(11～30d)，產率低(0.11g/gNH₄⁺-N)富集培養困難，反應的基質同時也是抑制物。因此，將短程硝化與厭氧氨氧化結合在一個反應器中有利于基質的邊產生邊轉化，避免了氨氮積累產生的游離氨以及亞氮積累產生的游離亞硝酸對厭氧氨氧化菌的生物毒性。

此外含氮廢水中往往不可避免地含有一定量的有機質(以化學需氧量COD計)，COD的存在將導致異養菌的增殖，由于異養菌的世代周期短(0.7d)，產率高(0.3mgVSS/mgCOD)。因此當廢水中的有機質的量與氮的比值(即碳氮比)較高時，現有的一體化脫氮反應器往往會因為異養菌過度增殖，擠占了厭氧氨氧化菌(AAOB)的生存空間，而導致AAOB被淘汰出系統。

現有的生物脫氮反應器有如下幾種：

1、申請號：201210289959.2，發明名稱：一體化籠式脫氮反應器，該發明公開了一種一體化籠式脫氮反應器。反應器本體從下到上依次設進水區、反應區和分離區，進水區從下到上依次設排泥管、水流轉向區、進水管和進氣管，進氣管上端設曝氣頭；反應區設縱隔板分為好氧區和厭氧區，分別由四塊穿孔擋板分隔為三個籠子，籠內充填1/4～1/3下沉/上浮多孔填料；分離區設縱隔板分為沉淀區和釋氣區，并通過上導流板和下導流板貫通，沉淀區頂端設溢流堰，溢流槽底部設出水管。該發明融短程硝化與厭氧氨氧化于一體，可避免亞硝酸鹽積累所致的生物毒性，也可克服基質比例調控難題；功能菌的空間分布相對固定，有利于微生態環境的優化；在上升氣流的驅動下，反應液內循環，硝化與脫氮交替進行，有助于傳質和反應，提高容積脫氮效能。但是該發明的不足之處在于：

(1)當進水氨氮濃度較低時，曝氣量須調整得較小，內循環驅動力不足必將影響傳質和反應的進行。若曝氣量不調小，將導致好氧區溶解氧(DO)過高，使得亞硝酸鹽氧化菌(NOB)的大量繁，NOB將NO₂^--N氧化為NO₃^--N，致使厭氧區的厭氧氨氧化菌(AAOB)缺乏底物NO₂^--N，則厭氧氨氧化無法進行，系統崩潰。

(2)當泥水混合液循環至厭氧區時，污泥易被厭氧區填料所截留(而AOB在厭氧區由于沒有溶解氧，難以生存，會逐漸死亡)，難以再回到好氧區參與短程硝化因而反應器容積效能較低。這種現象剛開始時會導致泥水混合液中的污泥不斷被厭氧區填料所截留，其中的AOB漸死亡，污泥量越來越少，同等曝氣量的情況下，溶解氧越來越高，厭氧區的溶解氧亦逐步升高，最終整個系統崩潰。

(3)難以承受較高的COD負荷。無區別的同時排泥會將世代周期長、增殖較慢的厭氧氨氧化菌(AAOB)排出系統之外。

(4)厭氧區的頂部沒有三相分離器，產氣干擾了沉淀出水，導致包含厭氧氨氧化菌(AAOB)在內的污泥流失。