公布日：2023.08.22
申請(qǐng)日：2023.07.10
分類號(hào)：C02F9/00(2023.01)I;C02F3/30(2023.01)N;C02F1/20(2023.01)N;C02F1/00(2023.01)N
摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種厭氧氨氧化反應(yīng)器，涉及水處理技術(shù)領(lǐng)域，系統(tǒng)包括：反應(yīng)器本體、出水管路、低位氣提管路、氣液分離器、內(nèi)循環(huán)管路及排氣管路；反應(yīng)器本體從下至上依次設(shè)置有缺氧‑厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)、中部曝氣區(qū)、好氧‑厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)、混合反應(yīng)區(qū)、氣液分離區(qū)及澄清區(qū)。在結(jié)構(gòu)上，充分利用了高度空間，節(jié)省了占地面積，減少了土地成本，從而降低了基建和運(yùn)行成本；在技術(shù)上，通過(guò)在反應(yīng)器本體內(nèi)耦合填料技術(shù)、顆粒污泥技術(shù)、生物膜技術(shù)、氣提循環(huán)技術(shù)、中部曝氣技術(shù)以及氣液分離技術(shù)，使得系統(tǒng)污泥沉降速度快、抗有機(jī)負(fù)荷沖擊能力、脫氮負(fù)荷高、脫除總氮無(wú)需外加碳源，實(shí)現(xiàn)了脫氮的高效性及低能耗。
權(quán)利要求書(shū)
1.一種厭氧氨氧化反應(yīng)器，其特征在于，包括：反應(yīng)器本體、出水管路、低位氣提管路、氣液分離器、內(nèi)循環(huán)管路及排氣管路；所述反應(yīng)器本體從下至上依次設(shè)置有缺氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)、中部曝氣區(qū)、好氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)、混合反應(yīng)區(qū)、氣液分離區(qū)及澄清區(qū)；所述缺氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)，內(nèi)部填充有厭氧氨氧化顆粒污泥及生物絮體，用于將從外界輸入的待處理水中的氨氮和所述缺氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)內(nèi)的亞硝酸鹽發(fā)生反應(yīng)，生成第一氮?dú)猓凰鲋胁科貧鈪^(qū)，設(shè)置于所述缺氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)的上部，用于通過(guò)從外界吸入空氣進(jìn)行曝氣為從所述缺氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)排出的待處理水提供溶解氧，并向所述低位氣提管路提供氣提動(dòng)力；所述好氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)，設(shè)置于所述中部曝氣區(qū)上部，且內(nèi)部填充有填料組件及污泥絮體，用于將從所述中部曝氣區(qū)排出的待處理水中的部分氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，再將從所述中部曝氣區(qū)排出的待處理水中的剩余部分氨氮和所述部分氨氮轉(zhuǎn)化的亞硝酸鹽發(fā)生反應(yīng)，生成第二氮?dú)猓凰鎏盍辖M件上附著有生物膜；所述混合反應(yīng)區(qū)，設(shè)置于所述好氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)上部，用于將所述好氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)排出的待處理水中的剩余部分氨氮和所述部分氨氮轉(zhuǎn)化的亞硝酸鹽繼續(xù)反應(yīng)，生成第三氮?dú)猓凰鰵庖悍蛛x區(qū)，設(shè)置于所述混合反應(yīng)區(qū)上部，用于對(duì)所述混合反應(yīng)區(qū)排出的待處理水進(jìn)行脫氣處理，將所述第一氮?dú)狻⑺龅诙獨(dú)狻⑺龅谌獨(dú)饧八隹諝獾幕旌蠚怏w從所述待處理水中分離出來(lái)；所述澄清區(qū)，設(shè)置于所述氣液分離區(qū)上部，用于將所述氣液分離區(qū)排出的待處理水和污泥絮體進(jìn)行分離，并將處理完成的待處理水通過(guò)所述出水管路排出；所述低位氣提管路的一端置于所述氣液分離區(qū)頂部，所述低位氣提管路的另一端與所述氣液分離器連接，所述低位氣提管路用于在所述氣提動(dòng)力的作用下，將含有混合氣體的待處理水從所述氣液分離區(qū)輸送至所述氣液分離器；所述氣液分離器，分別與所述低位氣提管路及所述內(nèi)循環(huán)管路的一端連接，用于對(duì)所述低位氣提管路傳輸?shù)拇幚硭M(jìn)行氣液分離；所述排氣管路，設(shè)置于所述氣液分離器頂部，用于將所述氣液分離器分離出的所述混合氣體排放到外界大氣中；所述內(nèi)循環(huán)管路的另一端至于所述缺氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)的下部，用于將含有亞硝酸鹽的所述氣液分離器分離出的待處理水傳輸至所述缺氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧氨氧化反應(yīng)器，其特征在于，還包括：出水槽；所述出水槽，環(huán)形設(shè)置于所述澄清區(qū)，并與所述出水管路連接，用于收集所述處理完成的待處理水，并將所述處理完成的待處理水輸出至所述出水管路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧氨氧化反應(yīng)器，其特征在于，所述缺氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)，還用于將回流至所述缺氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)內(nèi)的亞硝酸鹽與所述從外界輸入的待處理水中的氨氮發(fā)生反應(yīng)，生成所述第一氮?dú)狻?/span>
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的厭氧氨氧化反應(yīng)器，其特征在于，還包括：進(jìn)水泵、進(jìn)水管路、分水器、進(jìn)水支管路及布水器；所述進(jìn)水管路與所述進(jìn)水泵連接，所述從外界輸入的待處理水通過(guò)所述進(jìn)水泵進(jìn)入所述進(jìn)水管路；所述分水器，分別與所述進(jìn)水管路及所述進(jìn)水支管路連接，用于將所述進(jìn)水管路輸出的待處理水通過(guò)多個(gè)所述進(jìn)水支管路輸出；多個(gè)所述布水器的一端分別與多個(gè)所述進(jìn)水支管路一一對(duì)應(yīng)連接，多個(gè)所述布水器的另一端置于所述缺氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)內(nèi)，用于將所述分水器輸出的待處理水均勻布水至所述缺氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的厭氧氨氧化反應(yīng)器，其特征在于，還包括：第一液體流量計(jì)和第二液體流量計(jì)；所述第一液體流量計(jì)，設(shè)置于所述進(jìn)水管路上，用于檢測(cè)并控制通過(guò)所述進(jìn)水管路中的待處理水的流量；所述第二液體流量計(jì)，設(shè)置于所述出水管路上，用于檢測(cè)通過(guò)所述出水管路的所述處理完成的待處理水的流量。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的厭氧氨氧化反應(yīng)器，其特征在于，所述生物膜具體包括：厭氧氨氧化菌及短程硝化菌；所述污泥絮體具體包括：厭氧氨氧化菌、短程硝化菌及好氧菌；所述厭氧氨氧化顆粒污泥具體包括：厭氧氨氧化菌、短程硝化菌、胞外聚合物及礦物質(zhì)，所述厭氧氨氧化菌用于將所述氨氮和所述亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為所述氮?dú)狻?/span>
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的厭氧氨氧化反應(yīng)器，其特征在于，所述中部曝氣區(qū)具體包括：曝氣風(fēng)機(jī)、曝氣管路、曝氣裝置、第一檢修孔及氣體調(diào)節(jié)閥；所述曝氣風(fēng)機(jī)，設(shè)置于所述反應(yīng)器本體外部，用于從外界吸入所述空氣；所述曝氣管路，分別與所述曝氣風(fēng)機(jī)和所述曝氣裝置連接，用于將所述空氣從所述曝氣風(fēng)機(jī)傳輸至所述曝氣裝置；所述曝氣裝置，設(shè)置于所述中部曝氣區(qū)內(nèi)部，用于向所述中部曝氣區(qū)中的待處理水提供所述空氣中的氧氣；所述氣體調(diào)節(jié)閥，設(shè)置于所述曝氣管路上，用于通過(guò)調(diào)節(jié)自身的開(kāi)度，控制所述空氣的流量；所述第一檢修孔，設(shè)置于所述中部曝氣區(qū)所對(duì)應(yīng)的所述反應(yīng)器本體的側(cè)壁上，用于取出和放入所述曝氣裝置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的厭氧氨氧化反應(yīng)器，其特征在于，所述氣液分離區(qū)包括：脫氣裝置；所述脫氣裝置，設(shè)置于氣液分離區(qū)，用于對(duì)所述混合反應(yīng)區(qū)排出的待處理水進(jìn)行脫氣處理，將所述混合氣體分離出來(lái)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厭氧氨氧化反應(yīng)器，其特征在于，還包括：高位氣提管路及第一閥門；所述高位氣提管路的一端置于所述氣液分離區(qū)頂部，所述高位氣提管路的另一端與所述氣液分離器連接，所述高位氣提管路用于在所述氣提動(dòng)力的作用下，將含有所述混合氣體的待處理水從所述氣液分離區(qū)輸送至所述氣液分離器；所述第一閥門設(shè)置于所述高位氣提管路上，用于通過(guò)調(diào)節(jié)所述高位氣提管路傳輸?shù)暮兴龌旌蠚怏w的待處理水的流量以調(diào)節(jié)進(jìn)入所述內(nèi)循環(huán)管路的待處理水的流量。10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的厭氧氨氧化反應(yīng)器，其特征在于，還包括：外循環(huán)系統(tǒng)；所述外循環(huán)系統(tǒng)包括外循環(huán)管、外循環(huán)泵、第二閥門及第三液體流量計(jì)；所述外循環(huán)管的一端設(shè)置于所述混合反應(yīng)區(qū)，所述外循環(huán)管的另一端設(shè)置于所述缺氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)，用于將所述混合反應(yīng)區(qū)內(nèi)的待處理水輸送至所述缺氧-厭氧氮氧化反應(yīng)區(qū)；所述外循環(huán)泵，與所述外循環(huán)管連接，用于通過(guò)改變頻率調(diào)節(jié)所述外循環(huán)管中的待處理水的流量；所述第二閥門，設(shè)置于所述外循環(huán)管上，用于調(diào)節(jié)所述外循環(huán)管中的待處理水的流量；所述第三液體流量計(jì)，設(shè)置于所述外循環(huán)管上，用于檢測(cè)通過(guò)所述外循環(huán)管的待處理水的流量。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種厭氧氨氧化反應(yīng)器，以解決傳統(tǒng)脫氮技術(shù)的設(shè)備占地面積大導(dǎo)致的基建和運(yùn)行成本高，以及能耗高的問(wèn)題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：
一種厭氧氨氧化反應(yīng)器，包括：
反應(yīng)器本體、出水管路、低位氣提管路、氣液分離器、內(nèi)循環(huán)管路及排氣管路；
所述反應(yīng)器本體從下至上依次設(shè)置有缺氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)、中部曝氣區(qū)、好氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)、混合反應(yīng)區(qū)、氣液分離區(qū)及澄清區(qū)；
所述缺氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)，內(nèi)部填充有厭氧氨氧化顆粒污泥及生物絮體，用于將從外界輸入的待處理水中的氨氮和所述缺氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)內(nèi)的亞硝酸鹽發(fā)生反應(yīng)，生成第一氮?dú)猓?/span>
所述中部曝氣區(qū)，設(shè)置于所述缺氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)的上部，用于通過(guò)從外界吸入空氣進(jìn)行曝氣為從所述缺氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)排出的待處理水提供溶解氧，并向所述低位氣提管路提供氣提動(dòng)力；
所述好氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)，設(shè)置于所述中部曝氣區(qū)上部，且內(nèi)部填充有填料組件及污泥絮體，用于將從所述中部曝氣區(qū)排出的待處理水中的部分氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，再將從所述中部曝氣區(qū)排出的待處理水中的剩余部分氨氮和所述部分氨氮轉(zhuǎn)化的亞硝酸鹽發(fā)生反應(yīng)，生成第二氮?dú)猓凰鎏盍辖M件上附著有生物膜；
所述混合反應(yīng)區(qū)，設(shè)置于所述好氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)上部，用于將所述好氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)排出的待處理水中的剩余部分氨氮和所述部分氨氮轉(zhuǎn)化的亞硝酸鹽繼續(xù)反應(yīng)，生成第三氮?dú)猓?/span>
所述氣液分離區(qū)，設(shè)置于所述混合反應(yīng)區(qū)上部，用于對(duì)所述混合反應(yīng)區(qū)排出的待處理水進(jìn)行脫氣處理，將所述第一氮?dú)狻⑺龅诙獨(dú)狻⑺龅谌獨(dú)饧八隹諝獾幕旌蠚怏w從所述待處理水中分離出來(lái)；
所述澄清區(qū)，設(shè)置于所述氣液分離區(qū)上部，用于將所述氣液分離區(qū)排出的待處理水和污泥絮體進(jìn)行分離，并將處理完成的待處理水通過(guò)所述出水管路排出；
所述低位氣提管路的一端置于所述氣液分離區(qū)頂部，所述低位氣提管路的另一端與所述氣液分離器連接，所述低位氣提管路用于在所述氣提動(dòng)力的作用下，將含有混合氣體的待處理水從所述氣液分離區(qū)輸送至所述氣液分離器；
所述氣液分離器，分別與所述低位氣提管路及所述內(nèi)循環(huán)管路的一端連接，用于對(duì)所述低位氣提管路傳輸?shù)拇幚硭M(jìn)行氣液分離；
所述排氣管路，設(shè)置于所述氣液分離器頂部，用于將所述氣液分離器分離出的所述混合氣體排放到外界大氣中；
所述內(nèi)循環(huán)管路的另一端至于所述缺氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)的下部，用于將含有亞硝酸鹽的所述氣液分離器分離出的待處理水傳輸至所述缺氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)。
可選地，還包括：出水槽；
所述出水槽，環(huán)形設(shè)置于所述澄清區(qū)，并與所述出水管路連接，用于收集所述處理完成的待處理水，并將所述處理完成的待處理水輸出至所述出水管路。
可選地，所述缺氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)，還用于將回流至所述缺氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)內(nèi)的亞硝酸鹽與所述從外界輸入的待處理水中的氨氮發(fā)生反應(yīng)，生成所述第一氮?dú)狻?/span>
可選地，還包括：進(jìn)水泵、進(jìn)水管路、分水器、進(jìn)水支管路及布水器；
所述進(jìn)水管路與所述進(jìn)水泵連接，所述從外界輸入的待處理水通過(guò)所述進(jìn)水泵進(jìn)入所述進(jìn)水管路；
所述分水器，分別與所述進(jìn)水管路及所述進(jìn)水支管路連接，用于將所述進(jìn)水管路輸出的待處理水通過(guò)多個(gè)所述進(jìn)水支管路輸出；
多個(gè)所述布水器的一端分別與多個(gè)所述進(jìn)水支管路一一對(duì)應(yīng)連接，多個(gè)所述布水器的另一端置于所述缺氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)內(nèi)，用于將所述分水器輸出的待處理水均勻布水至所述缺氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)。
可選地，還包括：第一液體流量計(jì)和第二液體流量計(jì)；
所述第一液體流量計(jì)，設(shè)置于所述進(jìn)水管路上，用于檢測(cè)并控制通過(guò)所述進(jìn)水管路中的待處理水的流量；
所述第二液體流量計(jì)，設(shè)置于所述出水管路上，用于檢測(cè)通過(guò)所述出水管路的所述處理完成的待處理水的流量。
可選地，所述生物膜具體包括：厭氧氨氧化菌及短程硝化菌；所述污泥絮體具體包括：厭氧氨氧化菌、短程硝化菌及好氧菌；所述厭氧氨氧化顆粒污泥具體包括：厭氧氨氧化菌、短程硝化菌、胞外聚合物及礦物質(zhì)，所述厭氧氨氧化菌用于將所述氨氮和所述亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為所述氮?dú)狻?/span>
可選地，所述中部曝氣區(qū)具體包括：曝氣風(fēng)機(jī)、曝氣管路、曝氣裝置、第一檢修孔及氣體調(diào)節(jié)閥；
所述曝氣風(fēng)機(jī)，設(shè)置于所述反應(yīng)器本體外部，用于從外界吸入所述空氣；
所述曝氣管路，分別與所述曝氣風(fēng)機(jī)和所述曝氣裝置連接，用于將所述空氣從所述曝氣風(fēng)機(jī)傳輸至所述曝氣裝置；
所述曝氣裝置，設(shè)置于所述中部曝氣區(qū)內(nèi)部，用于向所述中部曝氣區(qū)中的待處理水提供所述空氣中的氧氣；
所述氣體調(diào)節(jié)閥，設(shè)置于所述曝氣管路上，用于通過(guò)調(diào)節(jié)自身的開(kāi)度，控制所述空氣的流量；
所述第一檢修孔，設(shè)置于所述中部曝氣區(qū)所對(duì)應(yīng)的所述反應(yīng)器本體的側(cè)壁上，用于取出和放入所述曝氣裝置。
可選地，所述氣液分離區(qū)包括：脫氣裝置；
所述脫氣裝置，設(shè)置于氣液分離區(qū)，用于對(duì)所述混合反應(yīng)區(qū)排出的待處理水進(jìn)行脫氣處理，將所述混合氣體分離出來(lái)。
可選地，還包括：高位氣提管路及第一閥門；
所述高位氣提管路的一端置于所述氣液分離區(qū)頂部，所述高位氣提管路的另一端與所述氣液分離器連接，所述高位氣提管路用于在所述氣提動(dòng)力的作用下，將含有所述混合氣體的待處理水從所述氣液分離區(qū)輸送至所述氣液分離器；
所述第一閥門設(shè)置于所述高位氣提管路上，用于通過(guò)調(diào)節(jié)所述高位氣提管路傳輸?shù)暮兴龌旌蠚怏w的待處理水的流量以調(diào)節(jié)進(jìn)入所述內(nèi)循環(huán)管路的待處理水的流量。
可選地，還包括：外循環(huán)系統(tǒng)；
所述外循環(huán)系統(tǒng)包括外循環(huán)管、外循環(huán)泵、第二閥門及第三液體流量計(jì)；
所述外循環(huán)管的一端設(shè)置于所述混合反應(yīng)區(qū)，所述外循環(huán)管的另一端設(shè)置于所述缺氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)，用于將所述混合反應(yīng)區(qū)內(nèi)的待處理水輸送至所述缺氧-厭氧氮氧化反應(yīng)區(qū)；
所述外循環(huán)泵，與所述外循環(huán)管連接，用于通過(guò)改變頻率調(diào)節(jié)所述外循環(huán)管中的待處理水的流量；
所述第二閥門，設(shè)置于所述外循環(huán)管上，用于調(diào)節(jié)所述外循環(huán)管中的待處理水的流量；
所述第三液體流量計(jì)，設(shè)置于所述外循環(huán)管上，用于檢測(cè)通過(guò)所述外循環(huán)管的待處理水的流量。
根據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施例，本發(fā)明公開(kāi)了以下技術(shù)效果：
1.在結(jié)構(gòu)上，本發(fā)明提供的厭氧氨氧化反應(yīng)器，通過(guò)采用罐體形式，反應(yīng)器本體從下至上依次設(shè)置有缺氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)、中部曝氣區(qū)、好氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)、混合反應(yīng)區(qū)、氣液分離區(qū)及澄清區(qū)，充分利用了高度空間，節(jié)省了占地面積，減少了土地成本，從而降低了基建和運(yùn)行成本。
2.在技術(shù)上，本發(fā)明提供的厭氧氨氧化反應(yīng)器，通過(guò)在反應(yīng)器本體內(nèi)耦合填料技術(shù)、顆粒污泥技術(shù)、生物膜技術(shù)、氣提循環(huán)技術(shù)、中部曝氣技術(shù)以及氣液分離技術(shù)，具體的，缺氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)設(shè)置在好氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)下部，采用氣提循環(huán)技術(shù)將好氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)產(chǎn)生的亞硝酸鹽大比例回流至缺氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)，亞硝酸鹽與外界輸入至缺氧-厭氧氨氧化反應(yīng)區(qū)內(nèi)的待處理水中的氨氮反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓瑢?shí)現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)、高效、環(huán)境友好的可持續(xù)發(fā)展污水脫氮。
3.在工藝技術(shù)上，本發(fā)明提供的厭氧氨氧化反應(yīng)器，通過(guò)反應(yīng)器本體結(jié)合污泥絮體、生物絮體、生物膜、厭氧氨氧化顆粒污泥等生物菌形態(tài)，使得系統(tǒng)污泥沉降速度快、抗有機(jī)負(fù)荷沖擊能力、脫氮負(fù)荷高、脫除總氮無(wú)需外加碳源，實(shí)現(xiàn)了脫氮的高效性及低能耗。
此外，本發(fā)明還可實(shí)現(xiàn)裝配化預(yù)制形式、裝備化集成形式，從而縮短現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)間。
（發(fā)明人：楊岸明;田盛;何偉;孫維孟;孫紹斌;馬占峰;王春苗）
