一种去除硝酸根的脱氮反应器的制作方法

本发明涉及污水处理设备技术领域，特别涉及一种去除硝酸根的脱氮反应器。

背景技术：

随着世界城市化和工业化发展以及人类活动的加剧，水环境问题已成为日益严峻的全球性问题，水体中的氮作为一种最为常见的无机污染物，严重影响了地下水及地表水环境；地表水体中过高的硝酸盐含量会造成水体富营养化，危害水体中生物多样性，降低浓缩物的营养价值及抵抗力，甚至对人类的健康也造成了严重的威胁。

污水、废水中氨氮的去除有物理法、化学法和生物法，其中生物法作为一种经济、高效的脱氮方法被广泛应用。生物脱氮包括硝化和反硝化两个阶段，硝化阶段将氨氮氧化为硝态氮和亚硝态氮，反硝化阶段则将硝态氮和亚硝态氮还原为氮气。

在普遍的城市污水处理和工业废水处理中，通常采用的处理工艺是厌氧、缺氧和好氧为主的生化工艺和末端为高密度沉淀池和滤布滤池工艺，通过生化工艺实现cod、bod和氨氮达标和去除50～60％的总氮，末端通过絮凝沉淀实现总磷达标，但通过滤布滤池不能实现总氮达标，总氮＜15mg/l，总氮不达标主要是硝酸根残留在污水中，这是城市污水处理实现《城镇污水处理厂污染物排放标准》(gb18918－2002)一级a标准的难题和关键，也是工业废水处理中达标排放的痛点。

故寻求一种经济高效又能应对含硝酸根废水的脱氮装置，成为当今环境污染控制领域的重大任务。

技术实现要素：

本发明提供了一种去除硝酸根的脱氮反应器，以解决现有技术中硝酸根残留在污水中使得污水处理总氮不达标的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种去除硝酸根的脱氮反应器，包括：本体，所述本体的一端设置有布水管，所述布水管与进水管相连接，所述布水管上设置有布水器；所述本体的另一端设置有气体收集管道和集水装置，所述气体收集管道的一端与水封罐相连接，所述水封罐上设置有排气管；所述气体收集管道的另一端设置有三相分离器；所述三相分离器与所述布水器之间由上而下依次设置有污泥悬浮区和污泥附着区，所述污泥附着区内设有硝化污泥和脱氮载体；所述污泥附着区设置有出泥管，所述出泥管与循环泵相连接，所述循环泵与进泥管的一端相连接，所述进泥管的另一端与所述污泥悬浮区相连接。

进一步地，所述本体内的其他参数如下：

氧化还原电位：-500～-350mv，可耐受盐分含量为0.6％；所需的有机物量为cod/no3-＞0.6，控制反应ph值在7.2～7.8之间。

进一步地，所述硝化污泥中污泥粒径为0.5～2mm。

进一步地，所述脱氮载体为硫自养载体，在所述脱氮载体中硫化铁的重量比为40％～45％、硫磺的重量比55％～60％，所述脱氮载体的粒径为5～6mm。

进一步地，所述布水器至少设置一个。

进一步地，所述布水管与所述本体底部之间的距离为200～300mm。

进一步地，所述本体内的反应温度为35～38℃。

与现有技术相比，本发明产生了以下有益效果：本发明的一种去除硝酸根的脱氮反应器(detachtotalnitrogen，detn)，该通过设置污泥悬浮区和污泥附着区并在污泥附着区内设有硝化污泥和脱氮载体，从而实现了高硝酸根废水的前端预处理或硝酸根废水的超低排放，且设备操作管理简单、运行稳定，系统处理效率高，运行费相对低。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

附图标记说明：1-本体，2-布水管，3-布水器，4-气体收集管道，5-水封罐，6-排气管，7-三相分离器，8-污泥悬浮区，9-污泥附着区，10-出泥管，11-循环泵，12-进泥管，13-集水装置，14-进水管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

请参阅图1，本发明提供了一种去除硝酸根的脱氮反应器，包括：本体1，所述本体1的一端设置有布水管2，所述布水管2与进水管14相连接，所述布水管2上设置有布水器3；所述本体1的另一端设置有气体收集管道4和集水装置13，所述气体收集管道4的一端与水封罐5相连接，所述水封罐5上设置有排气管6；所述气体收集管道4的另一端设置有三相分离器7；所述三相分离器7与所述布水器3之间由上而下依次设置有污泥悬浮区8和污泥附着区9，所述污泥附着区9内设有硝化污泥和脱氮载体，所述硝化污泥中污泥粒径为0.5～2mm，氧化还原电位：-500～-350mv，可耐受盐分含量为0.6％；所需的有机物量为cod/no3-＞0.6，控制反应ph值在7.2～7.8之间，对进水特殊指标的限制要求为：重金属＜10mg/l、氟离子＜20mg/l、钙离子＜10mg/l；所述污泥附着区9设置有出泥管10，所述出泥管10与循环泵11相连接，所述循环泵11与进泥管12的一端相连接，所述进泥管12的另一端与所述污泥悬浮区8相连接。本发明的脱氮反应器属于一种膨化污泥床，菌群按梯度分部，生物种群多样性丰富，otu＞120；去除硝酸根负荷为0.2～0.3kgno3-n/(m³·d)；脱氮载体为硫自养载体，在所述脱氮载体中硫化铁的重量比为40％～45％、硫磺的重量比55％～60％，所述脱氮载体的粒径为5～6mm，上升流速为1.5～2.5m³/(m²·h)；反应器的多个气体收集管道4最后汇总引致水封罐；反应器的高径比为1.5～2.5:1；使用原理：进水管14与外界水管相连通，废水通过本体1底部进水管2进入反应器的本体1内由布水器3在反应器本体1内布水使得污水自下而上流动；废水与反应器本体1中的硝化污泥和脱氮载体充分混合，形成污泥附着层和污泥悬浮层；脱氮载体为硫化铁和硫磺的混合物，污泥为反硝化生物污泥及其菌群，通过外置循环泵11来强化混合过程，使硝酸根与硝化污泥和脱氮载体充分接触后发生反应，达到1.5～2.5m³/(m²·h)的上升流速；废水中的硝酸根离子被硝化污泥和脱氮载体中的反硝化生物菌群所消耗，还原为n2通过三相分离器7及气体收集管道4，再经过水封5后排出反应器本体；去除硝酸根反应机理是无机化能营养型、光能营养型的硫氧化细菌可在缺氧条件下利用还原态硫(s、s^2-、s2o3^2-等)作为电子供体，通过对还原态硫进行氧化获取能量，同时以硝酸盐为电子受体，将其还原为氮气，利用无机碳(如co3^2-、hco3^-)合成细胞，从而实现自养反硝化过程。其典型的代谢途径同时包括还原态硫的氧化过程和硝酸盐的还原过程，其反应的方程式见如下：

55s+50no3-+38h2o+20co2+4nh4+→4c5h7o2n+25n2+55so4²-+64h⁺

通过上述反应从而实现去除硝酸根的目的；

出水区采用多槽集水，溢流方式出水，槽口水流速度0.2～0.5m/s，由于反应后的出水通过反应器本体1顶部的集水装置13溢流出本体外，从而实现了高硝酸根废水的前端预处理或硝酸根废水的超低排放；

优选的，所述布水器3至少设置一个，采用多管多孔多点配水方式，布水孔朝下避免孔口堵塞。

优选的，所述布水管2与所述本体1底部之间的距离为200～300mm。

优选的，所述本体1内的反应温度为35～38℃，高硝酸根废水的前端预处理时，反应器的水力停留时间1.5～2.0d，反应器内部反应温度控制在35～38℃，温度高于38℃反应速度会下降，同样温度低于35℃反应速度也会下降；硝酸根废水的超低排放时，反应器的水力停留时间4～6h，反应器内部反应温度控制在15～25℃，温度越高效果越好；前端预处理的工艺路线：配水池+detn+好氧池，适用于高硝酸根含量的工业废水中的前端预处理；末端超低排放的工艺路线：缺氧池+好氧池+二沉池+detn+高密度沉淀池，适用于城镇污水处理或工业废水经过生化处理后，去除残留硝酸根的末端处理。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：该通过设置污泥悬浮区7和污泥附着区9并在污泥附着区内设有硝化污泥和脱氮载体，本发明能够将废水中的硝酸根从11000mg/l降解至110mg/l以下或30mg/l降解到9mg/l，从而实现了高硝酸根废水的前端预处理或硝酸根废水的超低排放，且设备操作管理简单、运行稳定，系统处理效率高，运行费相对低。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。