一种异养自养一体化脱氮反应器的制作方法

1.本发明涉及废水处理技术领域，特别涉及一种异养自养一体化脱氮反应器。


背景技术：

2.煤制乙二醇、光伏、玻璃等行业的高硝酸氮(2000mg/l～5000mg/l)废水，其污染程度是普通生活污水氮浓度的40～100倍。
3.生物脱氮是成本低、应用最为广泛的处理技术现有的脱氮技术。目前生物脱氮技术绝大部分是异养反硝化，反应器以钢砼池体为主，需要投加至少3～4倍总氮浓度的有机碳源，运行费用极高。针对总氮浓度300mg/l以上的废水，停留时间(72h以上)和回流比(8～10倍)大，投资和运行费用均很高。
4.随着国家对水体环境质量改善工作的长期重视，水体中总氮指标考核越来越受到重视，倒逼各排污企业废水总氮排放标准不断提高，一些有机物浓度低，总氮浓度高的废水，其处理投资、占地和运行成本严重制约产品的市场竞争力。


技术实现要素：

5.本发明目的是提供一种异养自养一体化脱氮反应器，占地少，投资运行费用低。
6.基于上述问题，本发明提供的技术方案是：
7.一种异养自养一体化脱氮反应器，包括反应器本体，所述反应器本体设有自养脱氮区、及异养脱氮区，所述反应器本体的底部设有延伸至所述自养脱氮区的进水管，所述自养脱氮区底部设有连接至所述进水管的自养脱氮区布水器，所述自养脱氮区上部设有连通至所述自养脱氮区的异养脱氮区布水装置，所述异养脱氮区上部连接有出水装置。
8.在其中的一些实施方式中，所述反应器本体包括位于外周的第一本体部、及设置在所述第一本体部中部的第二本体部，所述第二本体部内圈形成所述自养脱氮区，所述第一本体部与所述第二本体部之间形成所述异养脱氮区。
9.在其中的一些实施方式中，异养脱氮区布水装置包括设置在所述第二本体部上部外周的布水渠、及设置在所述布水渠底部且延伸至所述异养脱氮区底部的多个布水管。
10.在其中的一些实施方式中，所述多个布水管沿所述布水渠周向均匀间隔布置。
11.在其中的一些实施方式中，所述布水渠上方设有碳源投加装置。
12.在其中的一些实施方式中，所述出水装置包括设置在所述第一本体部上部外侧的出水渠、及设置在所述出水渠底部的出水管。
13.在其中的一些实施方式中，所述自养脱氮区内设有自养脱氮区反应堆。
14.与现有技术相比，本发明的优点是：
15.1、将高硝酸氮废水经自养脱氮区脱氮后再经由异养脱氮区脱氨，自养区硝酸氮去除率40％～60％，比全部采用异养反硝化脱氮节省40％～60％碳源，每吨废水水可节省25元～60元；
16.2、反应器高度可达15～25m，是常规钢砼池体总占地面积的1/3～1/5，占地面积
少；
17.3、自养脱氮区内的自养反应堆可采用硫铁矿、单质硫、硫化物、铁盐、铁氧化物等，反应堆来源广，硫铁矿或铁氧化物作为废弃物，价格低廉，实现以固废治废水。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本发明一种异养自养一体化脱氮反应器实施例的结构示意图；
20.图2为本发明实施例的俯视图；
21.其中：
22.1、反应器本体；1-1、第一本体部；1-2、第二本体部；1-3、自养脱氮区；1-4、异养脱氮区；
23.2、进水管；
24.3、自养脱氮区布水器；
25.4、布水渠；
26.5、布水管；
27.6、碳源投加装置；
28.7、自养脱氮区反应堆；
29.8、出水渠；
30.9、出水管。
具体实施方式
31.以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
32.参见图1、图2，为本发明实施例的结构示意图，提供一种异养自养一体化脱氮反应器，包括反应器本体1，在反应器本体1内设有自养脱氮区1-3和异养脱氮区1-4，反应器本体1的底部设有延伸至自养脱氮区1-3的进水管2，在自养脱氮区1-3的底部设有连接至进水管2的自养脱氮区布水器3，自养脱氮区1-3上部设有连通至自养脱氮区1-3的异养脱氮区布水装置，在异养脱氮区1-4上部连接有出水装置。
33.本例中，反应器本体1包括位于外周的第一本体部1-1、及设置在第一本体部1-1中部的第二本体部1-2，在第二本体部1-2的内圈形成自养脱氮区1-3，在第一本体部1-1与第二本体部1-2之间形成异养脱氮区1-4。其中，第一本体部1-1、第二本体部1-2采用碳钢材料制成，单位体积造价是钢砼池体的80％～90％，同等体积施工周期是钢砼池体的50％～60％，反应器本体直径5m～20m，高度可达15～25m，总占地面积是常规钢砼池体的1/3～1/5。
34.在自养脱氮区1-3内设有自养脱氮区反应堆7，自养脱氮区反应堆7可采用单质硫、硫铁矿或硫化物，废水适宜ph6.5～8.0，硫氮摩尔比2～5左右；自养脱氮区反应堆7还可采
用铁盐、铁氧化物，废水适宜ph6.5～7.0，铁氮摩尔比控制在5∶1左右。自养脱氮区1-3的硝酸氮去除率40％～60％，水力停留时间12h～16h，自养脱氮区反应堆7根据硝酸氮去除量定期补加。
35.异养脱氮区布水装置包括设置在第二本体部1-2上部外周的布水渠4、及设置在布水渠4底部且延伸至异养脱氮区1-4底部的多个布水管5，优选的，多个布水管5沿布水渠4周向均匀间隔布置，从而，自养脱氮区1-3处理的废水自流至布水渠4后，可经多个布水管5均匀布水至异养脱氮区1-4。
36.为了往进入异养脱氮区1-4的废水中增加一定的有机碳源，在布水渠4上方设有碳源投加装置6，具体的，可采用碳源投加管，保证c：n在3～5，异养脱氮区1-4硝酸氮去除率85％～90％，水力停留时间24h～72h。
37.出水装置包括设置在第一本体部1-1上部外侧的出水渠8、及设置在出水渠8底部的出水管9，经异养脱氮区1-4脱氮处理的废水经出水渠8排出。
38.本发明的工作原理为：
39.高硝酸氮(2000mg/l～5000mg/l)废水经提升泵通过进水管2和自养脱氮区布水器3输送、分配至自养脱氮区1-3底部，在自养脱氮区反应堆7的参与下，通过自养脱氮区反应堆7提供电子供体，与硝酸根电子受体反应生成氮气而去除总氮。经过自养脱氮后的废水从自养脱氮区1-3顶部溢流至布水渠4，在布水渠4中投加一定量的有机碳作为碳源和电子供体，通过布水管5自流至异养脱氮区1-4底部，进行异养反硝化，进一步进行反硝化变成氮气而去除总氮，出水经出水渠8和出水管9自流至市政管道或深度处理。
40.上述反应器适用于处理硝酸氮浓度1000mg/l～5000mg/l的煤制乙二醇、光伏、玻璃等行业生产废水。餐厨、垃圾渗滤液及其它有机氮含量高的废水，经过好氧曝气硝化反应后，其硝酸氮浓度在1000mg/l～3000mg/l，也适宜采用上述反应器进行处理。
41.上述化反应器硝酸氮总去除率85％～95％，出水根据排放要求，可排入下水道或者进行深度处理。比直接采用异养脱氮工艺节省40％～60％的碳源，吨水可节省5kg～12kg有机碳源(以cod计)，有机碳以5元/kg计算，每吨废水可节省25元～60元。
42.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。