器主体。
[0057] 如上所述，对本发明的实施例进行了详细地说明，但是只要实质上没有脱离本发 明的发明点及效果可以有很多的变形，这对本领域的技术人员来说是显而易见的。因此，这 样的变形例也全部包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 基于自养反硝化的一体化新型脱氮反应装置，其特征在于包括反应器主体、进水系 统、出水系统、污泥排除系统、曝气和限氧系统； 反应器主体为同心圆柱形，内环为好氧反应区，外环为中间沉淀区和自养反硝化区，外 环中间沉淀区和自养反硝化区的内边壁即为内环好氧反应区的外边壁； 好氧反应区内设置多孔载体承托板，其上填充有机生物膜载体，好氧反应区和中间沉 淀区之间顶部设置第一出水堰，底部设置回流缝；中间沉淀区和自养反硝化区之间设置导 流挡板，顶部设置第二出水堰；自养反硝化区内设置多孔载体承托板，其上填充微电解载 体； 进水系统包括进水泵、进水管路、进水阀门和布水系统；进水泵、进水阀门设置于反应 器主体之外，并由进水管路连接至布水系统；布水系统设置于反应器主体内的好氧反应区 底部，位于好氧区曝气头之上、多孔载体承托板之下； 出水系统包括最终出水堰和出水管路；最终出水堰设置于反应器主体的自养反硝化区 出水段顶部，并与设置于反应器主体之外的出水管路相连接； 污泥排除系统包括污泥漏斗、排泥阀门和排泥管路；污泥漏斗设置于反应器主体的中 间沉淀区底部，呈倒梯形，并通过排泥阀门与设置于反应器主体之外的排泥管路相连接； 曝气及限氧系统包括好氧反应区曝气系统、自养反硝化区反应段限氧系统及自养反硝 化区出水段曝气系统；好氧反应区曝气系统包括好氧区曝气头、好氧区曝气管路、好氧区曝 气阀门和好氧区空气压缩机；好氧区曝气头设置于好氧反应区底部，位于布水系统之下，通 过好氧区曝气管路和好氧区曝气阀门与位于反应器主体之外的好氧区空气压缩机相连接； 自养反硝化区反应段限氧系统包括微曝气头、限氧段曝气管路、可调节阀门、限氧段空气压 缩机、溶解氧监测探头和曝气自动控制装置； 微曝气头设置于自养反硝化区反应段底部，位于多孔载体承托板之下，通过限氧段曝 气管路和可调节阀门与位于反应器主体之外的限氧段空气压缩机相连接； 曝气自动控制装置与位于自养反硝化区内的溶解氧监测探头和限氧段空气压缩机相 连接，自养反硝化区出水段曝气系统包括出水段曝气头、出水段曝气管路、出水段曝气阀门 和出水段空气压缩机；出水段曝气头设置于自养反硝化区出水段底部，位于多孔载体承托 板之下，通过出水段曝气管路和出水段曝气阀门与位于反应器主体之外的出水段空气压缩 机相连接。
2. 根据权利要求1所述的基于自养反硝化的一体化新型脱氮反应装置，其特征在于内 环好氧反应区的高径比可为1 :〇. 5~1 :10。
3. 根据权利要求1所述的基于自养反硝化的一体化新型脱氮反应装置，其特征在于外 环中间沉淀区和自养反硝化区的内边壁即为内环好氧反应区的外边壁，高度比内环好氧反 应区高，外径可为内环好氧反应区直径的1. 5~5倍。
4. 根据权利要求1所述的基于自养反硝化的一体化新型脱氮反应装置，其特征在于中 间沉淀区和自养反硝化区的容积比可为1 :1〇~1 :3。
5. 根据权利要求1所述的基于自养反硝化的一体化新型脱氮反应装置，其特征在于 通过调节限氧段空气压缩机曝气压力和流量，控制自养反硝化区的反应段内溶解氧低于 3mg/L〇
6. 根据权利要求1所述的基于自养反硝化的一体化新型脱氮反应装置，其特征在于自 养反硝化区分为自养反硝化区反应段与自养反硝化区出水段，容积比可为10 :1~5 :1。
7. 基于自养反硝化的一体化新型脱氮反应工艺方法，其特征在于包括以下步骤； 污水由进水系统先后进入好氧反应区、中间沉淀区和自养反硝化区，首先实现有机物、 氨氮和亚硝酸盐的氧化过程，进而实现好氧污泥的沉淀、回流过程和硝酸盐还原生成氮气 的转化过程，最终由出水系统排出； 好氧反应区内以悬浮形式填充有机生物膜载体，通过活性污泥接种并培养挂膜，在有 机生物膜载体上富集具有有机物氧化、氨氧化和亚硝酸盐氧化功能的异养好氧微生物、氨 氧化菌和亚硝酸盐氧化菌等微生物，利用微生物作用将进水中的有机物分解为二氧化碳， 并将氨氮氧化为硝酸盐； 中间沉淀区设置导流档板和回流缝，利用导流挡板降低水流流速使好氧反应区生成并 流出的过剩污泥沉淀和排出，利用回流缝由沉淀区向好氧反应区回流污泥； 自养反硝化反应区内以固定床形式填充微电解载体，通过活性污泥接种并培养挂膜， 在微电解载体上富集自养反硝化菌，利用载体的微电解反应产生电子传递，为自养反硝化 菌的反硝化过程提供电子，还原硝酸盐至氮气，实现水中氮污染物的彻底去除； 好氧反应区内的有机生物膜载体可由聚氯乙烯（PVC)、聚乙烯（PE)、聚丙烯（PP)及其 改性材料、聚氣醋（PU)等尚分子有机材料制成多孔且易于挂|旲的球状、块状等多种形状； 好氧反应区内设置曝气系统，为有机生物膜载体上富集的微生物提供充足的氧气；好 氧反应区内设置出水隔板，以截留有机生物膜载体； 自养反硝化区内的微电解载体可由铁粉和碳粉混合后，烧制并定型成球状、块状等形 状；自养反硝化区内的微电解载体上，除自养反硝化菌外，还可富集异养反硝化菌、异养好 氧菌、氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌等其他种类微生物，与自养反硝化菌协同作用实现氮污 染物和有机污染物的共同去除。
8. 根据权利要求7所述的基于自养反硝化的一体化新型脱氮反应工艺方法，其特征在 于包括以下步骤；自养反硝化反应区包含反应段和出水段；自养反硝化反应区的反应段内 设置限氧系统，为微电解载体上富集的微生物提供限氧条件；限氧系统由溶解氧探头监测 溶解氧浓度，当溶解氧浓度过高时，由自动控制系统调节曝气量，以保障自养反硝化反应段 的溶解氧浓度在3mg/L以下；自养反硝化反应区的出水段内设置曝气系统，进一步去除残 留的氨氮及有机物。
【专利摘要】基于自养反硝化的一体化新型脱氮反应装置及工艺方法，属于水污染控制技术领域。包括反应器主体、进水系统、出水系统、污泥排除系统、曝气和限氧系统；反应器主体为同心圆柱形，内环为好氧反应区，外环为中间沉淀区和自养反硝化区，外环中间沉淀区和自养反硝化区的内边壁即为内环好氧反应区的外边壁；好氧反应区内设置多孔载体承托板，其上填充有机生物膜载体；自养反硝化区内设置多孔载体承托板，其上填充微电解载体。本发明在污水碳氮比较低时，无需额外投加有机碳源，与传统的基于异养反硝化的脱氮工艺相比，可以更好的控制出水中的有机物浓度，同时可节约因投加有机碳源所产生的运行成本。
【IPC分类】C02F3-30
【公开号】CN104628132
【申请号】CN201510053488
【发明人】邢薇, 李德生
【申请人】北京交通大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月2日