进入内筒1的底部，由于内筒进水孔17上方折流板16的作用，外 缺氧区A2内进水孔6周围的区域形成了液固沉降分散区域，使混合液中的部分污泥在此沉 降进行外筒1底部沉积或进入外筒1的循环中；
[0054]进入内筒的混合液在内筒1的内曝气头9向上喷出的气流惯性及密度差的作用下 进入内层的内好氧区B1并再次与气体混合形成含气-液-固的混合液(混合液中溶解氧浓度 D0>4mg/L)，混合液在高溶解氧浓度的条件下进行高溶解氧曝气处理（即好氧硝化反应）以 进一步降解焦化废水中的氨氮和有机物，在内曝气头9向上喷出的气流惯性的作用下，且由 于气一液一固混合液的密度小于外缺氧区A2的液一固混合液的密度，在密度差的作用下， 混合液在内好氧区B1中向上流动，边流动边进行着高溶解氧曝气处理，随着混合液的上升， 混合液中的气体不断溢出液面由外筒1顶面排出，所述焦化废水在内好氧区B1的停留时间 控制在8-12h;
[0055] 经高溶解氧曝气处理后的混合液溢流越过环形溢流板3进入外层的内缺氧区B2， 部分混合液越过出水齿型溢流堰13进入环形的出水槽12,再由出水管11排出反应器进入下 一工序;其余部分混合液中由于绝大部分气相逸出，溶解氧浓度突然降低，混合液密度增 加，开始沿内缺氧区B2向下流动，但是混合液中仍含有大量的微细气泡，因此混合液(含有 焦化废水、污泥和少量气体)在沿内缺氧区B2的上段向下流动时进行着低溶解氧反应(混合 液中溶解氧浓度DO<2mg/L)，该阶段控制混合液在内缺氧区B2的上段的停留时间为2-3h; [0056]随着反应的进行，混合液在进入内缺氧区B2的下段时，混合液中的溶解氧耗尽，混 合液(此时为焦化废水和污泥的混合物)进行缺氧反应(即缺氧反硝化反应），并继续向下流 动，流向内筒2的底部，流动的过程相当于在进行缺氧搅拌。所述焦化废水在内缺氧区B2下 段的停留时间控制在7_8h;
[0057]由于内筒2的内好氧区B1和内缺氧区B2的底部相通，在内缺氧区B2底部反应后的 混合液在密度差及内好氧区B1的气流的惯性作用下，与由内筒进水孔17进入的混合液混合 后再次进入内好氧区B1与内曝气头9喷出的气体混合后向上流动进行高溶解氧曝气处理 (混合液中溶解氧浓度在4mg/L以上），经高溶解氧曝气处理后的混合液溢流越过环形溢流 板3进入外层的内缺氧区B2,继续上述循环过程。
[0058] 沉积在外筒1底部的污泥可经由污泥排出口 7排出后，部分再经管道由污泥入口 5 回送至外筒1的外好氧区A1进入循环反应，控制污泥回流比为150 - 200%。
[0059] 经过以上的反应过程，污泥中绝大部分硝酸菌被严重抑制和除去，亚硝酸菌得到 培养和富集，从而实现废水的短程硝化和反硝化脱氮处理。
[0060] 实施例
[0061] 焦化废水按其来源可分为工艺废水和区域废水。焦化工艺废水主要来自于炼焦过 程产生的剩余氨水、煤气净化及化产品回收过程的工艺分离水，其污染物浓度高，含有大量 的难生物降解的含氮杂环类有机物，也称作焦化酚氰废水;焦化区域废水来自于焦化生产 区域设备直接冷却水、循环水排污水、泄漏于区域排水系统中的焦化产品等，污染物数量较 少，可生化性较好，水量大，具备深度处理和回用的条件，但C/N比偏低，属于含氮低浓度有 机污水，由于该废水营养物含量低，传统生物处理系统无法启动运行。
[0062] 实施例1:
[0063]经预处理后焦化酚氰废水(焦化废水中的一种)主要污染物浓度波动范围如表1所 不。
[0064]表1:进生化处理系统焦化废水指标
[0066]采用本实用新型自循环生物处理反应器处理后出水指标如表2所示（出水pH值： 6 - 7)〇
[0067]表2:出生化处理系统焦化废水指标
[0070] 实施例2
[0071 ]焦化区域废水的主要污染物浓度波动范围如表3所示。
[0072]表3:焦化区域废水指标
[0074] 采用本实用新型自循环生物处理反应器处理后，出水中表3所列各项指标均达到 GB16171-2012限定的排放指标要求。
[0075] 实验例：
[0076] 发明人对研究了本实用新型装置中焦化废水中的碱度对氨氮去除的影响，结果如 图3、图4和图5所示;其中图中，所述"曝气结束后"是指经低溶解氧反应步骤后的焦化废水 中相关指标，所述"缺氧搅拌结束后"是指经缺氧反应步骤后的焦化废水中相关指标。
[0077] 从图中可以看出，随着焦水碱度的降低，曝气过程中总氮的损失量呈增加趋势，生 成的亚硝态氮浓度降低，但氨氮去除率基本稳定。推断反应器中可能存在异养硝化好氧反 硝化菌，它以有机物而不是I 或CO丨为碳源，碱度减少对其生命活性影响不大，从一定 程度上来说，高碱度可能反而影响它的生理生化功能。
[0078] 在高溶解氧曝气处理阶段和低溶解氧反应，硝酸菌被成功抑制，并淘洗出反应器， 系统一直都维持着很高的亚硝态氮积累率;但异养亚硝酸菌和自养亚硝酸菌(后者占优)同 时存在，进水碱度降低抑制了自养亚硝酸菌的硝化反应，出水氨氮、总氮浓度升高;在短程 硝化反硝化阶段，由于增加了缺氧反应过程，D0波动淘汰了自养亚硝酸菌，此时，异养亚硝 酸菌占绝对优势，低碱度的环境更有利于它氧化氨氮。
【主权项】
1. 一种自循环废水生物处理反应装置，包括顶面开口的外筒和内筒，其特征在于，所述 外筒被径向设置的多块溢流隔板均匀分隔成多个交错布置的外好氧区和外缺氧区，所述外 好氧区底部的外筒筒壁上设外曝气头、污泥入口和进水口，所述外缺氧区底部的内筒筒壁 上设有内筒进水孔，所述外好氧区和外缺氧区的底部相通;所述内筒经环形溢流板分隔成 内筒内层的内好氧区和内筒外层的内缺氧区，所述内好氧区底部设有内曝气头，所述内缺 氧区顶部内筒筒壁上设有与外界相通的出水管，所述内好氧区和内缺氧区底部相通。2. 如权利要求1所述的自循环废水生物处理反应装置，其特征在于，所述出水管的入口 处设有环形的出水槽，所述环形的出水槽的进水口处设有齿型溢流堰。3. 如权利要求1所述的自循环废水生物处理反应装置，其特征在于，所述内筒进水孔的 上方设有折流板。4. 如权利要求1所述的自循环废水生物处理反应装置，其特征在于，所述外好氧区底部 的外筒筒壁设有多层外曝气头，所述外曝气头上方设污泥入口，所述污泥入口的上方设进 水口。5. 如权利要求1-4任一项所述的自循环废水生物处理反应装置，其特征在于，所述外筒 底面的污泥排出口经管道与所述污泥入口连接。6. 如权利要求1-4任一项所述的自循环废水生物处理反应装置，其特征在于，所述内曝 气头与输气管连接，所述输气管经螺杆吊装在外筒顶部。7. 如权利要求1-4任一项所述的自循环废水生物处理反应装置，其特征在于，所述内筒 经螺杆吊装在外筒顶部。8. 如权利要求1-4任一项所述的自循环废水生物处理反应装置，其特征在于，所述环形 溢流板经螺杆吊装在外筒顶部。9. 如权利要求1所述的自循环废水生物处理反应装置，其特征在于，所述出水管的入口 处高度比外筒的最高水位低0.5 - 1.5米。
【专利摘要】本实用新型公开了一种自循环废水生物处理反应装置，解决了现有的废水生物处理设施存在的占地面积大、投资大、运行成本高等问题。技术方案包括顶面开口的外筒和内筒，所述外筒被径向设置的多块溢流隔板均匀分隔成多个交错布置的外好氧区和外缺氧区，所述外好氧区底部的外筒筒壁上设外曝气头、污泥入口和进水口，所述外缺氧区底部的内筒筒壁上设有内筒进水孔；所述内筒经环形溢流板分隔成内筒内层的内好氧区和内筒外层的内缺氧区，所述内好氧区底部设有内曝气头，所述内缺氧区顶部内筒筒壁上设有与外界相通的出水管。本实用新型结构简单紧凑，运行可靠、占地面积少、节省材料、维护量少、投资成本低。
【IPC分类】C02F3/30
【公开号】CN205346959
【申请号】CN201521104596
【发明人】吴高明, 王丽娜, 张垒, 付本全, 刘璞
【申请人】武汉钢铁(集团)公司
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2015年12月24日