专利名称：一种高效硝化反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种高效硝化反应器。
背景技术：
随着工农业生产的发展和人民生活水平的提高，含氮有机物的排放量急剧增加。二级生物处理的陆续上马，虽然对有机物污染起到了很好的遏制作用，但是出水的含氮量较高，依然是一个严重的环境污染源。氮素污染的危害极大，氨进入水体，不但能诱发“富营养化”，造成水生生态系统的紊乱，而且还能消耗溶解氧，造成水体缺氧，影响鱼锶的氧传递，使鱼类致死；与氯气作用生成氯胺，影响氯化消毒处理。因此经济有效地控制氮素污染已势在必行。
废水脱氮的方法较多，有物理法、化学法和生物法等。由于种种原因，物理、化学法的应用受到很大限制，目前国内外主要采用生物脱氮技术。生物硝化反应可将氨转化为硝酸盐，消除氨对环境的影响。更重要的是，它可与反硝化反应联合，最终使氨转化为氮气。在生物脱氮中，氨氧化通常是整个过程的限速步聚。因此，研究和开发高效硝化反应器具有重要的现实意义。
现有的硝化反应器主要由活性污泥池演变而来，最常见的是曝气池。为了保证装置中有一定数量的微生物(活性污泥)进行硝化作用，一般在曝气池后建造二次沉淀池，用以分离活性污泥，一方面满足曝气池所需的活性污泥，另一方面满足出水水质要求。以二沉池分离活性污泥，并通过回流泵送回曝气池，不仅增加设备，消耗动力，而且会破坏活性污泥结构，不利于形成沉淀性能优良的颗粒污泥和泥水分离。此外，空气由曝气头导入曝气池底部后，气泡上逸，末耗尽的氧气难以再次被生物利用，致使氧利用率较低。
针对活性污泥池的上述缺陷，本设计试图通过污泥颗粒化来改善活性污泥沉降性能，通过在装置上部合建沉淀池来回收颗粒污泥、提高污泥浓度，通过混合液的内循环来提高氧的利用率。试验证明，据此开发的新型硝化反应器具有很好的生物硝化性能。在pH7.5～8.5，反应温度25～30℃的条件下，能承受高进水氨浓度，具有高容积转化效率，运行性能稳定。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种高效硝化反应器。
它具有反应器本体，在反应器本体下端设有进气管、进水管，反应器本体上端设有污泥沉淀区、溢流堰，在污泥沉淀区下端设有沉淀区污泥回流缝，反应器本体内由分隔套筒分隔成升流段反应室、降流段反应室，在分隔套筒下方设有污泥回流缝。
本实用新型的优点1)进行硝化反应的微生物以颗粒污泥的形态存在，硝化反应潜力大，泥水分离效果好；2)沉淀室建设于降流段反应室的上部外环，结构紧凑，省去了二次沉淀池和污泥回流设施，减少了构筑物的体积，避免了回流泵对颗粒污泥的破坏；3)混合液以一定速度不断在装置内循环，在循环过程中污水与颗粒污泥充分接触，并利用静水压提高降流段反应室的溶氧推动力，强化了传质过程；4)反应器内无死区，污泥的流化性能好，运行性能稳定；5)该反应器具有很好的生物硝化性能，能承受高进水氨浓度，具有高容积转化效率。
图1是高效硝化反应器结构正视图；图2是高效硝化反应器结构俯视图。
具体实施方式
高效硝化反应器具有反应器本体，在反应器本体下端设有进气管1、进水管2，反应器本体上端设有污泥沉淀区6、溢流堰7，在污泥沉淀区6下端设有沉淀区污泥回流缝8，反应器本体内由分隔套筒分隔成升流段反应室3、降流段反应室4，在分隔套筒下方设有回流缝5。
所说分隔套筒上沿位于水面以下350～450mm，分隔套筒下沿离反应器底部为450～550mm。升流段反应室的横截面积S1与降流段反应室的横截面积S2之比为5～7∶5～3，分隔套筒下方的回流缝下部斜面的水平倾角α为48°～52°，反应器高径比H/D为1.5～2.5。污泥沉淀区的高度占反应器本体高度的1/5～1/6，污泥沉淀区的体积占总体积的1/6～1/7，沉淀区污泥回流缝下部斜面的水平倾角β为50°～55°。进气管曝气头埋设于反应器本体底部，与反应器本体底面水平，进水管布水器设置于曝气头上方，布水器平面与曝气头平面的间距为150～200mm。
内循环颗粒污泥床硝化反应器由钢材或钢筋混凝土构建，升流段反应室、降流段反应室和污泥沉淀室合建于同一圆型池中。接种污泥投加至中部的升流段反应室。空气和污水分别通过布水管和曝气头导入升流段反应室底部。曝气头设在布水管下方有利于使空气、废水、污泥充分混合。曝气起着供氧和提升液流的双重作用。升流段反应室与降流段反应室由墙体分隔，混合液上升至项部后，通过隔墙上端进入降流段反应室。降流段反应室中混合液下沉的动力主要来自填补升流段反应室空缺的液流。经回流缝，降流段反应室内的混合液返回升流段反应室，由此推动混合液在反应器内部循环。在降流段反应室内的混合液下沉至反应器底部的过程中，因静水压力的逐渐增大，随混合液带入的溶解氧得到有效利用。污泥沉淀室环绕降流段反应室。由于没有气体的干扰，沉淀室中液流的上升速度较慢，被带至沉淀室的污泥得到分离，并依靠污泥的重力和降流区的拉力返回反应室。出水由沉淀区溢流堰排出。
权利要求1.一种高效硝化反应器，其特征在于它具有反应器本体，在反应器本体下端设有进气管(1)、进水管(2)，反应器本体上端设有污泥沉淀区(6)、溢流堰(7)，在污泥沉淀区(6)下端设有沉淀区污泥回流缝(8)，反应器本体内由分隔套筒分隔成升流段反应室(3)、降流段反应室(4)，在分隔套筒下方设有回流缝(5)。
2.根据权利要求1所述的一种高效硝化反应器，其特征在于所说分隔套筒上沿位于水面以下350～450mm，分隔套筒下沿离反应器底部为450～550mm。
3.根据权利要求1所述的一种高效硝化反应器，其特征在于所说升流段反应室的横截面积S1与降流段反应室的横截面积S2之比为5～7∶5～3，回流缝(5)下部斜面的水平倾角α为48°～52°，反应器高径比H/D为1.5～2.5。
4.根据权利要求1所述的一种高效硝化反应器，其特征在于所说的污泥沉淀区(6)的高度占反应器本体高度的1/5～1/6，污泥沉淀区的体积占总体积的1/6～1/7，沉淀区污泥回流缝(8)的底板与水平面之间的夹角β为50°～55°。
5.根据权利要求1所述的一种高效硝化反应器，其特征在于所说进气管(1)曝气头埋设于反应器本体底部，与反应器本体底面水平，进水管(2)布水器设置于曝气头上方，布水器平面与曝气头平面的间距为150～200mm。
专利摘要本实用新型公开了一种高效硝化反应器。它具有反应器本体，在反应器本体下端设有进气管、进水管，反应器本体上端设有污泥沉淀区、溢流堰，在污泥沉淀区下端设有沉淀区污泥回流缝，反应器本体内由分隔套筒分隔成升流段反应室、降流段反应室，在分隔套筒下方设有回流缝。本实用新型的优点1)进行硝化反应的微生物以颗粒污泥的形态存在，硝化反应潜力大，泥水分离效果好；2)沉淀室建设于降流段反应室的上部外环，结构紧凑，省去了二次沉淀池和污泥回流设施，避免了回流泵对颗粒污泥的破坏；3)混合液以一定速度不断在装置内循环，在循环过程中污水与颗粒污泥充分接触，并利用静水压提高降流段反应室的溶氧推动力，强化了传质过程；4)反应器内无死区，污泥的流化性能好，运行性能稳定。
文档编号C02F3/12GK2723437SQ20042002226
公开日2005年9月7日 申请日期2004年4月21日 优先权日2004年4月21日
发明者郑平, 陈旭良 申请人:浙江大学