本发明属于污水处理设备技术领域，具体涉及一种半消化氨氧化反应装置。
背景技术
目前国内氨氮废水的处理大都采用a/o，a2/o，a/o2，sbr及改进工艺等，其处理工艺流程长，能耗高，有的还需补充大量碳源，因此处理成本居高不下，特别是化工和养殖废水的氨氮处理。随着生物技术的发展，国内外开始研究半硝化(sharon)和厌氧氨氧化(anammox)工艺，但大都在实验室阶段，工业化应用的还非常少。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术缺陷，提供一种半消化氨氧化反应装置。
本发明的技术方案如下：
一种半消化氨氧化反应装置，包括
一反应池，其内的液体中含有颗粒污泥，位于液面下从下至上设有一微孔曝气机构、一进水布水器、一回流布水器和若干三相分离器，并且具有伸出液面的至少一排气管，微孔曝气机构和进水布水器设于反应池的底部，回流布水器和若干三相分离器设于反应池的中部，进水布水器和回流布水器之间为半消化氨氧化反应区，若干三相分离器通过集气管与至少一排气管连通，若干三相分离器上方设有若干集水槽，一排水管连通该若干集水槽；
一进水混合池，连通外部的氨氮废水，上述回流布水器通过一回流管连通进水混合池的上部，进水混合池的底部通过一进水管连通上述进水布水器，该进水管上设有一进水泵，该进水泵的出水口设有进水控制阀；
和一变频鼓风机，连通上述微孔曝气机构；
氨氮废水进入进水混合池，在进水混合池内与来自回流布水器的回流水在进水混合池混合后形成混合污水，经进水泵提升通过进水管进入进水布水器，进入水量为氨氮废水原水量与回流水量之和，回流水量根据氨氮含量以及反应池中的上流速度确定，并通过进水控制阀控制，进入反应池内的混合污水与微孔曝气机构释放的微小气泡接触混合流向半消化氨氧化反应区，微孔曝气机构的曝气量通过变频鼓风机控制；在半消化氨氧化反应区溶解的分子氧被颗粒污泥的表层的硝化菌利用，与吸附到硝化菌表面的氨氮反应完成半消化过程，得到经半消化的污水；经半消化的污水继续与颗粒污泥接触并渗透到颗粒污泥的内层与厌氧氨氧化菌完成反硝化反应，使氨氮被氧化为氮气，未溶解的氧气泡及氮气泡、厌氧氨氧化产生的氮气泡和二氧化碳通过三相分离器进行分离并通过集气管和排气管排出，颗粒污泥流回半消化氨氧化反应区，上清液通过集水槽和排水管排出反应池并进入后续处理设施；在重力作用下，回流水通过回流布水器收集并回流至进水混合池中。
在本发明的一个优选实施方案中，所述微孔曝气机构包括至少一曝气进气管和设于该至少一曝气进气管上的若干微孔曝气器。
在本发明的一个优选实施方案中，所述回流管上设有一回流控制阀以控制所述回流布水器的回流水量。
在本发明的一个优选实施方案中，所述回流布水器设于所述三相分离器的下方的500～1000mm。
在本发明的一个优选实施方案中，所述反应池的形状为类圆柱形、长方体形或立方体形，其材质为碳钢、不锈钢或钢筋混凝土。
在本发明的一个优选实施方案中，所述进水布水器为穿孔管式，其材质为hdpe。
在本发明的一个优选实施方案中，所述回流布水器为穿孔管式，其材质为hdpe。
在本发明的一个优选实施方案中，所述三相分离器的材质为pp、玻璃钢或不锈钢。
本发明的有益效果是：
1、本发明的半消化氨氧化反应装置将氨氮消化和反硝化集成到一个反应器中，通过控制曝气量及混合液上流速度，实现氨氮半消化和厌氧氨氧化而去除污水中的氨氮，其耗氧量从传统硝化-反硝化工艺的4.6kgo2/kgn2降至2.0kgo2/kgn2，降低了56％，而且无需添加碳源。与传统的硝化/反硝化工艺相比，运行成本减少70％以上。此外，该工艺只需要相当于传统a/o工艺占地的1/2左右。
2、本发明的反应池池容只有传统硝化反硝化脱氮工艺的1/3，因此降低了投资成本和占地。
3、本发明采用三相分离器下部回流控制污水在反应器内的上流速度，可以降低进入三相分离器混合液的流速，从而防止污泥的流失。
4、本发明通过对曝气量、回流量的控制实现了氨的半消化及厌氧氧化全过程。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式结合附图对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
如图1所示，一种半消化氨氧化反应装置，包括一反应池1、一进水混合池2和一变频鼓风机3。
反应池1，其内的液体中含有颗粒污泥，位于液面下从下至上设有一微孔曝气机构11、一进水布水器12、一回流布水器13和若干三相分离器14，并且具有伸出液面的至少一排气管15，微孔曝气机构11和进水布水器12设于反应池1的底部，回流布水器13和若干三相分离器14设于反应池1的中部，进水布水器12和回流布水器13之间为半消化氨氧化反应区16，若干三相分离器14通过集气管140与至少一排气管15连通，若干三相分离器14上方设有若干集水槽141，一排水管16连通该若干集水槽141；上述微孔曝气机构11包括至少一曝气进气管110和设于该至少一曝气进气管110上的若干微孔曝气器111；
进水混合池2，连通外部的氨氮废水，上述回流布水器13通过一回流管20连通进水混合池2的上部，进水混合池2的底部通过一进水管21连通上述进水布水器12，该进水管21上设有一进水泵210，该进水泵210的出水口设有进水控制阀211；上述回流管20上设有一回流控制阀201以控制所述回流布水器13的回流水量。
变频鼓风机3，连通上述微孔曝气机构11。
优选的，所述回流布水器13设于所述三相分离器14的下方的500～1000mm。
优选的，所述反应池1的形状为类圆柱形、长方体形或立方体形，其材质为碳钢、不锈钢或钢筋混凝土。所述进水布水器12为穿孔管式，其材质为hdpe。所述回流布水器13为穿孔管式，其材质为hdpe。所述三相分离器14的材质为pp、玻璃钢或不锈钢，该三相分离器14类似于污水厌氧处理uasb的三相分离器14，包括上下两层集气罩，根据反应装置的设计规模可设置多组，每组均设有集气管140，集气管140与排气管15连接。
氨氮废水进入进水混合池2，在进水混合池2内与来自回流布水器13的回流水在进水混合池2混合后形成混合污水，经进水泵210提升通过进水管21进入进水布水器12，进入水量为氨氮废水原水量与回流水量之和，回流水量根据氨氮含量以及反应池1中的上流速度确定，并通过进水控制阀211控制，进入反应池1内的混合污水与微孔曝气机构11释放的微小气泡接触混合流向半消化氨氧化反应区16，微孔曝气机构11的曝气量通过变频鼓风机3控制；在半消化氨氧化反应区16溶解的分子氧被颗粒污泥的表层的硝化菌利用，与吸附到硝化菌表面的氨氮反应完成半消化过程，得到经半消化的污水；经半消化的污水继续与颗粒污泥接触并渗透到颗粒污泥的内层与厌氧氨氧化菌完成反硝化反应，使氨氮被氧化为氮气，未溶解的氧气泡及氮气泡、厌氧氨氧化产生的氮气泡和二氧化碳通过三相分离器14进行分离并通过集气管140和排气管15排出，颗粒污泥流回半消化氨氧化反应区16，上清液通过集水槽141和排水管16排出反应池1并进入后续处理设施；在重力作用下，回流水通过回流布水器13收集并通过回流控制阀201控制回流至进水混合池2中。
优选的，反应池1内液体的上流速度一般控制在3-4m/h，半消化氨氧化反应区16中部液体的溶解氧控制在0.5-1.0mg/l。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。