一种升流式反硝化反应器的制作方法

本实用新型属于废水处理反应器领域，具体涉及一种升流式反硝化反应器。

背景技术：

随着太湖蓝藻等水体富营养化事件频发，污水作为水体中氮磷的最主要来源，成为了控制氮磷来源的重点。近年来，我国对污水排放中氮的指标逐渐由氨氮转变为控制总氮。目前，去除氮的方法包括生化法和化学法等。面对大规模的污水，生化法无疑是较经济适宜的方法。

生化脱氮工艺中主要包括硝化和反硝化两个部分，其中反硝化是去除总氮的重要工序，决定着最终出水总氮能否达标。传统的反硝化反应器主要为完全混合式和推流式两种方式，由于受土建和机械设备的限制，这类反应器往往有效水深只有5m左右，为了保证反硝化效率，因此需要的占地面积大，对于土地日趋紧张的企业，往往成为了限制性因素。同时，由于脱氮工艺中硝化反硝化往往是连续运行的，即污泥是从反硝化流入硝化，然后在循环至反硝化，微生物会经历“缺氧—好氧—缺氧”等环境的交替变化，从而导致微生物相周期性变化，不利于反硝化菌成为优势菌种，因此往往难以提高反硝化反应效率。

因此，如何通过改变反应器的形式，提高反硝化效率成为了目前研究的热点。例如中国专利“反硝化滤布滤池”，专利号：zl201310421746.5，提出了一种在反应器添加悬浮滤料，从而使得反硝化菌在滤料上生长并通过分离室进行分离的新型反应器。但是反硝化过程中由于微生物生长迅速，导致滤料的生物膜迅速增加，而内层生物膜往往难以得到有效利用，微生物效率低下，而且采用滤布分离，滤布容易堵塞，不利于长期稳定运行。

中国专利“升流式反应器反硝化快速启动的方法”，专利号：zl201310421746.5，提出了一种在外部循环污泥，然后导入升流式反应器进行反硝化反应的方法。该方法由于需要建立两个独立池体，因此占地面积大，附属构筑物多；同时，由于反硝化过程中产生了大量的气体，十分容易形成上浮污泥，从而使得反应器内需要不断补充污泥，使得整个工艺运行复杂。

因此，如何解决反硝化过程中存在的污泥上浮、流失和污泥生长迅速，保持反应器内污泥浓度，同时提高反硝化反应速率，减少占地面积是目前反硝化反应器设计中迫切需要解决的问题。

技术实现要素：

本专利旨在提供一种反硝化反应器，可以实现提高反硝化反应速率，解决由于污泥上浮和流失，剩余污泥过剩等问题，并节省占地面积。

为了解决上述技术问题，本实用新型公开了一种升流式反硝化反应器，包括进水管、反应器主体、布水器、排泥管、三相分离器、以及出水槽；

所述进水管位于反应器主体下方的一侧，其与反应器主体内的布水器相连，进水管上设有提升泵，将待处理的污水送入反应器内进行反硝化反应；

所述排泥管位于反应器主体的底部，用于将反应器内产生的污泥排出；

所述三相分离器位于反应器主体内的上方，其顶部连接有通向反应器外的集气管；

所述反应器主体顶部开口，出水槽环绕反应器主体顶部开口设置，从反应器主体顶部开口溢流出的水进入出水槽内，作为处理后的出水。

进一步地，所述集气管与反应器主体外部的水封罐相连，由三相分离器分离的气体通入水封罐处理后排出。

作为进一步的改进，在反应器主体内设置上部排泥管，其一端开口位于三相分离器的下方，另一端与进水管相连，经三相分离器分离的部分污泥下降，剩余上浮污泥通过上部排泥管回流至进水管，通过提升泵再次回流至反应器主体内继续处理。

更进一步地，反应器主体的顶部开口内侧设有挡渣板，挡渣板下方设有内回流集水槽；所述内回流集水槽位于三相分离器的上方，其通过回流管连接反应器主体外部的进水管；少部分污泥未被三相分离器拦截，继续上浮，由挡渣板进一步拦截后，流入内回流集水槽内，经回流管返回进水管中，通过提升泵再次回流至反应器主体内继续处理。

优选地，所述三相分离器位于反应器主体高度1/2以上并低于出水槽底部。

所述反应器主体为圆塔形池体或方形池体，材质可以为钢筋混凝土、碳钢、玻璃钢、不锈钢中的一种。

有益效果：

1、本实用新型升流式反硝化反应器通过形成升流式流态，同时反应器高度可高达8-30m，在相同的进水条件下，较传统推流式和完全混合式反应器，反应器占地面积可缩小至传统反应器的1/2-4/5。

2、该升流式反硝化反应器通过采用三相分离器进行三相分离，保证污泥处于独立的反硝化环境中，有利于反硝化细菌成为优势菌群，提高反应器内污泥浓度；同时通过上部排泥管排出剩余污泥，保持反应器污泥浓度处于稳定范围，污泥浓度可高达5000-10000mg/l，与传统反硝化反应器相比，可提高反硝化反应效率20％以上。

3、该升流式反硝化反应器通过设置内回流集水槽和挡渣板，进一步解决了反硝化污泥上浮和流失的问题。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做更进一步的具体说明，本实用新型的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1为该升流式反硝化反应器的整体结构示意图。

其中，各附图标记分别代表：

1、进水管；2、提升泵；3、反应器主体；4、布水管；5、排泥管；6、上部排泥管；7、三相分离器；8、集气管；9、内回流集水槽；10、回流管；11、挡渣板；12、出水槽，13、水封罐。

具体实施方式

根据下述实施例，可以更好地理解本实用新型。

说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，该升流式反硝化反应器包括进水管1、提升泵2、反应器主体3、布水器4、底部排泥管5、上部排泥管6、三相分离器7、集气管8、内回流集水槽9、回流管10、挡渣板11、集水槽12和水封罐13。其中所述的进水管1与提升泵2相连，并与反应器主体3底部布水器4相连，废水通过提升泵2经布水器4进行布水，废水进入反应器后进行反硝化反应。由于反硝化过程产生氮气，导致大量污泥上浮，经三相分离器7分离后，部分污泥下降，剩余上浮污泥由于上部三相分离器作用，聚集在三相分离器下方，通过上部排泥管6回流至进水管1，通过提升泵2回流至反应器内部；氮气经三相分离器7集气室收集后，由集气管8通入水封罐13，最后经水封罐13排出。少部分污泥未被三相分离器拦截，继续上浮，由挡渣板11进一步拦截后，流入内回流集水槽9，内回流集水槽9底部设置回流管10，回流管10出口与进水管1相连，并位于提升泵2进口端，通过提升泵2将污泥和部分水回流至反应器内。为维持反应器内污泥浓度稳定，通过底部排泥管5对无机化严重的污泥进行排放。处理达标后的出水通过反应器上部设置集水槽12作为处理后的出水。

所述的反应器为钢筋混凝土方形池体，反应器主体高度为20m，设计水面相对标高为19.5m(池底标高为0，下同)，集水槽12底部相对标高为19.0m。其中所述的三相分离器7底部相对标高为17.0m；所述的上部排泥管6进口相对标高为15.0m；所述的内回流集水槽9相对标高为18.0m，挡渣板11上端相对标高为20.0m，下端相对标高为17.5m。运行过程中，保持反硝化反应器内污泥浓度为5000mg/l。

本实用新型提供了一种升流式反硝化反应器的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。