>[0032]所述的第二级厌氧区的Al区释气管11上弯的长度、Al区上导流管9、Al区下导流管10、A1区的长度之比为1:3~4:3~4:10~20,A1区释气管11、A1区上导流管9、A1区下导流管10、A1区的截面积之比为1:3~4:3~4:100 -200, Al区上导流管9伸入A2区的长度占其自身长度的25%~35%，Al区集气室12与Al区的体积之比为1:5~10。
[0033]所述的第三级厌氧区的A2区释气管16上弯的长度与A2区的长度之比为1:10-15, A2区集气室17与A2区的体积之比为1:8~10。
[0034]所述的渐扩段14与水平面的夹角为45° ~55°，环状沉淀室15的深度为20~25cm，其与反应器的体积之比为1:2.5 ~3。
[0035]所述的气提液收集室19与环状沉淀室15的横截面积之比为1:8~10，气提液收集室19下端与出水管24齐平，气提液收集室19内网状格栅20的下端与气提液排放管21齐平。
[0036]所述的气提液排空管28与反应区II的截面积之比为1:25~50，管口距离O区顶部2?3cm0
[0037]气荡式自循环脱氮反应器可用PVC板或钢板制作，其工作过程如下:含氨氮废水由布水区I底部经进水管I进入反应器，空气由进气管2进入反应器，经曝气头3切割后以微气泡形式从表面溢出，与附近区域泥水混合物混合，并使其上升运动。泥水气混合物的快速上升会在布水区I中部形成负压，将布水区I外侧的回流液吸入布水区I中上部，并与进水、空气掺合后上升。
[0038]反应区II的好氧区O区内，在亚硝化细菌作用下，部分氨氮氧化成亚硝酸盐，亚硝酸盐和未被氧化的氨氮经O区上导流管5、A1区上导流管9进入厌氧区A1、A2区，继续在厌氧氨氧化菌的作用下转化成氮气。反应液经上、下导流管在各级反应区交界区域形成内循环，亚硝酸盐边产生边转化，可避免亚硝酸盐积累所引发的生物毒性。
[0039]在分离区III中，Al区顶端一部分泥水混合物通过渐扩段14继续向上运动，在环状沉淀室15发生泥水分离，沉淀污泥经Al区下导流管10返回Al区，上清液则经纵隔板22下方的开口汇入出水槽23，通过出水管24排出。各级反应区均有尾气产生，即好氧区O区的过量曝气和厌氧区A1、A2区的气态产物氮气，O区和Al区的大部分尾气分别经O区集气室8、Al区集气室12 (集气室的体积取决于释气管的液封深度)，然后由液封于液封管31的O区释气管7、Al区释气管11逃逸至外部环境。小部分尾气经上导流管与A2区的尾气混储于A2区集气室17，经A2区释气管16排出。A2区的部分泥水混合液通过回流吸液管25和回流连接管27回到布水区。
[0040]“气荡”现象的发生受控于释O区气控制阀29。当O区释气控制阀29处于开启状态时，尾气经O区释气管7连续排出，O区集气室8中的气压不足以将气提液排空管28中的液柱排空，不发生“气荡”现象；当O区释气控制阀29处于关闭状态时，尾气未能经O区释气管7排出，O区集气室8因尾气的持续积聚，其体积与内部气压均不断增大，直至气压增达某临界值，气提液排空管28中的液柱排空到气提液收集室19。气提液排空的瞬间，O区集气室8中的全部气体经气提液排空管28排出，此时O区集气室8中形成负压，Al区底部的泥水混合物经O区下导流管6迅速“下拽”并注满O区集气室8，即发生“气荡”现象。
[0041]本实用新型中高效生物脱氮的关键在于功能分区、反应液的内外自循环和传质的强化。三级反应系统中，好氧区内亚硝酸细菌进行短程硝化反应，厌氧区内厌氧氨氧化菌进行厌氧氨氧化反应，功能菌的空间分布相对固定，功能菌生境得到优化；反应液经上、下导流管在各级反应区交界区域形成内循环，同时在气升驱动作用下形成外循环，亚硝酸盐边产生边转化，避免了亚硝酸盐积累所引发的生物毒性，解决了厌氧氨氧化基质比例的调控困难；“气荡”过程中迅猛的“下拽”作用使反应器零死区成为可能，促进了传质和反应，提高了反应器的容积脱氮效能。
【主权项】
1.一种气荡式自循环脱氮反应器，其特征在于:反应器本体设有布水区(I )、反应区(II)、分离区(III)、循环区(IV)和气荡区(V)； 布水区(I )位于反应器本体下部，由进水管(1)、进气管(2)和曝气头(3)组成，布水区(I )底部设曝气头(3)，并与进气管(2)相连，在曝气头(3)上方设有进水管(I); 反应区(II)位于反应器本体中部，从下到上依次由第一级好氧区、第二级厌氧区和第三级厌氧区构成三级反应系统，第一级好氧区即O区，第二级厌氧区即Al区，第三级厌氧区即A2区；0区顶部设O区上导流管(5)、0区下导流管(6);A1区顶部设Al区上导流管(9)、Al区下导流管(10);A2区顶部设A2区释气管(16)、A2区集气室(17)和集气室顶罩(18);各级反应区之间由上导流管和下导流管共同串联，上、下导流管的下端管口均设挡气板(4); 分离区(III)位于反应器本体上部，由渐扩段(14)、B区释气区和环状沉淀室(15)组成；B区释气区设O区集气室(8)、Al区集气室(12)、O区释气管(7)、Al区释气管(11)、O区释气控制阀(29)、Al区释气控制阀(30)和液封管(31)，O区释气管(7)和Al区释气管(11)伸入液封管(31)内，液封管(31)中液位与反应器中液位齐平，A2区释气管(16)连通于气提液收集室(19)的中部；环状沉淀室(15)由渐扩段和A2区圆筒外壁围成，沉淀室(15)底部设有排泥管(13 )，沉淀室(15 )上部设纵隔板(22 )、出水槽(23 )和出水管(24); 循环区(IV)位于反应器本体外部，由回流吸液管(25)、回流控制阀(26)和回流连接管(27)组成，回流吸液管(25)设于A2区的中部，回流控制阀(26)设于回流连接管(27)的上部，回流连接管(27)与进水管(I)相连通； 气荡区(V )位于反应器本体外部，由气提液排空管(28)和气提液收集室(19)组成，气提液收集室(19)底部设网状格栅(20)和气提液排放管(21)。
2.根据权利要求1所述的一种气荡式自循环脱氮反应器，其特征在于:所述的布水区(I )、反应区(II)、分离区(III)的高度之比为1:7.5-8.5:1.5-2.5，截面积之比为1:1:2~3。
3.根据权利要求1所述的一种气荡式自循环脱氮反应器，其特征在于:所述的反应区(II)的第一级好氧区、第二级厌氧区、第三级厌氧区的高度之比为2~2.5:1:1，径高比分别为 1:8~10、1:4~5,1:4~5o
4.根据权利要求1所述的一种气荡式自循环脱氮反应器，其特征在于:所述的第一级好氧区的O区释气管(7)上弯的长度、O区上导流管(5)、0区下导流管(6)、0区的长度之比为1:3~4:3~4:15~25，0区释气管(7)、0区上导流管(5)、0区下导流管(6)、0区的截面积之比为I:3~4:3~4:100 ~200，0区上导流管(5)伸入Al区的长度占其自身长度的25%~35%，O区集气室(8)与O区的体积之比为1:8~15。
5.根据权利要求1所述的一种气荡式自循环脱氮反应器，其特征在于:所述的第二级厌氧区的Al区释气管(11)上弯的长度、Al区上导流管(9)、A1区下导流管(10)、A1区的长度之比为1:3~4:3~4:10~20,Al区释气管(11)、A1区上导流管(9)、A1区下导流管(10)、A1区的截面积之比为1:3~4:3~4:100 -200,Al区上导流管(9)伸入A2区的长度占其自身长度的25%~35%，Al区集气室(12)与Al区的体积之比为1:5~10。
6.根据权利要求1所述的一种气荡式自循环脱氮反应器，其特征在于:所述的第三级厌氧区的A2区释气管(16)上弯的长度与A2区的长度之比为1:10~15，A2区集气室(17)与A2区的体积之比为1:8~10。
7.根据权利要求1所述的一种气荡式自循环脱氮反应器，其特征在于:所述的渐扩段(14)与水平面的夹角为45° ~55°，环状沉淀室(15)的深度为20~25cm，其与反应器的体积之比为1:2.5 ~3。
8.根据权利要求1所述的一种气荡式自循环脱氮反应器，其特征在于:所述的气提液收集室(19)与环状沉淀室(15)的横截面积之比为1:8~10，气提液收集室(19)下端与出水管(24)齐平，气提液收集室(19)内网状格栅(20)的下端与气提液排放管(21)齐平。
9.根据权利要求1所述的一种气荡式自循环脱氮反应器，其特征在于:所述的气提液排空管(28)与反应区(II)的截面积之比为1:25~50，管口距离O区顶部2~3cm。
【专利摘要】本实用新型公开了一种气荡式自循环脱氮反应器。反应器本体设有布水区、反应区、分离区、循环区和气荡区；布水区由进水管、进气管和曝气头组成；反应区由好氧区和两级厌氧区构成；分离区由释气区和沉淀室组成；循环区设回流吸液管、控制阀和连接管；气荡区由好氧区集气室、气提液排空管和气提液收集室组成。本实用新型融短程硝化与厌氧氨氧化于一体，微生物分布相对固定，可优化功能菌生境，强化生物脱氮；气提液受控排空引发反应器“气荡”，可促进传质和反应；反应液自循环，亚硝酸盐边产生边转化，可避免亚硝酸盐积累所致的生物毒性，并克服基质比例调控难题，提高反应器容积脱氮效能。
【IPC分类】C02F3-30
【公开号】CN204265527
【申请号】CN201420714153
【发明人】郑平, 张宗和, 丁爽, 张萌, 厉巍, 詹恩超
【申请人】浙江大学
【公开日】2015年4月15日
【申请日】2014年11月25日