一種氣蕩式自循環(huán)脫氮反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及生物脫氮反應(yīng)器，尤其涉及一種氣蕩式自循環(huán)脫氮反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]《“十二五”節(jié)能減排綜合性工作方案》和《節(jié)能減排“十二五”規(guī)劃》實(shí)施以來，節(jié)能減排工作開展得如火如荼，根據(jù)《中國環(huán)境狀況公報(bào)》，2013年我國化學(xué)需氧量、氨氮、二氧化硫和氮氧化物均實(shí)現(xiàn)主要污染物總量減排年度目標(biāo)，然而氨氮排放總量仍高達(dá)245.7萬噸，其污染控制仍面臨極其嚴(yán)峻的形勢。有機(jī)污染物被去除后，低碳氮比(C/N比)成了未達(dá)標(biāo)廢水的主要水質(zhì)特點(diǎn)。由于未達(dá)標(biāo)廢水的C/N比往往不能滿足傳統(tǒng)脫氮技術(shù)的所需值，此類廢水的生物處理面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。因此，低碳氮比廢水的生物處理，已經(jīng)成為環(huán)境污染控制領(lǐng)域的重大課題。
[0003]短程硝化-厭氧氨氧化工藝是一種自養(yǎng)型生物脫氮工藝，該工藝所涉及的亞硝酸細(xì)菌和厭氧氨氧化菌均為自養(yǎng)型微生物，不需外加有機(jī)碳源。這一新工藝的出現(xiàn)為低碳氮比廢水的生物處理帶來了曙光，因此倍受環(huán)境工程界的青睞。然而，現(xiàn)行設(shè)計(jì)中短程硝化工藝和厭氧氨氧化工藝通常被分置于兩個(gè)裝置中進(jìn)行，易造成亞硝酸鹽積累，抑制氨氧化作用，限制工藝的效能；此外，由于厭氧氨氧化工藝(NH3+1.32N02-+H+— 1.02N2+0.26N03_+2H20)所需氨氮和亞硝氮的比例為1:1.32，這樣的基質(zhì)比例在實(shí)際工程中很難調(diào)控。若能將兩工藝置于同一個(gè)裝置中進(jìn)行，使亞硝酸鹽邊生產(chǎn)邊利用，則可擺脫上述困境。因此，開發(fā)一體化氣蕩式自循環(huán)脫氮反應(yīng)器，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種氣蕩式自循環(huán)脫氮反應(yīng)器。
[0005]一種氣蕩式自循環(huán)脫氮反應(yīng)器:反應(yīng)器本體設(shè)有布水區(qū)、反應(yīng)區(qū)、分離區(qū)、循環(huán)區(qū)和氣蕩區(qū)；
[0006]布水區(qū)位于反應(yīng)器本體下部，由進(jìn)水管、進(jìn)氣管和曝氣頭組成，布水區(qū)底部設(shè)曝氣頭，并與進(jìn)氣管相連，在曝氣頭上方設(shè)有進(jìn)水管；
[0007]反應(yīng)區(qū)位于反應(yīng)器本體中部，從下到上依次由第一級好氧區(qū)、第二級厭氧區(qū)和第三級厭氧區(qū)構(gòu)成三級反應(yīng)系統(tǒng)，第一級好氧區(qū)即O區(qū)，第二級厭氧區(qū)即Al區(qū)，第三級厭氧區(qū)即A2區(qū)；0區(qū)頂部設(shè)O區(qū)上導(dǎo)流管、O區(qū)下導(dǎo)流管；A1區(qū)頂部設(shè)Al區(qū)上導(dǎo)流管、Al區(qū)下導(dǎo)流管；A2區(qū)頂部設(shè)A2區(qū)釋氣管、A2區(qū)集氣室和集氣室頂罩；各級反應(yīng)區(qū)之間由上導(dǎo)流管和下導(dǎo)流管共同串聯(lián)，上、下導(dǎo)流管的下端管口均設(shè)擋氣板；
[0008]分離區(qū)位于反應(yīng)器本體上部，由漸擴(kuò)段、B區(qū)釋氣區(qū)和環(huán)狀沉淀室組成；B區(qū)釋氣區(qū)設(shè)O區(qū)集氣室、Al區(qū)集氣室、O區(qū)釋氣管、Al區(qū)釋氣管、O區(qū)釋氣控制閥、Al區(qū)釋氣控制閥和液封管，O區(qū)釋氣管和Al區(qū)釋氣管伸入液封管內(nèi)，液封管中液位與反應(yīng)器中液位齊平，A2區(qū)釋氣管連通于氣提液收集室的中部；環(huán)狀沉淀室由漸擴(kuò)段和A2區(qū)圓筒外壁圍成，沉淀室底部設(shè)有排泥管，沉淀室上部設(shè)縱隔板、出水槽和出水管；
[0009]循環(huán)區(qū)位于反應(yīng)器本體外部，由回流吸液管、回流控制閥和回流連接管組成，回流吸液管設(shè)于A2區(qū)的中部，回流控制閥設(shè)于回流連接管的上部，回流連接管與進(jìn)水管相連通；
[0010]氣蕩區(qū)位于反應(yīng)器本體外部，由氣提液排空管和氣提液收集室組成，氣提液收集室底部設(shè)網(wǎng)狀格柵和氣提液排放管。
[0011]所述的布水區(qū)、反應(yīng)區(qū)、分離區(qū)的高度之比為1:7.5-8.5:1.5-2.5，截面積之比為I:1:2?3。
[0012]所述的反應(yīng)區(qū)的第一級好氧區(qū)、第二級厭氧區(qū)、第三級厭氧區(qū)的高度之比為
2-2.5:1:1，徑高比分別為 1:8~10、1:4-5,1:4~5。
[0013]所述的O區(qū)釋氣管上彎的長度、O區(qū)上導(dǎo)流管、O區(qū)下導(dǎo)流管、O區(qū)的長度之比為I:3~4:3~4:15~25，0區(qū)釋氣管、O區(qū)上導(dǎo)流管、O區(qū)下導(dǎo)流管、O區(qū)的截面積之比為1:3~4:
3-4:100 ~200，0區(qū)上導(dǎo)流管伸入Al區(qū)的長度占其自身長度的25%~35%，0區(qū)集氣室與O區(qū)的體積之比為1:8~15。
[0014]所述的Al區(qū)釋氣管上彎的長度、Al區(qū)上導(dǎo)流管、Al區(qū)下導(dǎo)流管、Al區(qū)的長度之比為1:3~4:3~4:10~20, Al區(qū)釋氣管、Al區(qū)上導(dǎo)流管、Al區(qū)下導(dǎo)流管、Al區(qū)的截面積之比為I:3~4:3~4:100 -200, Al區(qū)上導(dǎo)流管伸入A2區(qū)的長度占其自身長度的25%~35%，Al區(qū)集氣室與Al區(qū)的體積之比為1:5~10。
[0015]所述的第三級厭氧區(qū)的A2區(qū)釋氣管上彎的長度與A2區(qū)的長度之比為1:10~15，A2區(qū)集氣室與A2區(qū)的體積之比為1:8~10。
[0016]所述的漸擴(kuò)段與水平面的夾角為45° ~55°，環(huán)狀沉淀室的深度為20~25cm，其與反應(yīng)器的體積之比為1:2.5 ~3。
[0017]所述的氣提液收集室與環(huán)狀沉淀室的橫截面積之比為1:8~10，氣提液收集室下端與出水管齊平，氣提液收集室內(nèi)網(wǎng)狀格柵的下端與氣提液排放管齊平。
[0018]所述的氣提液排空管與反應(yīng)區(qū)的截面積之比為1:25~50，管口距離O區(qū)頂部2?3cm0
[0019]與現(xiàn)有生物脫氮技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有明顯的優(yōu)勢:1)反應(yīng)器將短程硝化與厭氧氨氧化集于一體，可減少裝置占地面積；2)好氧區(qū)內(nèi)亞硝酸細(xì)菌進(jìn)行短程硝化反應(yīng)，厭氧區(qū)內(nèi)厭氧氨氧化菌進(jìn)行厭氧氨氧化反應(yīng)，功能菌的空間分布相對固定，可優(yōu)化功能菌生境，強(qiáng)化生物脫氮；3)反應(yīng)液經(jīng)上、下導(dǎo)流管在各級反應(yīng)區(qū)交界區(qū)域形成內(nèi)循環(huán)，同時(shí)在曝氣的驅(qū)動(dòng)作用下形成外循環(huán)，亞硝酸鹽邊產(chǎn)生邊轉(zhuǎn)化，可避免亞硝酸鹽積累所引發(fā)的生物毒性，也可解決厭氧氨氧化基質(zhì)比例的調(diào)控困難；4)好氧區(qū)的過量曝氣經(jīng)釋氣管(O區(qū))液封排出，可擺脫傳統(tǒng)氣升式生物反應(yīng)器氣流與液流捆綁聯(lián)動(dòng)的窘困，使反應(yīng)器中液體流態(tài)兼?zhèn)渫屏鲬B(tài)和全混態(tài)的優(yōu)點(diǎn)；5)氣提液受控排空引發(fā)反應(yīng)器“氣蕩”現(xiàn)象，可促進(jìn)傳質(zhì)和反應(yīng)，提高反應(yīng)器容積脫氮效能。
【附圖說明】
[0020]圖1是氣蕩式自循環(huán)脫氮反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本實(shí)用新型B區(qū)釋氣區(qū)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖中:1 -布水區(qū)、I1-反應(yīng)區(qū)、II1-分離區(qū)、IV-循環(huán)區(qū)、V -氣蕩區(qū)、O區(qū)-好氧區(qū)、Al區(qū)-第一級厭氧區(qū)、A2區(qū)-第二級厭氧區(qū)、B區(qū)-釋氣區(qū)、1-進(jìn)水管、2-進(jìn)氣管、3-曝氣頭、4-擋氣板、5-0區(qū)上導(dǎo)流管、6-0區(qū)下導(dǎo)流管、7-0區(qū)釋氣管、8-0區(qū)集氣室、9-A1區(qū)上導(dǎo)流管、10-A1區(qū)下導(dǎo)流管、Il-Al區(qū)釋氣管、12-A1區(qū)集氣室、13-排泥管、14-漸擴(kuò)段、15-環(huán)狀沉淀室、16-A2區(qū)釋氣管、17-A2區(qū)集氣室、18-集氣室頂罩、19-氣提液收集室、20-網(wǎng)狀格柵、21-氣提液排放管、22-縱隔板、23-出水槽、24-出水管、25-回流吸液管、26-回流控制閥、27-回流連接管、28-氣提液排空管、29-0區(qū)釋氣控制閥、30-A1區(qū)釋氣控制閥、31-液封管、32-取樣口。
【具體實(shí)施方式】
[0023]如圖1所示，一種氣蕩式自循環(huán)脫氮反應(yīng)器:反應(yīng)器本體設(shè)有布水區(qū)1、反應(yīng)區(qū)I1、分離區(qū)II1、循環(huán)區(qū)IV和氣蕩區(qū)V ;
[0024]布水區(qū)I位于反應(yīng)器本體下部，由進(jìn)水管1、進(jìn)氣管2和曝氣頭3組成，布水區(qū)I底部設(shè)曝氣頭3，并與進(jìn)氣管2相連，在曝氣頭3上方設(shè)有進(jìn)水管I ;
[0025]反應(yīng)區(qū)II位于反應(yīng)器本體中部，從下到上依次由第一級好氧區(qū)、第二級厭氧區(qū)和第三級厭氧區(qū)構(gòu)成三級反應(yīng)系統(tǒng)，第一級好氧區(qū)即O區(qū)，第二級厭氧區(qū)即Al區(qū)，第三級厭氧區(qū)即A2區(qū)；0區(qū)頂部設(shè)O區(qū)上導(dǎo)流管5、O區(qū)下導(dǎo)流管6、O區(qū)釋氣管7和O區(qū)集氣室8 ;A1區(qū)頂部設(shè)Al區(qū)上導(dǎo)流管9、Al區(qū)下導(dǎo)流管10、Al區(qū)釋氣管11和Al區(qū)集氣室12 ;A2區(qū)頂部設(shè)A2區(qū)釋氣管16、A2區(qū)集氣室17和集氣室頂罩18 ;各級反應(yīng)區(qū)之間由上導(dǎo)流管和下導(dǎo)流管共同串聯(lián)，上、下導(dǎo)流管的下端管口均設(shè)擋氣板4;
[0026]分離區(qū)III位于反應(yīng)器本體上部，由漸擴(kuò)段14、B區(qū)釋氣區(qū)和環(huán)狀沉淀室15組成；B區(qū)釋氣區(qū)設(shè)O區(qū)集氣室8、Al區(qū)集氣室12、O區(qū)釋氣管7、Al區(qū)釋氣管11、O區(qū)釋氣控制閥29,Al區(qū)釋氣控制閥30和液封管31，O區(qū)釋氣管7和Al區(qū)釋氣管11伸入液封管31內(nèi)，液封管31中液位與反應(yīng)器中液位齊平，A2區(qū)釋氣管16連通于氣提液收集室19的中部；環(huán)狀沉淀室15由漸擴(kuò)段和A2區(qū)圓筒外壁圍成，沉淀室15底部設(shè)有排泥管13，沉淀室15上部設(shè)縱隔板22、出水槽23和出水管24 ；
[0027]循環(huán)區(qū)IV位于反應(yīng)器本體外部，由回流吸液管25、回流控制閥26和回流連接管27組成，回流吸液管25設(shè)于A2區(qū)的中部，回流控制閥26設(shè)于回流連接管27的上部，回流連接管27與進(jìn)水管I相連通；
[0028]氣蕩區(qū)V位于反應(yīng)器本體外部，由氣提液排空管28和氣提液收集室19組成，氣提液收集室19底部設(shè)網(wǎng)狀格柵20和氣提液排放管21。
[0029]所述的布水區(qū)1、反應(yīng)區(qū)I1、分離區(qū)III的高度之比為1:7.5-8.5:1.5-2.5，截面積之比為1:1:2~3。
[0030]所述的反應(yīng)區(qū)II的第一級好氧區(qū)、第二級厭氧區(qū)、第三級厭氧區(qū)的高度之比為2-2.5:1:1，徑高比分別為 1:8~10、1:4-5,1:4~5。
[0031]所述的第一級好氧區(qū)的O區(qū)釋氣管7上彎的長度、O區(qū)上導(dǎo)流管5、O區(qū)下導(dǎo)流管6、O區(qū)的長度之比為1:3~4:3~4:15~25, O區(qū)釋氣管7、O區(qū)上導(dǎo)流管5、O區(qū)下導(dǎo)流管6、O區(qū)的截面積之比為1:3~4:3~4:100 -200, O區(qū)上導(dǎo)流管5伸入Al區(qū)的長度占其自身長度的25%~35%，O區(qū)集氣室8與O區(qū)的體積之比為1:8~15。