本發明專利技術公開了一種化學-生物協同脫氮除磷反應器，反應器本體從下到上依次設有布水區、零價鐵過濾區、化學-生物協同脫氮除磷區和三相分離區。布水區設有進水布水器和底部排泥口，零價鐵過濾區設有上下串聯的兩個零價鐵填充區，化學-生物協同脫氮除磷區由內向外依次設有升流導流管、化學-生物反應區和化學反應區，三相分離區設有釋氣區和沉淀區，沉淀區下部設有頂部排泥口，上部設有溢流堰和出水口。本發明專利技術可有效解決廢水生物脫氮除磷中的碳源不足問題；利用溶解鐵屑/鐵渣（零價鐵）等工業廢棄物提供生物脫氮基質，實現以廢治廢；反應器自產生除磷沉淀劑和吸附劑，無需外加藥劑，節省成本；所產污泥磷含量高，有利于磷資源回收利用。
【技術實現步驟摘要】
一種化學-生物協同脫氮除磷反應器
本專利技術涉及一種脫氮除磷反應器，尤其涉及一種化學-生物協同脫氮除磷反應器。
技術介紹
水體富營養化是我國面臨的重大環境問題。根據《全國環境統計公報》，2011年全國廢水排放總量659.2億噸，氨氮排放量260.4萬噸。另據《中國環境狀況公報》，2012年在62個國控重點湖泊(水庫)中，III類至劣V類水體占71.0%，富營養狀態水體占86.7%，主要污染指標是總氮和總磷。因此，氮磷污染控制已成為我國亟待解決的重大環保課題。廢水生物處理技術是現代廢水處理的主流技術。經過生物處理(二級處理)，廢水COD濃度基本達標，但氮磷濃度依然超標。對于這類低C:N:P比廢水處理，傳統廢水生物脫氮(硝化-反硝化)工藝和生物除磷(好氧吸磷-厭氧釋磷)工藝已顯乏力，這是因為這些生物過程需要電子供體，通常由有機物提供。新型脫氮除磷工藝開發迫在眉睫。硝酸鹽型厭氧鐵氧化(Nitrate-dependentAnaerobic FerrousOxidation, NAFO)是環境和微生物領域的重大發現，即在厭氧條件下，一些微生物能夠以亞鐵鹽為電子供體，將硝酸鹽或亞硝酸鹽還原為N2(式I)。利用該反應進行廢水脫氮，可有效緩解廢水生物脫氮中的碳源不足問題。由式I知，NAFO生物脫氮反應過程產生酸性出水，可溶解常見工業廢棄物一鐵屑/鐵渣( 零價鐵)等，產生的Fe2+可進一步用于NAFO脫氮過程。另一方面，溶解產生的Fe2+和NAFO脫氮過程產生的Fe3+以及富含鐵鹽的生物污泥可為廢水除磷提供沉淀劑和吸附劑，最終實現化學-生物協同脫氮除磷。10FeC03+2N03>24H20 — IOFe (OH) 3+N2+10HC03>8H+ (I)由上述化學-生物協同脫氮除磷原理可知，該過程可有效解決廢水生物脫氮除磷過程中碳源不足的問題；通過回流生物脫氮過程的酸性出水，溶解鐵屑/鐵渣(零價鐵)等工業廢棄物，為生物脫氮提供基質，實現以廢治廢；利用反應器內部產生的Fe2+、NAFO脫氮過程產生的Fe3+以及富含鐵鹽的生物污泥作為除磷沉淀劑和吸附劑，無需外加化學沉淀劑，節省運行成本；通過反應器內部構型的合理設計和曝氣強度的合理控制，使化學除磷區處于流化狀態，可回收富磷污泥產物，有利于磷資源的回收利用。
技術實現思路
本專利技術的目的是克服現有技術的不足，提供一種化學-生物協同脫氮除磷反應器。反應器從下到上依次設有布水區、零價鐵過濾區、化學-生物協同脫氮除磷區和三相分離區；布水區底部中心設有底部排泥口，布水區中部設有進水布水器，進水布水器與進水口相連；布水區上部與零價鐵過濾區直接相連，零價鐵過濾區從下到上設有下部零價鐵填充區和上部零價鐵填充區；零價鐵過濾區通過法蘭與化學-生物協同脫氮除磷區相連，化學-生物協同脫氮除磷區由內向外依次設有升流導流管、化學-生物反應區和化學反應區，升流導流管下部設有錐形導流罩，化學-生物協同脫氮除磷區通過化學反應區頂部與三相分離區貫通，三相分離區從內向外依次設有化學-生物反應區上部、釋氣區和沉淀區，釋氣區和沉淀區通過擋泥板分隔，三相分離區下部設有頂部排泥口，三相分離區上部設有溢流堰和出水口，化學-生物反應區上部中央設有進藥布水器，進藥布水器與進藥管相連，化學反應區底部設有柱盤式降流器，柱盤式降流器下部與零價鐵過濾區外周的回流液貯備區相連，回流液貯備區下部設有回流口，化學反應區下部設有曝氣頭，曝氣頭底部與進氣管相連。所述的零價鐵過濾區的下部零價鐵填充區和上部零價鐵填充區呈縱向串聯，內部填充鐵屑/鐵渣等零價鐵材料；所述的擋泥板底部位于三相分離區下部1/5-1/3處，升流導流管頂部與擋泥板底部位于同一水平高度；所述的進藥布水器位于三相分離區下部1/5~1/4處；所述的曝氣頭位于化學反應區下部1/10~1/8處，在化學反應區同一水平高度均勻設置4~8只相同的曝氣頭；所述的回流口位于回流液貯備區下部1/4~1/3處，回流口回流液流量與進水口進水流量比例為0.5~4.0 ;所述的化學-生物反應區與化學反應區截面積比例為2.0~6.0 ;所述的布水區底部傾角α、三相分離區底部傾角Y、化學-生物反應區上部傾角ε均為50°，錐形導流罩錐角β為30°，擋泥板下部傾角δ為140°。本專利技術與現有技術相比的有益效果是:1)反應器由布水區、零價鐵過濾區、化學-生物協同脫氮除磷區和三相分離區四個單元組成，相鄰單元功能互補，結構緊湊，占地面積小；2)耦合自養型生物脫氮工藝與化學除磷工藝，可有效解決廢水生物脫氮除磷過程中的碳源不足問題；3)利用溶解鐵屑/鐵渣(零價鐵)等工業廢棄物提供生物脫氮基質，實現以廢治廢；4)利用反應器自產生除磷沉淀劑和吸附劑，無需外加化學藥劑，節省成本；5)通過反應器內部構型的合理設計和曝氣強度的合理控制，使化學除磷區處于流化狀態，可回收富磷污泥產物，有利于磷資源的回收利用。【附圖說明】圖1是一種化學-生物協同脫氮除磷反應器結構剖面圖；`圖2是一種化學-生物協同脫氮除磷反應器結構A-A截面圖；圖3是一種化學-生物協同脫氮除磷反應器結構B-B截面圖。圖中:布水區1、零價鐵過濾區I1、化學-生物協同脫氮除磷區III，三相分離區IV ;底部排泥口 1、進水口 2、進水布水器3、下部零價鐵填充區4、上部零價鐵填充區5、錐形導流罩6、升流導流管7、化學-生物反應區8、化學反應區9、柱盤式降流器10、回流液貯備區11、回流口 12、法蘭13、進氣管14、曝氣頭15、進藥管16、進藥布水器17、擋泥板18、釋氣區19、沉淀區20、溢流堰21、出水口 22、上部排泥口 23。【具體實施方式】如圖1、2、3所示，反應器從下到上依次設有布水區1、零價鐵過濾區I1、化學-生物協同脫氮除磷區III和三相分離區IV ;布水區I底部中心設有底部排泥口 1，布水區I中部設有進水布水器3，進水布水器3與進水口 2相連；布水區I上部與零價鐵過濾區II直接相連，零價鐵過濾區II從下到上設有下部零價鐵填充區4和上部零價鐵填充區5 ;零價鐵過濾區II通過法蘭13與化學-生物協同脫氮除磷區III相連，化學-生物協同脫氮除磷區III由內向外依次設有升流導流管7、化學-生物反應區8和化學反應區9，升流導流管7下部設有錐形導流罩6，化學-生物協同脫氮除磷區III通過化學反應區9頂部與三相分離區IV貫通，三相分離區IV從內向外依次設有化學-生物反應區8上部、釋氣區19和沉淀區20，釋氣區19和沉淀區20通過擋泥板18分隔，三相分離區IV下部設有頂部排泥口 23，三相分離區IV上部設有溢流堰21和出水口 22，化學-生物反應區8上部中央設有進藥布水器17，進藥布水器17與進藥管16相連，化學反應區(9)底部設有柱盤式降流器10，柱盤式降流器10下部與零價鐵過濾區II外周的回流液貯備區11相連，回流液貯備區11下部設有回流口 12，化學反應區9下部設有曝氣頭15，曝氣頭15底部與進氣管14相連。所述的零價鐵過濾區II的下部零價鐵填充區4和上部零價鐵填充區5呈縱向串聯，內部填充鐵屑/鐵渣等零價鐵材料；所述的擋泥板18底部位于三相分離區IV下部1/5-1/3處，升流導流管7頂部與擋泥18底部位于同一水平高度；所述的進藥布水器17位于三相本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種化學?生物協同脫氮除磷反應器，其特征在于：反應器從下到上依次設有布水區（I）、零價鐵過濾區（II）、化學?生物協同脫氮除磷區（III）和三相分離區（IV）；布水區（I）底部中心設有底部排泥口（1），布水區（I）中部設有進水布水器（3），進水布水器（3）與進水口（2）相連；布水區（I）上部與零價鐵過濾區（II）直接相連，零價鐵過濾區（II）從下到上設有下部零價鐵填充區（4）和上部零價鐵填充區（5）；零價鐵過濾區（II）通過法蘭（13）與化學?生物協同脫氮除磷區（III）相連，化學?生物協同脫氮除磷區（III）由內向外依次設有升流導流管（7）、化學?生物反應區（8）和化學反應區（9），升流導流管（7）下部設有錐形導流罩（6），化學?生物協同脫氮除磷區（III）通過化學反應區（9）頂部與三相分離區（IV）貫通，三相分離區（IV）從內向外依次設有化學?生物反應區（8）上部、釋氣區（19）和沉淀區（20），釋氣區（19）和沉淀區（20）通過擋泥板（18）分隔，三相分離區（IV）下部設有頂部排泥口（23），三相分離區（IV）上部設有溢流堰（21）和出水口（22），化學?生物反應區（8）上部中央設有進藥布水器（17），進藥布水器（17）與進藥管（16）相連，化學反應區（9）底部設有柱盤式降流器（10），柱盤式降流器（10）下部與零價鐵過濾區（II）外周的回流液貯備區（11）相連，回流液貯備區（11）下部設有回流口（12），化學反應區（9）下部設有曝氣頭（15），曝氣頭（15）底部與進氣管（14）相連。...
【技術特征摘要】
1.一種化學-生物協同脫氮除磷反應器，其特征在于:反應器從下到上依次設有布水區(I)、零價鐵過濾區(II)、化學-生物協同脫氮除磷區(III)和三相分離區(IV);布水區(1)底部中心設有底部排泥口(1)，布水區(I)中部設有進水布水器(3)，進水布水器(3)與進水口(2)相連；布水區(I)上部與零價鐵過濾區(II)直接相連，零價鐵過濾區(II)從下到上設有下部零價鐵填充區(4)和上部零價鐵填充區(5);零價鐵過濾區(II)通過法蘭(13)與化學-生物協同脫氮除磷區(III)相連，化學-生物協同脫氮除磷區(III)由內向外依次設有升流導流管(7)、化學-生物反應區(8)和化學反應區(9)，升流導流管(7)下部設有錐形導流罩(6)，化學-生物協同脫氮除磷區(III)通過化學反應區(9)頂部與三相分離區(IV)貫通，三相分離區(IV)從內向外依次設有化學-生物反應區(8)上部、釋氣區(19)和沉淀區(20)，釋氣區(19)和沉淀區(20)通過擋泥板(18)分隔，三相分離區(IV)下部設有頂部排泥口(23)，三相分離區(IV)上部設有溢流堰(21)和出水口(22)，化學-生物反應區(8)上部中央設有進藥布水器(17)，進藥布水器(17)與進藥管(16)相連，化學反應區(9)底部設有柱盤式降流器(10)，柱盤式降流器(10)下部與零價鐵過濾區(II)外周的回流液貯備區(11)相連，回流液貯備區(11)下部設有回流口(12)，化學反應區(9)下部設有曝氣頭(15)，曝氣頭(15)底部與進氣管(14)相連...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭平，張萌，厲巍，張吉強，王蘭，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：發明
國別省市：
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