本發(fā)明屬于污水生物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種序批式生物膜脫氮反應(yīng)器及其脫氮方法。

背景技術(shù)：

工業(yè)生產(chǎn)過程中排放的大量含氨廢水通常采用A²/O、AB法和SBR法等。其中SBR工藝是一種序批式活性污泥工藝，脫氮效率較高，但其存在工藝路線較長、構(gòu)筑物的混合效果及傳質(zhì)效率低等不足。

生物膜法是一大類生物處理法的統(tǒng)稱，包括生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、生物接觸氧化池、曝氣生物濾池及生物流化床等工藝形式，其特點是微生物附著生長在濾料或填料表面上，形成生物膜。污水與生物膜接觸后，污染物被微生物吸附轉(zhuǎn)化，污水得到凈化，是一種被廣泛采用的生物處理方法。序批式生物膜法是在序批式活性污泥法的反應(yīng)器中引入生物膜，該法結(jié)合了生物膜和序批式活性污泥法的特點，具有運行穩(wěn)定、剩余污泥少、管理簡單、對氨氮和難降解污染物去除能力強、能夠適應(yīng)較大水質(zhì)范圍變化等優(yōu)點。目前對序批式生物膜法的研究逐漸增多，生物膜培養(yǎng)技術(shù)越來越成熟，處理工藝越來越多樣化。

CN201410123735.3公開了一種序批式反應(yīng)器、在該反應(yīng)器培養(yǎng)生物膜的方法及利用該反應(yīng)器處理污水的方法，包括反應(yīng)器本體、傳感器、調(diào)控器和填料，所述調(diào)控器根據(jù)傳感器的信號調(diào)整反應(yīng)器本體的工作狀態(tài)，所述填料直徑為2～5cm，比表面積為180～250m²/m³，總體積為反應(yīng)器本體的30%～80%。該發(fā)明在序批式反應(yīng)器培養(yǎng)生物膜的方法，首先向反應(yīng)器接種好氧活性污泥，然后向反應(yīng)器中泵入污水，接著通入空氣；最后沉淀即可得到需要的生物膜。該發(fā)明同步去除污水中氮磷和有機物的方法，首先向反應(yīng)器泵入污水，然后靜置反應(yīng)，接著進行曝氣處理，最后沉淀排除即可。該發(fā)明雖然通過控制溶解氧量和反應(yīng)時間可以滿足各污泥的工作條件，但是將脫氮除磷及脫除有機物的污泥全混合培養(yǎng)，無法避免各種污泥間的相互影響抑制作用，必然會影響污水的凈化效率。

CN200510057100.9公開了一種處理高濃度有機廢水的序批式組合生物膜一體化設(shè)備，它在同一池體內(nèi)組合兩個淹沒式生物膜反應(yīng)區(qū)，池體中間為厭氧淹沒式生物膜反應(yīng)區(qū)，外圍是好氧淹沒式生物膜反應(yīng)區(qū)，厭氧淹沒式生物膜反應(yīng)區(qū)密閉，兩個反應(yīng)區(qū)內(nèi)都設(shè)置半軟纖維填料，底部設(shè)置水下推進器；好氧淹沒式生物膜反應(yīng)區(qū)填料底部設(shè)置水下曝氣裝置。待處理的高濃度有機廢水首先進入?yún)捬鯀^(qū)進行有機物的厭氧降解，經(jīng)沉淀后進入好氧區(qū)，通過水下曝氣裝置的布設(shè)，在好氧生物膜反應(yīng)器內(nèi)形成好氧、缺氧、厭氧區(qū)域，實現(xiàn)脫氮除磷的目的。該發(fā)明污水由厭氧區(qū)流入好氧區(qū)是利用污水的自重，只有當厭氧區(qū)排水口內(nèi)壓大于外壓時，污水才能夠從厭氧池流入好氧池，那么厭氧區(qū)的池底始終會存有污水無法排出。另外，雖然在好氧池中通過曝氣裝置的布設(shè)能夠起到調(diào)節(jié)溶解氧的作用，但是好氧池底部設(shè)置了水下推進器，污水在不斷地循環(huán)流動，這種情況下就很難劃分出好氧、缺氧與厭氧區(qū)域。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種生物膜脫氮反應(yīng)器及其脫氮方法。本發(fā)明在反應(yīng)器內(nèi)設(shè)置用于固定生物膜填料的塔板和溢流板，同時在塔板間設(shè)置三個小循環(huán)回路將反應(yīng)器自下而上分成不同氧濃度的反應(yīng)區(qū)，在掛膜階段能夠快速形成具有特定功效的好氧、缺氧及厭氧生物膜，在污水處理階段能夠有效處理含氮廢水，具有耐沖擊能力強，處理效果好等優(yōu)點。

本發(fā)明的生物膜脫氮反應(yīng)器，是在反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置對稱分布的塔板，每塊塔板邊緣設(shè)置溢流板構(gòu)成用于固定生物膜填料的塔板反應(yīng)區(qū)，在反應(yīng)器底部設(shè)置回流系統(tǒng)構(gòu)成從塔底到塔頂?shù)拇笱h(huán)；在反應(yīng)器上部設(shè)置進水系統(tǒng)，在反應(yīng)器底部設(shè)置曝氣系統(tǒng)，同時通過外接管路在每2個以上塔板反應(yīng)區(qū)之間建立一個小循環(huán)回路，將反應(yīng)器自下而上分成好氧區(qū)，缺氧區(qū)和厭氧區(qū)，從而實現(xiàn)含氮廢水的高效處理。

本發(fā)明中，生物膜脫氮反應(yīng)器的高徑比為3:1-10:1，反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置6-18塊對稱分布的塔板，塔板長度為反應(yīng)器直徑的0.6-0.9倍，塔板間的間距相等，優(yōu)選為10-15cm。在每2-6個塔板間建立一個小循環(huán)回路，從而將反應(yīng)器自下而上分成好氧區(qū)、缺氧區(qū)和厭氧區(qū)，每個區(qū)域小循環(huán)回路的出水管口位于該區(qū)域最下一層塔板填料上方，且低于溢流板高度，優(yōu)選與填料上表面平齊的位置，進水管口位于最上一層塔板與溢流板構(gòu)成的塔板反應(yīng)區(qū)的上方。本發(fā)明中，每個區(qū)域的小循環(huán)回路包括外接管路、循環(huán)泵和流量閥等。

本發(fā)明中，生物膜填料固定于塔板與溢流板構(gòu)成的塔板反應(yīng)區(qū)內(nèi)，是指在塔板上方鋪設(shè)生物膜填料，使其體積為塔板反應(yīng)區(qū)容積的30%-60%。生物膜填料可以是彈性立體填料、軟性填料或半軟性填料。將生物膜填料固定好后，再將混有好氧微生物、厭氧微生物及兼性微生物的活性污泥裝載到塔板反應(yīng)區(qū)內(nèi)，使得塔板反應(yīng)區(qū)內(nèi)的污泥濃度為1-5g/L。

本發(fā)明中，溢流板高度應(yīng)根據(jù)填料厚度和塔板間距確定，既要滿足污水在填料表面有覆蓋層滿足填料對微生物的吸附，又要滿足污水在塔板間順暢流過，不滯留倒流，因此本發(fā)明采用的溢流板的高度為8-13cm，相鄰塔板的溢流板對稱分布，使污水通過溢流折流的方式流過。具體過程為：廢水以一定流量均勻分灑到第一塊塔板上，當廢水液面高過溢流板后，溢流到下面一層塔板上，此層塔板的溢流板與上一層塔板的溢流板對稱分布，當廢水將下層塔板注滿時，溢流到再下面一層塔板上，如此推進，實現(xiàn)廢水在塔板間的溢流折流流動。通過廢水在塔板反應(yīng)區(qū)的溢流折流，保證了生物膜對廢水的吸附，也實現(xiàn)了生物膜對廢水的凈化。

本發(fā)明中，反應(yīng)器內(nèi)最底層塔板與反應(yīng)器底部的空間為水處理的有效空間，其容積應(yīng)小于反應(yīng)器體積的25%，當此空間注滿水時，打開反應(yīng)器底部的回流系統(tǒng)進行大循環(huán)，使污水在反應(yīng)器內(nèi)不斷循環(huán)流動，實現(xiàn)生物膜對污水的凈化。為保證污水能夠在所有塔板上溢流折流，污水處理時，每批次進水不易超過此空間容積。

本發(fā)明中，在反應(yīng)器底部設(shè)置的回流系統(tǒng)包括回流管、流量閥及回流泵等，污水處理階段通過污水的回流，實現(xiàn)生物膜對污水的凈化。在反應(yīng)器底部設(shè)置的曝氣系統(tǒng)包括壓縮機、進氣管和氣體分配器等，從而實現(xiàn)氧氣的供給。在反應(yīng)器上部設(shè)置的進水系統(tǒng)包括進水管、進水流量閥與液體分配器等，控制廢水的進水流量。在反應(yīng)器下部設(shè)置排水系統(tǒng)，在反應(yīng)器頂部設(shè)置排氣口。

本發(fā)明采用上述生物膜脫氮反應(yīng)器的脫氮方法，主要包括兩個階段，第一個階段為掛膜階段，第二個階段為污水處理階段，具體包括以下步驟：

（1）掛膜階段：在塔板上鋪設(shè)生物膜填料，使其體積為塔板反應(yīng)區(qū)容積的30%-60%，并按照污泥濃度1-5g/L的量將活性污泥裝載到每塊塔板上；然后向反應(yīng)器中注入含氮污水，以低負荷方式運行，污水溢滿一塊塔板反應(yīng)區(qū)后折流到下一塊塔板上，當污水溢滿最底部塔板反應(yīng)區(qū)時，順次開啟好氧區(qū)、缺氧區(qū)和厭氧區(qū)小循環(huán)回路；當三個小循環(huán)回路都開啟后，停止進水，啟動曝氣系統(tǒng)，控制好氧區(qū)的溶解氧濃度為2-3mg/L。隨著脫氮反應(yīng)的進行，溶解氧濃度由塔底到塔頂逐漸降低。本發(fā)明中，低負荷運行是指控制掛膜階段進水流量為污水處理階段最大進水流量的30%-60%，污水處理階段最大進水流量=（塔板反應(yīng)區(qū)體積-塔板上填料的體積）×3600 m³/h。本發(fā)明利用三個小循環(huán)，將反應(yīng)器從下到上依次分成好氧區(qū)、缺氧區(qū)和厭氧區(qū)，在各自的反應(yīng)區(qū)內(nèi)單獨進行生物膜的培養(yǎng)，每個區(qū)域的微生物營養(yǎng)物質(zhì)均衡，溶解氧條件穩(wěn)定，能夠快速形成具有特定性能的微生物膜，有效提高生物膜培養(yǎng)效率，為后續(xù)污水處理奠定良好的基礎(chǔ)。由于掛膜階段以低負荷運行，進水流量小，反應(yīng)器生物膜培養(yǎng)的效率高，使得生物膜的抗沖擊性顯著提高，掛膜期間污水水質(zhì)的波動對生物膜的培養(yǎng)影響小。當小循環(huán)回路運行2-3小時后，從下往上順次關(guān)閉好氧小循環(huán)、缺氧小循環(huán)和厭氧小循環(huán)，然后將污水排出。重復(fù)上述步驟3-5次，在塔板反應(yīng)區(qū)填料表面能夠看到棕褐色的，厚度約2mm的生物膜，掛膜階段完成。

（2）污水處理階段：以60%-100%最大進水流量向反應(yīng)器內(nèi)注入含氮污水，廢水在塔板間進行溢流折流流動，當反應(yīng)器底部的空間注滿水時，停止進水，啟動反應(yīng)器底部的回流系統(tǒng)開始從塔底到塔頂?shù)拇笱h(huán)，完成生物膜對廢水的吸附與降解，此過程主要包括塔底好氧區(qū)生物膜對廢水中有機物的分解、氨化及硝化，缺氧區(qū)生物膜對廢水的反硝化，以及厭氧區(qū)生物膜對廢水中氨氮的厭氧氨氧化等，當出水總氮濃度低于20mg/L，COD低于50mg/L時，停止大循環(huán)，進行下一批次的培養(yǎng)。當進水水質(zhì)出現(xiàn)波動時，導(dǎo)致出水不符合要求，可根據(jù)具體超標情況，在進行大循環(huán)的同時，單獨開啟好氧小循環(huán)、缺氧小循環(huán)和厭氧小循環(huán)其中的一個或同時開啟幾個小循環(huán)，當出水滿足要求后，關(guān)閉小循環(huán)即可。

本發(fā)明中，控制含氮污水的pH值為7.0-8.0，處理溫度為25-35℃，廢水中BOD₅:N:P=100:5:1，進水氨氮濃度為100-600mg/L。

本發(fā)明中，在污水處理階段，維持微生物培養(yǎng)階段的曝氣量，控制好氧區(qū)的溶解氧濃度為2-3mg/L。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

1、在反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置對稱分布的塔板，每塊塔板邊緣設(shè)置溢流板構(gòu)成用于固定生物膜填料的塔板反應(yīng)區(qū)，在反應(yīng)器底部設(shè)置回流系統(tǒng)構(gòu)成從塔底到塔頂?shù)拇笱h(huán)；同時通過外接管路在每2個以上塔板反應(yīng)區(qū)之間建立一個小循環(huán)回路，將反應(yīng)器自下而上分成好氧區(qū)，缺氧區(qū)和厭氧區(qū)，從而建立了一個大循環(huán)和三個小循環(huán)的污水處理體系，實現(xiàn)不同區(qū)域的供氧需求，有助于形成高效的好氧處理、缺氧處理和厭氧處理體系，從而實現(xiàn)含氮廢水的高效處理。特別是在進水出現(xiàn)波動時，只需在進行大循環(huán)的同時，單獨開啟一個或同時開啟其中幾個小循環(huán)協(xié)同運行即可，能夠靈活應(yīng)對各類含氨廢水，增大了反應(yīng)器處理水質(zhì)的范圍，反應(yīng)器的實用性顯著增強。

2、將反應(yīng)器自下而上分為好氧區(qū)、缺氧區(qū)和厭氧區(qū)，每個區(qū)設(shè)有各自的循環(huán)回路，采用單獨培養(yǎng)的方式進行生物膜培養(yǎng)，能夠更好形成具有特定性能的生物膜體系，同時在反應(yīng)器底部設(shè)曝氣系統(tǒng)，隨著污水的處理和氣體的流動，氧濃度呈逐級遞減的趨勢，有助于特定活性污泥在適宜的溶解氧條件下更好地進行脫氮，脫氮效果顯著提高。

3、在反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置對稱分布的固定有生物膜填料的塔板和溢流板，使廢水以溢流折流的方式進行流動，廢水在每層塔板上只具有薄薄的一層液面，有利于生物膜對廢水的吸附，同時廢水在塔板間不斷地流動，也保證了生物膜對廢水的凈化。

附圖說明

圖1為本發(fā)明生物膜脫氮反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中1-排氣口，2-液體分配器，3-塔板，4-溢流板，5-氣體分配器，6-厭氧區(qū)小循環(huán)，7-缺氧區(qū)小循環(huán)，8-好氧區(qū)小循環(huán)，9-水處理的有效空間，10-塔底到塔頂大循環(huán)，11-進水管，12-出水管；

圖2為本發(fā)明塔板結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明中塔板、溢流板、填料、污泥、小循環(huán)出水管的位置關(guān)系圖；

其中13-填料；14-活性污泥；15-反應(yīng)器內(nèi)壁，16-小循環(huán)出水管，17-塔板反應(yīng)區(qū)。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明方案進行進一步詳細說明。

本發(fā)明生物膜脫氮反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)如圖1所示，反應(yīng)器外觀呈圓柱塔形，在反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置對稱分布的塔板3，每塊塔板邊緣設(shè)置溢流板4，在反應(yīng)器底部設(shè)置回流系統(tǒng)構(gòu)成從塔底到塔頂?shù)拇笱h(huán)10；在反應(yīng)器上部設(shè)置進水管11和液體分配器2，在反應(yīng)器下部設(shè)置氣體分配器5；同時通過外接管路在每2個以上塔板反應(yīng)區(qū)之間建立一個小循環(huán)回路，將反應(yīng)器自下而上分成好氧區(qū)小循環(huán)8，缺氧區(qū)小循環(huán)7和厭氧區(qū)小循環(huán)6，從而實現(xiàn)含氮污水的高效處理。在反應(yīng)器頂部設(shè)置排氣口1，在反應(yīng)器底部設(shè)置有出水管12。

本發(fā)明塔板結(jié)構(gòu)如圖2所示，塔板長度為反應(yīng)器直徑的60%-90%，與反應(yīng)器內(nèi)壁間留出長為反應(yīng)器截面直徑10%-30%的圓弧空間，用于污水的溢流下流，相鄰塔板的溢流板對稱設(shè)置，使污水通過溢流折流的方式流過。

本發(fā)明塔板、溢流板、填料、污泥、小循環(huán)出水管的位置關(guān)系圖如圖3所示，塔板3、溢流板4和反應(yīng)器內(nèi)壁15構(gòu)成用于固定生物膜填料和污泥的塔板反應(yīng)區(qū)17，在塔板上鋪設(shè)1-2層生物膜填料13，使其體積為塔板反應(yīng)區(qū)容積的30%-60%，并按照污泥濃度1-5g/L的量將活性污泥14平均裝載到每個塔板反應(yīng)區(qū)17內(nèi)。小循環(huán)出水管16位于每個反應(yīng)區(qū)最下一級塔板填料上方且低于溢流板高度，優(yōu)選與填料上表面平齊的位置，進水管口位于最上一級塔板與溢流板構(gòu)成的塔板反應(yīng)區(qū)的上方。

實施例1

采用圖1所示的生物膜脫氮反應(yīng)器，反應(yīng)器的橫截面直徑為0.5m，反應(yīng)器高2m，反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置9層塔板，從上到下依次編號為 -。塔板的長度為0.4m，相鄰塔板間距為15cm，溢流板的高度為12cm。每個塔板上鋪設(shè)2層生物膜填料，填料厚約為6cm，其體積約為塔板反應(yīng)區(qū)容積的50%。在每3層塔板間建立一個小循環(huán)回路，從下往上依次為好氧區(qū)小循環(huán)、缺氧區(qū)小循環(huán)和厭氧區(qū)小循環(huán)，每個小循環(huán)回路設(shè)置流量閥控制循環(huán)流量，每個小循環(huán)內(nèi)設(shè)置一個溶解氧濃度探測器。3個小循環(huán)回路的出水管口分別與號、號和號塔板上填料上表面齊平，進水管口分別位于號、號和號塔板反應(yīng)區(qū)上方。最后一層塔板距塔底的間距為50cm，此水處理有效空間的容積為反應(yīng)器總體積的25%。

利用上述生物膜脫氮反應(yīng)器處理某催化劑廠含氮污水，污水中COD的含量為200mg/L，氨氮含量為300mg/L。具體過程如下所示：

1、掛膜階段

（1）調(diào)節(jié)污水的pH值為7.5，溫度為30℃，在廢水中加入部分葡萄糖和磷酸二氫鉀，使廢水中BOD₅:N:P=100:5:1，滿足生物膜成膜所需的營養(yǎng)物質(zhì)要求。

（2）將混有好氧微生物、厭氧微生物及兼性微生物的活性污泥均勻裝載到每一塊塔板上，使接種污泥濃度為2g/L。

（3）打開進水管，向反應(yīng)器內(nèi)注入含氮污水，調(diào)節(jié)進水流量為20m³/h（50%最大進水流量），污水通過液體分配器均勻分灑在號塔板上，污水將塔板上的填料不斷浸沒并溢流折流到號塔板，當污水溢滿號塔板時，打開好氧區(qū)小循環(huán)，控制循環(huán)流量為20m³/h，實現(xiàn)-號塔板反應(yīng)區(qū)污水的循環(huán)；然后打開缺氧區(qū)小循環(huán)回路，控制循環(huán)流量為20m³/h，實現(xiàn)④-⑥號塔板反應(yīng)區(qū)污水的循環(huán)；最后打開厭氧區(qū)小循環(huán)，控制循環(huán)流量為20m³/h，實現(xiàn)①-③號塔板反應(yīng)區(qū)污水的循環(huán)。至此3個小循環(huán)完全開啟，此時關(guān)閉進水管閥門，循環(huán)運行2小時。

（4）運行過程中調(diào)節(jié)反應(yīng)器內(nèi)底部的曝氣裝置，氣體通過反應(yīng)器底部的氣體分配器進入塔中，控制反應(yīng)器下部好氧區(qū)的溶解氧濃度為2mg/L，隨著反應(yīng)的進行，溶解氧濃度隨塔高逐漸降低，有助于構(gòu)建反應(yīng)器底部的好氧環(huán)境、中部的缺氧環(huán)境和上部厭氧環(huán)境。

（5）循環(huán)運行2小時后，從下往上依次關(guān)閉好氧區(qū)、缺氧區(qū)和厭氧區(qū)小循環(huán)，打開反應(yīng)器底部的排水管，將污水排出。重復(fù)上述步驟4次后，每層塔板均出現(xiàn)厚度約2mm的棕褐色的生物膜，掛膜完成。由于裝置內(nèi)部設(shè)置了3個小循環(huán)，在不同的溶解氧條件下，能夠直接形成具有特定性能的生物膜體系，能夠充分發(fā)揮各反應(yīng)區(qū)的功能，減少每批次污水處理的時間，顯著提高脫氮效果。

2、污水處理階段

掛膜完成后，打開進水管，其余閥門都關(guān)閉，以32m³/h（80%最大進水流量）向反應(yīng)器內(nèi)注入含氮污水（調(diào)節(jié)污水的pH為7.5，溫度為30℃），曝氣裝置維持生物膜培養(yǎng)時的曝氣量。污水不斷流入并匯集于反應(yīng)器底部，當污水注滿底部的水處理有效空間時，關(guān)閉進水流量閥，啟動塔底到塔頂?shù)拇笱h(huán)，以32m³/h的流量進行回流大循環(huán)。每層塔板反應(yīng)區(qū)內(nèi)的污水在填料上平緩流動，有利于生物膜對廢水的吸附，同時廢水在塔板間折流流動，有利于生物膜對廢水的凈化，產(chǎn)生的氣體由反應(yīng)器頂部的排氣口排出。啟動大循環(huán)運行6h后，出水中COD濃度<50mg/L，氨氮濃度<15mg/L，總氮濃度<20mg/L。且出水很澄清。此時停止大循環(huán)，打開排水管排水，第一批次處理結(jié)束。然后打開進水管，按同樣的方法進行下一批次的水處理，大循環(huán)6小時后檢測出水中COD和總氮濃度，均達到排放標準，進行排放。

當進水水質(zhì)無大波動時，每次大循環(huán)的時間大致相同。當水質(zhì)出現(xiàn)波動，進水氨氮增大，到達常規(guī)循環(huán)時間后，出水中COD為120 mg/L，總氮為80mg/L，氨氮為<15mg/L。此時在大循環(huán)進行的同時，打開缺氧區(qū)小循環(huán)，調(diào)節(jié)循環(huán)流量為20m³/h，塔板有效容積內(nèi)的污水在溶解氧濃度較高的-號塔板間循環(huán)流動，有效增強了缺氧反硝化作用。2小時后，再次檢測出水指標，此時COD濃度<50mg/L，總氮濃度<20mg/L，氨氮濃度<15mg/L，達到排放標準。如果不開啟缺氧區(qū)小循環(huán)，則出水COD濃度80mg/L，總氮為60mg/L。

實施例2

處理工藝條件與操作條件與實施例1相同，不同之處在于：污水中COD的含量為200mg/L，氨氮含量為450mg/L。啟動大循環(huán)運行6h后，出水中COD濃度<50mg/L，總氮濃度70mg/L，氨氮濃度60mg/L。打開好氧區(qū)小循環(huán)，調(diào)節(jié)循環(huán)流量為20m³/h，塔板有效容積內(nèi)的污水在溶解氧濃度較高的-號塔板間循環(huán)流動，有效增強了好氧硝化作用。2小時后，再次檢測出水指標，此時COD濃度<50mg/L，總氮濃度<20mg/L，氨氮濃度<15mg/L，達到排放標準。如果不開啟好氧區(qū)小循環(huán)，則出水總氮濃度50mg/L，氨氮濃度40mg/L。

實施例3

處理工藝條件與操作條件與實施例1相同，不同之處在于：污水中COD的含量為500mg/L，氨氮含量為500mg/L。啟動大循環(huán)運行6h后，出水中COD濃度150mg/L，總氮濃度80mg/L。此時在大循環(huán)進行的同時，打開好氧區(qū)、缺氧區(qū)、和厭氧區(qū)的小循環(huán)。2小時后，再次檢測出水指標，此時總氮濃度<20mg/L，COD<50mg/L，達到排放標準。如果不開啟3個小循環(huán)，則出水總氮為70mg/L，COD為100mg/L。

實施例4

處理工藝條件與操作條件與實施例1相同，處理與實施例1相同的含氮污水。不同之處在于：

掛膜階段：以12m³/h（30%最大進水流量），向反應(yīng)器內(nèi)注入含氮污水，三個小循環(huán)的流量均為12m³/h，每批次運行2h，經(jīng)過5個批次耗時10h掛膜成功。

污水處理階段：以24m³/h（60%最大進水流量）進行回流大循環(huán)，當進水水質(zhì)無大波動時，5小時后出水中COD濃度<50mg/L，總氮濃度<20mg/L，且出水很澄清。

實施例5

處理工藝條件與操作條件與實施例1相同，處理與實施例1相同的含氮污水。不同之處在于：

掛膜階段：以24m³/h（60%最大流量），向反應(yīng)器內(nèi)注入含氮污水，三個小循環(huán)的流量均為24m³/h，每批次運行2h，經(jīng)過4個批次耗時8h掛膜成功。

污水處理階段：以40m³/h（最大流量）進行回流大循環(huán)，當進水水質(zhì)無大波動時，7.5小時后出水中COD濃度<50mg/L，總氮濃度<20mg/L，且出水很澄清。

實施例6

處理工藝條件與操作條件與實施例1相同，處理與實施例1相同的含氮污水。不同之處在于：每層塔板上鋪設(shè)1層生物膜填料，填料厚約為4cm，其體積約為塔板反應(yīng)區(qū)容積的30%。

掛膜階段：以50%最大流量向反應(yīng)器內(nèi)注入含氮污水，每批次運行2h，經(jīng)過3個批次耗時6h掛膜成功。

污水處理階段：以80%最大流量進行回流大循環(huán)，當進水水質(zhì)無大波動時，8小時后，出水中COD濃度<50mg/L，總氮濃度<20mg/L。

比較例1

處理條件和工藝過程與實施例1相同，不同之處在于掛膜階段不啟動3個小循環(huán)回路，其余條件不變。

掛膜階段：在控制大循環(huán)流量為20m³/h的條件下，每批次培養(yǎng)2h，經(jīng)過4個批次后，填料的顏色稍微變黃，只能見到局部形成生物膜，再經(jīng)過4個批次后，填料才完全變色，能看出均勻的生物膜附著，掛膜成功。由于污水在塔內(nèi)循環(huán)過程中不能更好地構(gòu)建相對獨立的好氧、缺氧和厭氧環(huán)境，因而不能實現(xiàn)好氧生物膜、缺氧生物膜及厭氧生物膜的分區(qū)培養(yǎng)，導(dǎo)致不同特性的污泥不能再適宜的溶解氧環(huán)境下發(fā)揮其脫氮活性，嚴重影響后續(xù)污水處理效率。

在污水處理階段，按照32m³/h的流量注入含氮污水，經(jīng)過6h后，檢測出水中COD濃度120mg/L，總氮濃度90mg/L，10小時后出水中COD濃度<50mg/L，總氮濃度<20mg/L，且出水澄清。水質(zhì)無波動時，每批次污水處理需花費約10h。當水質(zhì)出現(xiàn)波動，進水氨氮增大，到達常規(guī)循環(huán)時間后，出水中COD為120 mg/L，總氮為80mg/L，氨氮為<15mg/L。單靠延長大循環(huán)進行進一步處理，需花費至少3h，才能使出水達標。