1.一種生物膜脫氮反應(yīng)器,其特征在于: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)器自下而上分成不同氧濃度的好氧區(qū),缺氧區(qū)和厭氧區(qū),從而實現(xiàn)含氮廢水的高效處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器,其特征在于: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,塔板間的間距為10-15cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的反應(yīng)器,其特征在于: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)小循環(huán),每個區(qū)域小循環(huán)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,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。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的反應(yīng)器,其特征在于:每個區(qū)域小循環(huán)的出水管口位于與填料上表面平齊的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器,其特征在于: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%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的反應(yīng)器,其特征在于:將生物膜填料固定好后,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。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器,其特征在于: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(dāng)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(dāng)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。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器,其特征在于: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(dāng)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。
9.采用權(quán)利要求1-8任一所述生物膜脫氮反應(yīng)器的脫氮方法,主要包括掛膜階段和污水處理階段,其特征在于包括以下步驟:
(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(fù)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(dāng)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(dāng)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;當(dāng)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(dāng)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,當(dāng)出水總氮濃度低于20mg/L,COD低于50mg/L時,停止大循環(huán),進行下一批次的處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法,其特征在于:步驟(1)所述低負(fù)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。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法,其特征在于:步驟(2)當(dāng)進水水質(zhì)出現(xiàn)波動時,導(dǎo)致出水不符合要求,可在進行大循環(huán)的同時,開啟好氧小循環(huán)、缺氧小循環(huán)和/或厭氧小循環(huán),當(dāng)出水滿足要求后,關(guān)閉小循環(huán)即可。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法,其特征在于: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。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法,其特征在于:在污水處理階段,控制好氧區(qū)的溶解氧濃度為2-3mg/L。