本發(fā)明屬于廢水處理領域，具體涉及一種全程自養(yǎng)脫氮反應器及脫氮工藝。

背景技術：

全程自養(yǎng)脫氮是近年來興起的一種新型的脫氮工藝。其原理是：首先在好氧條件下，亞硝化菌將廢水中的氨氮部分轉化成亞硝酸態(tài)氮；然后在厭氧條件下，利用厭氧氨氧化菌將亞硝酸態(tài)氮和剩余的氨氮轉化成氮氣。與傳統(tǒng)的脫氮工藝相比，全程自養(yǎng)脫氮具有工藝流程短、占地面積小的優(yōu)點。

現有技術中，中國專利文獻CN103979683B公開了一種基于一體式膨脹污泥床-膜生物反應器的工藝，該裝置分為上部膜過濾功能區(qū)和下部全程自養(yǎng)脫氮功能區(qū)，在上部膜過濾功能區(qū)和下部自養(yǎng)脫氮功能區(qū)之間設置有三相分離器。在所述膜過濾功能區(qū)內設置有膜組件，膜組件的出水口連接有出水泵。在膜組件的下方鄰近膜組件的部位設置有穿孔曝氣管。反應器下層設置為膨脹污泥床，膨脹污泥床內的污泥顆粒的表層附著有好氧氨氧化菌，用于將部分氨氮轉化為亞硝酸態(tài)氮，內層為厭氧氨氧化菌，用于將亞硝酸態(tài)氮和剩余氨氮轉化為氮氣。該裝置在運行時，空氣通過所述穿孔曝氣管進行曝氣，其作用一是沖刷膜表面緩解膜污染，二是為反應器上部的水體沖氧，沖氧后的反應器出水的一部分先進入分離槽，分離出氣泡后再由反應器底部進入筒體，從而為反應器下部的自養(yǎng)脫氮提供溶解氧。

上述反應器利用膨脹污泥床實現了亞硝化-厭氧氨氧化反應，通過設置膜組件進行截留，也有效防止了反應器內微生物的流失。同時通過在亞硝化-厭氧氨氧化反應區(qū)的上方設置曝氣區(qū)對膜組件進行沖刷，還有效防止了膜污染。但就該裝置而言，一方面其曝氣區(qū)是獨立設置于亞硝化-厭氧氨氧化反應區(qū)的上方，這無疑增加了反應器筒體的高度，不利于節(jié)省反應器筒體的體積；另一方面該反應器并不能實現反硝化過程，無法同步去除水體中的硝氮。

技術實現要素：

本發(fā)明解決的是現有技術中設置有膜組件的反應器無法同步實現反硝化且需要獨立設置曝氣區(qū)，從而增大了反應器高度的問題。從而提供一種能夠有效防止微生物流失、能夠同步實現反硝化、亞硝化-厭氧氨氧化的反應器。

本發(fā)明解決上述技術問題采用的技術方案如下：

一種全程自養(yǎng)脫氮反應器，包括：反應器筒體，在所述反應器筒體的底部設置有進水口，頂部設置有排氣口；亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)，設置在所述反應器筒體的上部，在所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)內設置有第一填料組件；反硝化區(qū)，設置在所述反應器筒體的下部，在所述反硝化區(qū)設置有第二填料組件；膜組件，位于所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)的頂端，與所述膜組件的出水側連通設置有出水口；曝氣裝置，設置在所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)內且位于所述第一填料組件的下方；在所述第一填料組件上設置有曝氣通道，所述曝氣通道沿豎直方向設置；在所述第一填料組件和所述膜組件之間還設置有第一三相分離器。

所述第一三相分離器包括分離板，每組分離板設置有導向板和擋流板；其中，所述導向板和擋流板均傾斜設置，在所述導向板和擋流板之前形成流體通道，所述流體通道沿豎直方向由下向上逐漸收縮，且所述擋流板的上端所在的反應器筒體橫截面位于所述導向板的上端所在的反應器筒體橫截面的上方；所述分離板與所述曝氣通道對應設置，所述分離板的導向板設置在所述曝氣通道的正上方。

所述曝氣通道設置有多個，所述曝氣裝置的出氣孔也設置有多個，所述多個出氣孔分別位于所述多個曝氣通道的下方；所述第一三相分離器包括多組分離板，所述多組分離板與所述多個曝氣通道一一對應設置，每組所述分離板的導向板均設置在對應的所述曝氣通道的正上方。

所述曝氣通道靠近所述反應器筒體的內壁面設置，在所述曝氣通道的內側設置有回流通道，所述分離板的擋流板設置在所述回流通道的正上方。

所述導向板與水平方向的夾角為30-40度；所述擋流板與水平方向的夾角為40-50度。

在所述反硝化區(qū)和所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)之間設置有第二三相分離器；所述第二三相分離器包括:第一擋板，呈圓臺形且沿所述反應器筒體的圓周方向設置，所述第一擋板沿豎直方向由上到下逐漸收縮，在所述第一擋板的中心位置設置有水流通孔；第二擋板，位于所述第一擋板上方；所述第二擋板呈尖端朝向所述反應器筒體下方設置的圓錐形，所述第二擋板的上端與所述反應器筒體的內壁面之間設置有水流間隙；所述第一擋板和第二擋板之間形成連通所述水流通孔和所述水流間隙的通道；所述曝氣裝置的出氣孔設置在所述第二擋板的上端邊緣上。

在所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)的上部且位于所述膜組件的下方的反應器筒體上設置有回流口。

使用所述的全程自養(yǎng)脫氮反應器進行脫氮處理的工藝，包括如下步驟：

(1)待所述全程自養(yǎng)脫氮反應器成功啟動后，將廢水由所述全程自養(yǎng)脫氮反應器底部的進水口送入，廢水在所述反硝化區(qū)進行反硝化處理；

完成反硝化處理后的廢水再升至所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)進行亞硝化-厭氧氨氧化處理；使用所述曝氣裝置進行含氧氣體曝氣，控制所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)內廢水的pH值為7.5-8.0，溶解氧濃度為小于或者等于1mg/L；

(2)完成亞硝化-厭氧氨氧化處理的廢水經所述膜組件過濾后經由所述出水口排出。

在所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)的上部且位于所述膜組件的下方的反應器筒體上設置有回流口，完成亞硝化-厭氧氨氧化處理的廢水中的一部分通過所述回流口回流至所述進水口，回流比為1:4-2:5。

本發(fā)明所述的全程自養(yǎng)脫氮反應器，優(yōu)點在于：

(1)本發(fā)明所述的全程自養(yǎng)脫氮反應器，在所述反應器筒體的上部設置有亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)，在所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)內設置有第一填料組件，在所述第一填料組件的表面內層附著有厭氧氨氧化菌，在所述第一填料組件的表面外層附著有亞硝化菌；在所述反應器筒體的下部設置有反硝化區(qū)；在所述反硝化區(qū)設置有附著有反硝化菌的第二填料組件；在所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)的頂端設置有膜組件，與所述膜組件的出水側連通設置有出水口；在所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)內且位于所述第一填料組件的下方設置有曝氣裝置。使用本發(fā)明中所述的反應器進行脫氮反應時，進入所述反應器的廢水先在下部進行反硝化處理，完成反硝化處理后的廢水經由曝氣裝置曝氣充氧后進入亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)，先與所述第一填料組件上的所述亞硝化菌和厭氧氨氧化菌相接觸，發(fā)生部分亞硝化和厭氧氨氧化反應。完成厭氧氨氧化反應后的廢水經膜組件過濾后由所述出水口排出。本發(fā)明中的反應器，將曝氣裝置安裝在亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)的底部，曝氣產生的氣泡，以及反應器上層反應室和下層反應室產生的氮氣可升至所述膜組件，從而對膜組件進行沖刷，有效防止了膜組件的污染和堵塞。利用曝氣對膜組件進行沖刷時，會對反應器筒體內的水體產生擾動，使得未經完全處理的廢水以及部分被沖刷下的微生物污泥到達膜組件，從而堵塞膜組件，影響廢水處理的效果，為此，本發(fā)明在所述第一填料組件和所述膜組件之間設置有第一三相分離器，隨氣體流至膜組件附件的廢水得到分離，使得氣體繼續(xù)上升對膜組件進行沖刷，而微生物污泥和廢水則回流至反應區(qū)，一方面減少了到達膜組件的污泥量，另一方面也提高了污泥和廢水的停留時間，從而增強了對廢水的處理效果；使得整個全程脫氮反應得以高效、穩(wěn)定地進行。

(2)本發(fā)明所述的全程自養(yǎng)脫氮反應器，設置第一三相分離器包括多組沿水平方向依次排列的分離板，每組分離板包括導向板和擋流板；其中，所述導向板和擋流板均傾斜設置，在所述導向板和擋流板之前形成流體通道，所述流體通道沿豎直方向由下向上逐漸收縮，且所述擋流板的上端所在的反應器筒體橫截面位于所述導向板所在的反應器筒體橫截面的上方；每相鄰兩組所述分離板間設置有間隙。本發(fā)明通過對第一三相分離器進行進一步的優(yōu)化，曝氣裝置的氣泡帶動微生物污泥和廢水上升的過程中，先到達導向板，沿所述導向板傾斜上升，再到達擋流板，沖擊導流板后，氣體會沿流體通道繼續(xù)上升，進而到達膜組件，而液體和微生物污泥則在擋流板的阻擋作用下向下回流，繼續(xù)進行亞硝化-厭氧氨氧化反應，從而提高了廢水和污泥的停留時間，有效避免膜組件堵塞。作為優(yōu)選的實施方式，本發(fā)明限定所述曝氣通道靠近所述反應器筒體的內壁面設置，在所述曝氣通道的內側設置有回流通道，所述分離板的擋流板設置在所述回流通道的正上方，通過這種設置方式，被擋流板阻擋的液體和微生物污泥可通過回流通道回流，從而在反應器筒體內形成一個循環(huán)，進一步提高了廢水和污泥的停留時間。

同樣作為優(yōu)選的實施方式，本發(fā)明設置所述導向板與水平方向的夾角為30-40度以及所述擋流板與水平方向的夾角為40-50度；所述導向板的夾角如設置的過大，則廢水和污泥容易從導向板和擋流板間通過，到達第一三相分離器的上方，如設置的過小，則對氣泡的導向作用不明顯，容易對氣泡產生遮擋，減少其對膜組件的沖刷作用。本發(fā)明通過對導向板和擋流板的傾斜角度進行優(yōu)選，在保證對膜組件的沖刷作用的同時，還保證了擋流板對廢水和污泥的擋流效果，使得廢水和污泥在沖擊所述擋流板后能夠有效回流至反應區(qū)。

并且本發(fā)明所述導向板和擋流板的另一優(yōu)點在于，本發(fā)明中的導向板上端和擋流板之間形成的間隙為氣體通道，而導向板和擋流板的上表面則形成沉積面，氣體沖刷膜組件后會沖掉膜組件上的污泥，掉落的污泥先到達所述沉積面后，在重力的作用下會經兩組分離板間的間隙回落至反應區(qū)。本發(fā)明優(yōu)選所述導向板的上端與所述擋流板之間的垂直距離為5-10cm；使得氣體可通過該處，而大部分廢水和污泥則會在沖擊到擋流板后回流；使得污泥可通過該間隙回流至反應區(qū)。

(3)本發(fā)明所述的全程自養(yǎng)脫氮反應器，所述第二三相分離器包括位于下部的第一擋板和位于所述第一擋板上方的第二擋板；其中，所述第一擋板呈圓臺形且沿所述反應器筒體的圓周方向設置，所述第一擋板沿豎直方向由上到下逐漸收縮，在所述第一擋板的中心位置設置有水流通孔；

這種形式的第一擋板能夠有效對第二填料組件上脫落的反硝化污泥進行截留，而反硝化反應產生的氮氣和反硝化處理后的廢水則通過水流通道進入上部的亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)。本發(fā)明優(yōu)選所述第二擋板呈尖端朝向所述反應器筒體設置的圓錐形，優(yōu)點在于，除了對反硝化區(qū)產生的氮氣進行導流，還可以承接上方亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)掉落的微生物污泥，防止上部反應區(qū)的微生物對下部的反硝化反應產生影響。

作為優(yōu)選的實施方式，本發(fā)明在所述第一擋板上且靠近所述第一擋板的上端處分布有濾孔，所述濾孔的孔徑為2-3mm。通過設置所述濾孔，使得反硝化區(qū)產生的氮氣可通過濾網到達上部。不會在第一擋板的下方產生死角。

為了使本發(fā)明所述的全程自養(yǎng)脫氮反應器及脫氮工藝的技術方案更加清楚明白，以下結合具體附圖及具體實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。

附圖說明

如圖1所示是本發(fā)明所述的全程自養(yǎng)脫氮反應器的結構示意圖；

如圖2所示是本發(fā)明所述的設置有氣體通道的第一填料組件和位于氣體通道上方的分離板的結構示意圖；

如圖3所示是本發(fā)明所述的第一填料組件上設置有回流通道的全程自養(yǎng)脫氮反應器的結構示意圖；

如圖4所示是本發(fā)明所述的設置有三個氣體通道的第一填料組件的俯視圖；

如圖5所示是圖4所示第一填料組件和分離板的側面剖視圖。

1-反應器筒體；2-進水口；3-排氣口；4-亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)；5-第一填料組件；6-反硝化區(qū)；7-第二填料組件；8-膜組件；9-曝氣裝置的出氣孔；10-出水口；11-曝氣通道；12-導向板；13-擋流板；14-流體通道；15-第一擋板；16-第二擋板；17-回流口；18-布水器；19-回流通道。

具體實施方式

實施例1

本實施例提供的全程自養(yǎng)脫氮反應器如圖1所示，包括反應器筒體1，在所述反應器筒體1的底部設置有進水口2，頂部設置有排氣口3；為了使進水均勻，本實施例在所述反應器筒體1內、位于所述進水口2上方處設置有布水器18。

在所述反應器筒體1的上部設置有亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)4，在所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)4內設置有第一填料組件5，在所述第一填料組件5的表面內層附著有厭氧氨氧化菌，在所述第一填料組件5的表面外層附著有亞硝化菌；本實施例在所述第一填料組件5上設置有曝氣通道11，所述曝氣通道11呈環(huán)形設置，如圖2所示，本實施例中所述的第一填料組件5為無紡布填料，作為可選擇的實施方式，所述第一填料組件可選擇現有技術中的任意填料，如biofringe填料、WPT填料等。在所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)4的頂端設置有膜組件8，所述膜組件8位于所述第一填料組件的上方。本實施例中所述的膜組件8可采用現有技術中任意一種MBR膜。所述膜組件8覆蓋所述反應器筒體1的橫截面設置；與所述膜組件8的出水側連通設置有出水口10，經所述膜組件8過濾后的出水由所述出水口10排出；在所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)4內且位于所述第一填料組件5的下方設置有曝氣裝置；所述曝氣裝置的出氣孔9設置有多個，所述多個出氣孔9分布在環(huán)形曝氣通道11的正下方；本實施例中所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)4的高度與所述反應器筒體1的直徑之比為1:1-1:2；在所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)4的上部且位于所述膜組件8的下方的反應器筒體1上設置有回流口17。

在所述第一填料組件5和所述膜組件8之間設置有第一三相分離器，所述第一相分離器包括一組分離板。分離板包括導向板12和擋流板13；其中，所述導向板12和擋流板13均傾斜設置，在所述導向板12和擋流板13之前形成流體通道14，所述流體通道14沿豎直方向由下向上逐漸收縮，且所述擋流板13的上端所在的反應器筒體1橫截面位于所述導向板12所在的反應器筒體1橫截面的上方；所述分離板與所述曝氣通道11對應設置，同樣設置為環(huán)形；所述分離板的導向板12設置在所述曝氣通道11的正上方。本實施例中所述導向板12與水平方向的夾角為30度；所述擋流板13與水平方向的夾角為40度；作為優(yōu)選的實施方式，所述導向板與水平方向的夾角可以設置為30-40度；所述擋流板與水平方向的夾角可以設置為40-50度。所述導向板12的上端與所述擋流板13之間的垂直距離為5cm。

在所述反應器筒體1的下部設置有反硝化區(qū)6；在所述反硝化區(qū)6設置有附著有反硝化菌的第二填料組件7，所述第二填料組件7為Biofringe填料(BF填料)。

本發(fā)明中所述全程自養(yǎng)脫氮反應器的啟動方法為：

1)首先向反應器筒體1上部的第一填料組件上接種anammox污泥，利用人工配制含氮廢水進行培養(yǎng)馴化；人工廢水成分如下：NH₄-N，100mg/L；NO₂-N，100mg/L；KHCO₃，1.5-2.0g/L；NaCl，10g/L；KH₂PO₄，54mg/L；FeSO₄·7H₂O，9mg/L；EDTA，5mg/L；微量元素，1mL/L；所述微量元素的成分為：CuSO₄·5H₂O，0.25mg/L；ZnSO₄·7H₂O，0.43mg/L；CoCl₂·6H₂O，0.24mg/L；MnCl₂·4H₂O，0.99mg/L；NaMoO₄·2H₂O，0.22mg/L；NiCl₂·6H₂O，0.19mg/L；NaSeO₄，0.11mg/L；H₃BO₃，0.014mg/L。在使用人工廢水進行培養(yǎng)馴化前，先向人工廢水曝氮氣，使進水中的溶解氧濃度為0，調節(jié)所述人工廢水的pH為7-8；2)待反應穩(wěn)定后，逐步提高進水中溶解氧濃度，以培養(yǎng)反應器內可以消耗氧氣的細菌；3)經過培養(yǎng)馴化，第一填料組件外表面附有兼氧菌，可消耗反應器內的溶解氧，為厭氧氨氧化反應營造厭氧條件；4)向附有厭氧氨氧化菌的第一填料組件表面接種亞硝化菌，并降低進水中的亞硝氮濃度，同時進行曝氣；5)待反應器筒體1的上部實現穩(wěn)定的一體化部分亞硝化-厭氧氨氧化過程后，于反應器筒體1的下部放入提前接種好的附有反硝化菌的第二填料組件，實現反應器筒體1下部的反硝化處理過程。

使用本實施例中所述的全程自養(yǎng)脫氮反應器進行脫氮處理的工藝，包括如下步驟：

(1)待所述全程自養(yǎng)脫氮反應器成功啟動后，進入正式的脫氮處理步驟，將廢水由所述全程自養(yǎng)脫氮反應器底部的進水口2送入，氨氮的濃度為800-850mg/L；廢水在所述反硝化區(qū)6進行反硝化處理，廢水在所述反硝化區(qū)6的停留時間為4h；

完成反硝化處理后的廢水再升至所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)4進行亞硝化-厭氧氨氧化處理；利用所述曝氣裝置對廢水進行曝氣，控制所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)4內廢水的pH值為7.5-8.0，溶解氧濃度為0.3-0.5mg/L；作為可選擇的實施方式，所述溶解氧的濃度可選擇設置在1.0mg/L以下；廢水在所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)4的停留時間為4h；

完成亞硝化-厭氧氨氧化處理的廢水中的一部分通過所述回流口17回流至所述進水口2，回流比為1:3，作為可選擇的實施方式，回流比可選擇1:4-2:5。

(2)經所述膜組件8過濾后的出水經由所述出水口10排出。

對本實施例中所述回流口17排出的出水進行檢測，氨氮的濃度為15mg/L以下，水質較為潔凈，而經過膜組件過濾后的出水中則基本不含氨氮。

實施例2

本實施例提供的全程自養(yǎng)脫氮反應器如圖3所示，包括反應器筒體1，在所述反應器筒體1的底部設置有進水口2，頂部設置有排氣口3；為了使進水均勻，本實施例在所述反應器筒體1內、位于所述進水口2上方處設置有布水器18。

在所述反應器筒體1的上部設置有亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)4，在所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)4內設置有第一填料組件5，所述第一填料組件為無紡布填料；在所述第一填料組件5的表面內層附著有厭氧氨氧化菌，在所述第一填料組件5的表面外層附著有亞硝化菌；本實施例在所述第一填料組件5上設置有曝氣通道11，所述曝氣通道11設置有兩個，所述兩個曝氣通道在所述反應器筒體的橫截面上沿所述反應器筒體的中軸對稱，且均靠近所述反應器筒體的內壁面設置；在所述曝氣通道的內側，即靠近所述反應器筒體中軸線的一側還設置有回流通道19，如圖3所示，本實施例中的所述回流通道19也設置有兩個。在所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)4的頂端設置有膜組件8；與所述膜組件8的出水側連通設置有出水口10；在所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)4內且位于所述第一填料組件5的下方設置有曝氣裝置；所述曝氣裝置的出氣孔9設置有兩個，所述兩個出氣孔9分布在所述兩個曝氣通道11的正下方；本實施例中所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)4的高度與所述反應器筒體1的直徑之比為1:1-1:2；在所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)4的上部且位于所述膜組件8的下方的反應器筒體1上設置有回流口17。

在所述第一填料組件5和所述膜組件8之間設置有第一三相分離器，所述第一三相分離器包括兩組分離板。分離板包括導向板12和擋流板13；其中，所述導向板12和擋流板13均傾斜設置，在所述導向板12和擋流板13之前形成流體通道14，所述流體通道14沿豎直方向由下向上逐漸收縮，且所述擋流板13的上端所在的反應器筒體1橫截面位于所述導向板12所在的反應器筒體1橫截面的上方；所述兩組分離板分別與所述兩組曝氣通道11對應設置；所述兩組分離板的導向板12分別設置在兩組所述曝氣通道11的正上方，所述兩組分離板的擋流板13則分別位于兩個所述回流通道19的正上方。本實施例中所述導向板12與水平方向的夾角為30度；所述擋流板13與水平方向的夾角為40度；所述導向板12的上端與所述擋流板13上端之間的垂直距離為10cm。

在所述反應器筒體1的下部設置有反硝化區(qū)6；在所述反硝化區(qū)6設置有附著有反硝化菌的第二填料組件7，所述第二填料組件7為BF填料。

本實施例在所述反硝化區(qū)6和所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)4之間還設置有第二三相分離器；所述第二三相分離器包括:位于下部的第一擋板15，所述第一擋板15呈圓臺形且沿所述反應器筒體1的圓周方向設置，所述第一擋板15沿豎直方向由上到下逐漸收縮，在所述第一擋板15的中心位置設置有水流通孔；位于所述第一擋板15上方的第二擋板16，所述第二擋板16呈尖端朝向所述反應器筒體1設置的圓錐形，所述第二擋板16的上端與所述反應器筒體1的內壁面之間設置有水流間隙；所述第一擋板15和第二擋板16之間形成連通所述水流通孔和所述水流間隙的通道。所述曝氣裝置的所述兩個出氣孔9分布在所述第二擋板16的頂端邊緣處。

本發(fā)明中所述全程自養(yǎng)脫氮反應器的啟動方法同實施例1；使用本實施例中所述的全程自養(yǎng)脫氮反應器進行脫氮處理的工藝也同實施例1，本實施例由于設置了回流通道19，使得被擋流板阻擋的液體和微生物污泥可通過回流通道19回流(回流方向如圖3中箭頭方向所示)，從而在反應器筒體內形成一個循環(huán)，進一步提高了廢水和污泥的停留時間。對本實施例中的回流口17排出的出水進行檢測，氨氮的濃度為10mg/L以下，水質潔凈。

實施例3

本實施例提供的全程自養(yǎng)脫氮反應器包括反應器筒體1，在所述反應器筒體1的底部設置有進水口2，頂部設置有排氣口3；為了使進水均勻，本實施例在所述反應器筒體1內、位于所述進水口2上方處設置有布水器18。

在所述反應器筒體1的上部設置有亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)4，在所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)4內設置有第一填料組件5，所述第一填料組件5為無紡布填料；在所述第一填料組件5的表面內層附著有厭氧氨氧化菌，在所述第一填料組件5的表面外層附著有亞硝化菌；本實施例在所述第一填料組件5上設置有曝氣通道11，所述曝氣通道11沿豎直方向設置，本實施例中所述曝氣通道11設置有三個，如圖4和圖5所示。在所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)4的頂端設置有膜組件8，本實施例中所述膜組件8覆蓋所述反應器筒體1的橫截面設置，與所述膜組件8的出水側連通設置有出水口10；在所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)4內且位于所述第一填料組件5的下方設置有曝氣裝置；所述曝氣裝置的出氣孔9設置有三個，所述三個出氣孔9分別位于所述三個曝氣通道11的下方；本實施例中所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)4的高度與所述反應器筒體1的直徑之比為1:1-1:2；在所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)4的上部且位于所述膜組件8的下方的反應器筒體1上設置有回流口17。

在所述第一填料組件5和所述膜組件8之間設置有第一三相分離器，所述第一三相分離器包括三組分離板。每組分離板包括導向板12和擋流板13；其中，所述導向板12和擋流板13均傾斜設置，在所述導向板12和擋流板13之前形成流體通道14，所述流體通道14沿豎直方向由下向上逐漸收縮，且所述擋流板13的上端所在的反應器筒體1橫截面位于所述導向板12所在的反應器筒體1橫截面的上方；所述三組分離板的擋流板13的上端點均勻分布在所述反應器筒體1的橫截面上；所述三組分離板與所述三個曝氣通道11一一對應設置，每組所述分離板的導向板12設置在對應的所述曝氣通道11的正上方。

本實施例中所述導向板12與水平方向的夾角為40度；所述擋流板13與水平方向的夾角為50度；所述導向板12的上端與所述擋流板13上端之間的垂直距離為10cm。

在所述反應器筒體1的下部設置有反硝化區(qū)6；在所述反硝化區(qū)6設置有附著有反硝化菌的第二填料組件7，所述第二填料組件7采用BF填料。

本實施例在所述反硝化區(qū)6和所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)4之間還設置有第二三相分離器；所述第二三相分離器包括:位于下部的第一擋板15，所述第一擋板15呈圓臺形且沿所述反應器筒體1的圓周方向設置，所述第一擋板15沿豎直方向由上到下逐漸收縮，在所述第一擋板15的中心位置設置有水流通孔；位于所述第一擋板15上方的第二擋板16，所述第二擋板16呈尖端朝向所述反應器筒體1設置的圓錐形，所述第二擋板16的上端與所述反應器筒體1的內壁面之間設置有水流間隙；所述第一擋板15和第二擋板16之間形成連通所述水流通孔和所述水流間隙的通道。所述曝氣裝置的所述三個出氣孔9分布在所述第二擋板16的頂端邊緣處。作為優(yōu)選的實施方式，在所述第一擋板15上且靠近所述第一擋板15的上端處分布有濾孔，所述濾孔的孔徑為2-4mm，以避免廢水在該處留存。

本發(fā)明中所述全程自養(yǎng)脫氮反應器的啟動方法同實施例1。

使用本實施例中所述的全程自養(yǎng)脫氮反應器進行脫氮處理的工藝，包括如下步驟：

(1)廢水中硝態(tài)氮的濃度為小于10mg/L；氨氮的濃度為800-850mg/L；廢水在所述反硝化區(qū)6進行反硝化處理，廢水在所述反硝化區(qū)6的停留時間為5h；

完成反硝化處理后的廢水再升至所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)4進行亞硝化-厭氧氨氧化處理；利用所述曝氣裝置對廢水進行曝氣，曝氣量為4.4±0.4L/min(氣體體積為標準大氣壓下體積)；控制所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)4內廢水的pH值為7.5-8.0，溶解氧濃度為1mg/L以下；廢水在所述亞硝化-厭氧氨氧化區(qū)4的停留時間為5h；

完成亞硝化-厭氧氨氧化處理的廢水中的一部分通過所述回流口17回流至所述進水口2，回流比為1:3，作為可選擇的實施方式，回流比可選擇1:4-2:5。

(2)經所述膜組件8過濾后的出水經由所述出水口10排出。對本實施例中的回流口17排出的出水進行檢測，氨氮的濃度為12mg/L以下，水質潔凈。

對比例

本對比例提供的全程自養(yǎng)脫氮反應器同實施例1，唯一區(qū)別在于本對比例中的反應器未設置所述第一三相分離器。

本對比例中的全程自養(yǎng)脫氮反應器的啟動方法和脫氮工藝同實施例1，所處理的廢水也同實施例1。

對所述回流口17排出的出水進行檢測，其中氨氮的濃度為25-28mg/L，其氨氮脫除效率低于實施例1，由此可見本發(fā)明通過設置所述第一三相分離器，可增強水質的凈化效果。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以權利要求為準。