專利名稱：疊加式污水生化反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種污水生物處理一體化裝置，用以處理含有機(jī)污染物的污水，具體的說(shuō)是一種疊加式污水生化反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
人類社會(huì)生產(chǎn)生活所產(chǎn)生的大量污水中，主要含有機(jī)污染物，需要經(jīng)過(guò)有效處理方可排放或回用。目前污水處理的各種方法中，以經(jīng)濟(jì)、高效的生物處理方法為主，可分為厭氧及好氧兩大類。厭氧生物處理方法的優(yōu)點(diǎn)是能耗低、污泥產(chǎn)量少、負(fù)荷高、可回收沼氣能源、可用于難降解有機(jī)廢水，缺點(diǎn)是對(duì)環(huán)境條件要求高、出水很難達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)；好氧生物處理方法的優(yōu)點(diǎn)是出水水質(zhì)好、環(huán)境要求不高，缺點(diǎn)是能耗大、污泥產(chǎn)量大、負(fù)荷低。對(duì)于較高濃度有機(jī)廢水，采用厭氧+好氧的處理方法已是首選，關(guān)鍵在于反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與改進(jìn)，采用更為高效的厭氧、好氧工藝，同時(shí)謀求使厭氧、好氧工藝達(dá)到經(jīng)濟(jì)與質(zhì)量的最優(yōu)點(diǎn)，在成本節(jié)約的同時(shí)使出水水質(zhì)提高。
良好的生物固體截留能力和水力混合條件是高效厭氧反應(yīng)器有效運(yùn)行的兩個(gè)基本條件。傳統(tǒng)的厭氧反應(yīng)器往往水力混合不充分，造成死區(qū)較多，有效容積較小。內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器的出現(xiàn)，很好的解決了水力混合的問(wèn)題，但該反應(yīng)器也有其缺點(diǎn)，內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器的第一反應(yīng)室效率很高，但第二反應(yīng)室效率卻低很多，又因?yàn)閮?nèi)循環(huán)形成條件的制約，必須建造第二反應(yīng)室，且需要安裝兩套氣液收集器用于截留厭氧污泥，使第二反應(yīng)室不能得到充分利用。內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器要求進(jìn)水流速很大，厭氧污泥即使是沉降性很好的顆粒污泥也容易被沖出，造成反應(yīng)器中的污泥流失，嚴(yán)重影響處理效率。
相比傳統(tǒng)好氧工藝，曝氣生物濾池(biological aerated filter)簡(jiǎn)稱BAF，具有去除SS、COD、BOD5、硝化、脫氮的作用。該工藝有機(jī)物容積負(fù)荷高、水力負(fù)荷大、水力停留時(shí)間短、所需基建投資少、能耗及運(yùn)行成本低，同時(shí)該工藝出水水質(zhì)高。但曝氣生物濾池對(duì)施工要求高，組件安裝復(fù)雜，特別是對(duì)進(jìn)水的預(yù)處理要求很高，進(jìn)水不能含有較高的SS，否則容易造成堵塞，如果反沖洗頻繁則對(duì)生物膜損傷較大，影響出水水質(zhì)。
通常厭氧、好氧反應(yīng)器都是放置在不同的位置，而當(dāng)今資源、能耗、占地問(wèn)題目益突出，因此開(kāi)發(fā)容積小、投資少、占地省、運(yùn)行穩(wěn)定的污水處理技術(shù)十分必要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，就是要設(shè)計(jì)一種能夠達(dá)到上述要求并解決上述問(wèn)題的厭氧與好氧的復(fù)合式反應(yīng)器，在厭氧段具有很好的水力混合條件和良好的生物固體截留能力，同時(shí)結(jié)合先進(jìn)的好氧工藝，使反應(yīng)器簡(jiǎn)單緊湊且出水水質(zhì)高。
本發(fā)明疊加式污水生化反應(yīng)器，為豎立的圓柱體或長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，由厭氧、好氧上下兩個(gè)反應(yīng)室及頂部的氣液分離器組成，其中厭氧反應(yīng)室包括進(jìn)水管、進(jìn)氣管、第一布水器、內(nèi)回流管、氣液收集器和污泥過(guò)濾床；進(jìn)水管與進(jìn)氣管設(shè)置在罐體的底部；第一布水器設(shè)置在罐體底部高于進(jìn)水管的位置；氣液收集器設(shè)置在罐體的中部；污泥過(guò)濾床處于氣液收集器上部、好氧反應(yīng)室下部；第一布水器與氣液收集器之間的空腔為厭氧顆粒污泥膨脹床反應(yīng)室；好氧反應(yīng)室包括第二布水器、曝氣管、沖洗管、多顆粒級(jí)配活性填料、出水管、出水槽、提升管；第二布水器設(shè)在好氧反應(yīng)室底部，多顆粒級(jí)配活性填料設(shè)在第二布水器之上，曝氣管由罐體外通入多顆粒級(jí)配活性填料底部，沖洗管由罐體外分別通入第二布水器下部以及污泥過(guò)濾床下部，出水槽設(shè)在罐體的上部，出水槽與多顆粒級(jí)配活性填料之間的空腔為出水區(qū)，出水管與出水槽連通并伸出罐體；提升管穿過(guò)好氧反應(yīng)室，其底部與氣液收集器頂部連通，其上部插入氣液分離器且其端口高于氣液分離器底部。本反應(yīng)器出水可直接排放或回用。
本發(fā)明的工作原理在疊加式污水生化反應(yīng)器的厭氧反應(yīng)室中，原水與氣液分離器收集的沼氣同時(shí)由泵打入反應(yīng)器底部，與氣液分離器回流下來(lái)的泥水充分混合后經(jīng)第一布水器均勻布水進(jìn)入?yún)捬躅w粒污泥膨脹床反應(yīng)室?；旌弦荷仙骱蛥捬醴磻?yīng)產(chǎn)生沼氣的劇烈擾動(dòng)使該反應(yīng)區(qū)內(nèi)污泥呈膨脹和流化狀態(tài)，加強(qiáng)了泥水的混合接觸，傳質(zhì)的限制因素很小，使污泥保持很高的活性，形成沉降性能良好的厭氧顆粒污泥。厭氧反應(yīng)產(chǎn)生的沼氣及從進(jìn)氣管充入的沼氣攜帶反應(yīng)室中的泥水向上提升，經(jīng)氣液收集器匯集至提升管后進(jìn)入氣液分離器，在氣液分離器內(nèi)大量沼氣微小氣泡會(huì)聚成大氣泡后從泥水中脫離；不含沼氣的泥水由于比重增大且液位較高，因此可經(jīng)內(nèi)回流管降至反應(yīng)器底部；如此內(nèi)循環(huán)使泥水達(dá)到充分混合的水力條件，使厭氧反應(yīng)的效率大大提高。由于泥水優(yōu)先與沼氣提升至氣液分離器，只要進(jìn)水的整體上升流速不大，則污泥不易從氣液收集器溢出至第二反應(yīng)室，因此沼氣將污泥帶出反應(yīng)器的情況大大減少。另在氣液收集器上部設(shè)置污泥過(guò)濾床，采用中空纖維球形填料對(duì)部分溢出的厭氧污泥進(jìn)行過(guò)濾，中空纖維球形填料不易堵賽且安裝方便，填料上長(zhǎng)出生物膜后可起到有效的污泥截留作用。
當(dāng)厭氧反應(yīng)室出水上升至好氧反應(yīng)室，經(jīng)第二布水器均勻布水后，進(jìn)入多顆粒級(jí)配活性填料區(qū)進(jìn)行曝氣好氧反應(yīng)，填料具有比表面積大、機(jī)械強(qiáng)度高、化學(xué)性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，填料層由下往上顆粒大小與結(jié)構(gòu)都有所不同，填料分層安裝于第二布水器上，目的是為了避免好氧反應(yīng)室污泥增長(zhǎng)過(guò)快導(dǎo)致填料層經(jīng)常堵塞，并采用沖洗管對(duì)填料層進(jìn)行定時(shí)沖洗，脫落的生物膜可被沖出填料層，填料上的生物膜不僅可以去除污水中厭氧反應(yīng)剩余的污染物，還可以起到過(guò)濾懸浮物的作用。生長(zhǎng)由于生物膜外層為好氧微生物，內(nèi)層為兼氧或厭氧微生物，且填料適于世代周期長(zhǎng)的硝化細(xì)菌固著生長(zhǎng)，利于硝化反硝化的進(jìn)行，因此具有很好的脫氮功能。再經(jīng)過(guò)出水區(qū)、出水槽后出水，可排放或回用。厭氧好氧的串聯(lián)反應(yīng)并使出水回流，不僅可以有效的降低進(jìn)水污染物濃度、提高水流上升速度、去除有機(jī)污染物，同時(shí)可起到脫氮的作用。
本發(fā)明疊加式污水生化反應(yīng)器，所述的進(jìn)水管在罐體底部圓心處按一定角度均勻分為多個(gè)相同的支管，使每個(gè)支管的配水條件相同，支管延伸至罐體底部一定位置后安裝出水口，出水口朝向罐體底部圓邊的切線方向，使泥水能夠充分混合。
本發(fā)明疊加式污水生化反應(yīng)器，所述的第一布水器與第二布水器上的布水頭均勻分布在布水器的平面上，使反應(yīng)室的水流均勻上升，布水頭出水口高于布水器底板平面，使出水口不易堵塞；每個(gè)第一布水頭下部對(duì)應(yīng)進(jìn)氣管的一個(gè)出氣口，這樣更加保證每個(gè)第一布水頭都不會(huì)堵塞，且有效達(dá)到三相充分混合的作用。
本發(fā)明疊加式污水生化反應(yīng)器，所述的第一布水頭上部安裝一定傾角的擋板，防治厭氧污泥堆積在布水頭出水口上；所述的第二布水頭上部四周均勻設(shè)有出水縫，便于在第二布水器上安放填料層。
本發(fā)明疊加式污水生化反應(yīng)器具備如下特性(1)厭氧階段良好的水力混合條件和生物固體截留能力，采用沼氣回流和內(nèi)回流的方式形成厭氧顆粒污泥膨脹床，達(dá)到良好的水力混合條件，同時(shí)采用氣液分離器和污泥過(guò)濾床都能夠有效阻止污泥流出。(2)良好的懸浮物去除能力，由于好氧反應(yīng)室采用多顆粒級(jí)配活性填料，有效攔截污水中的細(xì)小懸浮物，使出水十分清澈。(3)高負(fù)荷小體積，占地少，厭氧好氧階段的負(fù)荷都較高，生物活性很強(qiáng)，使系統(tǒng)的容積減小，好氧反應(yīng)室處于厭氧反應(yīng)室上部，且無(wú)需二沉池，因此占地面積大大縮小。(4)具有高效的生物脫氮功能。
四

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意2為進(jìn)水管的安裝示意3為布水器的布水頭布置示意4為第一布水頭的結(jié)構(gòu)示意5為第二布水頭的結(jié)構(gòu)示意圖五具體實(shí)施方式
為進(jìn)一步闡述本發(fā)明，下面對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)說(shuō)明。
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，其包括下部的厭氧反應(yīng)室2、上部的好氧反應(yīng)室3及頂部的氣液分離器4，厭氧反應(yīng)室2、好氧反應(yīng)室3處于同一個(gè)豎立的圓柱形(也可為豎立的長(zhǎng)方體)罐體1中，氣液分離器4設(shè)置在罐體1的頂部，反應(yīng)器底部進(jìn)水，頂部出水，厭氧、好氧反應(yīng)室疊加放置，占地節(jié)約。
其中，厭氧反應(yīng)室包括進(jìn)水管5、進(jìn)氣管6、第一布水器7、內(nèi)回流管8、氣液收集器9、污泥過(guò)濾床10；進(jìn)水管5與進(jìn)氣管6設(shè)置在罐體1的底部；第一布水器7設(shè)置在罐體1底部高于進(jìn)水管5的位置；內(nèi)回流管8穿過(guò)厭氧2、好氧3兩個(gè)反應(yīng)室，直達(dá)罐體1底部，連接第一布水器7，其上端口與氣液分離器4底部連通；氣液收集器9設(shè)置在罐體1的中部；污泥過(guò)濾床10處于氣液收集器9上部、好氧反應(yīng)室3下部；第一布水器7與氣液收集器9之間的空腔為厭氧顆粒污泥膨脹床反應(yīng)室11。
好氧反應(yīng)室3，包括第二布水器12、曝氣管13、沖洗管14、多顆粒級(jí)配活性填料15、出水管16、出水槽17、提升管18，第二布水器12設(shè)在好氧反應(yīng)室3底部、厭氧反應(yīng)室2頂部、罐體1中上部，多顆粒級(jí)配活性填料15設(shè)于第二布水器12之上，曝氣管13設(shè)在多顆粒級(jí)配活性填料15底部，沖洗管14設(shè)于第二布水器12下部以及污泥過(guò)濾床10下部，出水槽17設(shè)在罐體1的上部，出水槽17與多顆粒級(jí)配活性填料15之間的空腔為出水區(qū)19，出水管16與出水槽17連通；提升管18穿過(guò)好氧反應(yīng)室3，其底部與氣液收集器9頂部連通，其上部插入氣液分離器4且其端口高于氣液分離器4底部。
氣液分離器4的主體為直立圓柱體，其上部設(shè)有沼氣收集口20，底部為倒立圓錐體。
圖2為進(jìn)水管的安裝示意圖，由圖中可見(jiàn)，進(jìn)水管5在罐體1底部圓心處按一定角度分為多個(gè)相同的支管21，每個(gè)支管的出水口朝向罐體1圓邊的切線方向。
圖3為布水器的布水頭布置示意圖，所述的第一布水器7與第二布水器12上的第一布水頭23與第二布水頭25均勻布置在布水器的平面上，且出水口高于布水器底板平面；每一個(gè)第一布水頭23下面都對(duì)應(yīng)布置一個(gè)進(jìn)氣管6的出氣孔。
圖4圖5分別為第一和第二布水頭的結(jié)構(gòu)示意圖，所述的第一布水頭23上部設(shè)有一定傾角的擋板24，所述的第二布水頭25上部四周均勻設(shè)有出水縫。
權(quán)利要求
1.一種疊加式污水生化反應(yīng)器，其特征在于它包括罐體(1)、厭氧反應(yīng)室(2)、好氧反應(yīng)室(3)、氣液分離器(4)，所述厭氧反應(yīng)室(2)和好氧反應(yīng)室(3)分別設(shè)置在罐體(1)內(nèi)的下部和上部，上部設(shè)有沼氣收集口(20)的氣液分離器(4)設(shè)置在罐體(1)的頂部；厭氧反應(yīng)室(2)包括進(jìn)水管(5)、進(jìn)氣管(6)、第一布水器(7)、內(nèi)回流管(8)、氣液收集器(9)和污泥過(guò)濾床(10)；進(jìn)水管(5)與進(jìn)氣管(6)設(shè)置在罐體(1)的底部；第一布水器(7)設(shè)置在罐體(1)底部高于進(jìn)水管(5)的位置；氣液收集器(9)設(shè)置在罐體(1)的中部；污泥過(guò)濾床(10)處于氣液收集器(9)上部、好氧反應(yīng)室(3)下部；第一布水器(7)與氣液收集器(9)之間的空腔為厭氧顆粒污泥膨脹床反應(yīng)室(11)；好氧反應(yīng)室(3)包括第二布水器(12)、曝氣管(13)、沖洗管(14)、多顆粒級(jí)配活性填料(15)、出水管(16)、出水槽(17)、提升管(18)；第二布水器(12)設(shè)在好氧反應(yīng)室(3)底部，多顆粒級(jí)配活性填料(15)設(shè)在第二布水器(12)之上，曝氣管(13)由罐體(1)外通入多顆粒級(jí)配活性填料(15)底部，沖洗管(14)由罐體(1)外分別通入第二布水器(12)下部以及污泥過(guò)濾床(10)下部，出水槽(17)設(shè)在罐體(1)的上部，出水槽(17)與多顆粒級(jí)配活性填料(15)之間的空腔為出水區(qū)(19)，出水管(16)與出水槽(17)連通并伸出罐體(1)；提升管(18)穿過(guò)好氧反應(yīng)室(3)，其底部與氣液收集器(9)頂部連通，其上部插入氣液分離器(4)且其端口高于氣液分離器(4)底部。
2.按照權(quán)利要求1所述的疊加式污水生化反應(yīng)器，其特征在于，進(jìn)水管(5)在罐體(1)底部圓心處按一定角度分為多個(gè)相同的支管(21)，每個(gè)支管的出水口朝向罐體(1)圓邊的切線方向。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的疊加式污水生化反應(yīng)器，其特征在于，第一布水器(7)與第二布水器(12)上的第一布水頭(23)與第二布水頭(25)均勻布置在布水器的平面上，且出水口高于布水器底板平面；每個(gè)第一布水頭(23)下面都對(duì)應(yīng)布置一個(gè)進(jìn)氣管(6)的出氣孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的疊加式污水生化反應(yīng)器，其特征在于第一布水頭(23)上部設(shè)有一定傾角的擋板(24)，第二布水頭(25)上部四周均勻設(shè)有出水縫。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種疊加式污水生化反應(yīng)器，是一種適于高有機(jī)污染的一體化污水處理設(shè)備。該反應(yīng)器由厭氧、好氧上下兩個(gè)反應(yīng)室及頂部的氣液分離器組成，厭氧反應(yīng)室包括進(jìn)水管、進(jìn)氣管、第一布水器、內(nèi)回流管、氣液收集器、污泥過(guò)濾床；好氧反應(yīng)室包括第二布水器、曝氣管、沖洗管、多顆粒級(jí)配活性填料、出水槽、出水管、提升管，反應(yīng)器出水可直接排放或回用。本反應(yīng)器由先進(jìn)的厭氧反應(yīng)裝置和高效好氧生物工藝相結(jié)合，具有容積負(fù)荷高，脫氮效果好，占地少，運(yùn)行費(fèi)用省，不需二沉池等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C02F101/30GK101045582SQ20071002110
公開(kāi)日2007年10月3日 申請(qǐng)日期2007年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月28日
發(fā)明者劉波, 汪琦, 閆懂懂, 李睿華, 于鑫, 陳澤智 申請(qǐng)人:南京大學(xué)