本發(fā)明涉及一種水處理設(shè)備及處理工藝，,特別是涉及一種集生化、沉淀、污泥回流、混合液回流于一體的整體生化反應(yīng)器(integral biological reactor，簡(jiǎn)稱IBR反應(yīng)器)的廢水處理一體化設(shè)備及處理工藝。

背景技術(shù)：

隨著人們對(duì)環(huán)保要求的不斷提高，原來(lái)的焦化、煤氣化、合成氨等行業(yè)對(duì)氨氮的排放標(biāo)準(zhǔn)也隨著發(fā)展進(jìn)一步地提高，對(duì)總氮排放也提出了要求，一般要求氨氮的排放標(biāo)準(zhǔn)為5mg/L，總氮的排放標(biāo)準(zhǔn)為15mg/L。目前，大多采用兩級(jí)A/O((缺氧/好氧)和沉淀工藝，該工藝流程長(zhǎng)，動(dòng)力設(shè)備多，占地面積大，運(yùn)行費(fèi)用高。因此，急需一種安全的、低成本、低運(yùn)行費(fèi)用的設(shè)備來(lái)滿足這個(gè)要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對(duì)已有技術(shù)中存在的缺陷,提供一種IBR反應(yīng)器的廢水處理一體化設(shè)備及處理工藝。本發(fā)明包括:A/O(缺氧/好氧)生化池、反應(yīng)和釋氣池、沉淀池四個(gè)部分，A/O生化池分為A池、O池，其特征在于所述沉淀池置于A池和O池之間，自然地將A/O系統(tǒng)分開(kāi)，A池設(shè)有廢水進(jìn)水口、混合液回流口，A池底部設(shè)有與O池連通的管道，A池內(nèi)設(shè)有混合液回流氣提泵、空氣管、攪拌機(jī)，A池的混合液回流口設(shè)有A池計(jì)量堰和A池計(jì)量標(biāo)尺，混合液回流氣提泵的進(jìn)水口設(shè)置在O池的出水口，混合液回流氣提泵出水口經(jīng)管道與A池計(jì)量堰相連，O池內(nèi)設(shè)有曝氣管、反應(yīng)和釋氣池進(jìn)水氣提泵，反應(yīng)和釋氣池進(jìn)水口設(shè)有計(jì)量堰和計(jì)量標(biāo)尺，反應(yīng)和釋氣池進(jìn)水氣提泵出水口經(jīng)管道與反應(yīng)和釋氣池的進(jìn)水口的連接，反應(yīng)和釋氣池內(nèi)設(shè)有反應(yīng)和釋氣隔板、反應(yīng)和釋氣池的出水口與沉淀池的入水口連接，沉淀池內(nèi)設(shè) 有用于過(guò)濾的斜板管，斜板管沉淀保證了出水的低固體懸浮物，同時(shí)保障了高的污泥濃度，可省去濃縮池。沉淀池的底部設(shè)有污泥回流孔及剩余污泥排放管，沉淀池的出水口設(shè)置在頂部，出水口設(shè)有出水堰。

所述IBR反應(yīng)器為一體式，總高度在6～8m之間，IBR反應(yīng)器為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)。

所述A池為敞開(kāi)口式或半敞口或全封閉式，泥水混合采用機(jī)械攪拌，攪拌機(jī)械為立式攪拌機(jī)或潛水式攪拌機(jī)。

所述O池為敞開(kāi)口式，設(shè)有泡沫擋墻或不設(shè)置，曝氣管為穿孔曝氣管，曝氣孔徑5～8mm，斜向下45度交錯(cuò)排列。

所述沉淀池為多斗式重力排泥結(jié)構(gòu)，泥斗傾角為60°。

所述混合液回流量依靠混合液回流氣提泵調(diào)節(jié)空氣量來(lái)實(shí)現(xiàn)混合液回流。

所述反應(yīng)和釋氣池進(jìn)水氣提泵的流量為進(jìn)水量的3～5倍。

本發(fā)明還提供一種IBR反應(yīng)器的廢水處理一體化設(shè)備的處理工藝，包括下列步驟：

(1)原水經(jīng)進(jìn)水管進(jìn)入A池，將有機(jī)高分子物質(zhì)水解為易生化除解的小分子物質(zhì)，反硝化菌利用有機(jī)物將硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)鈦?lái)脫除總氮；

(2)將經(jīng)步驟(1)處理的脫除硝態(tài)氮但仍含有氨氮的廢水送入O池利用硝化自氧菌將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，或去除有機(jī)廢水的有機(jī)物主體；

(3)污泥回流及混合液回流：沉淀池的污泥通過(guò)重力自流進(jìn)入A池來(lái)實(shí)現(xiàn)污泥回流，再由A池重力自流進(jìn)入O池，從O池通過(guò)混合液回流氣提泵使污泥大比例的回流，使整個(gè)系統(tǒng)的生物量增加；

(4)O池的反應(yīng)和釋氣池進(jìn)水氣提泵提升廢水到反應(yīng)和釋氣池，經(jīng)反應(yīng)和釋氣池多級(jí)跌水來(lái)釋放氣泡，并投加混凝劑以提高沉淀效果；

(5)通過(guò)沉淀池將污泥回流到A池并進(jìn)行泥水分離。

所述步驟(3)混合液回流量約20～30：1。

所述步驟(5)污泥回流量為3～5：1，污泥濃度可達(dá)到8000～10000mg/L左右。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下：

1.采用多池一體化布置，減小了占地面積，其占地面積僅為傳統(tǒng)的1/3左右；

2.大比例的污泥回流保障了進(jìn)入A池的回流污泥量，也使整個(gè)系統(tǒng)的生物量增加，污泥濃度是傳統(tǒng)活性污泥法的2～3倍，生化池容積減少1/2左右，降低了土建造價(jià)；

3.大比例的混合液回流保證了總氮脫除率在90％以上，也增強(qiáng)了抗毒性物質(zhì)的沖擊能力，允許進(jìn)水的毒性物質(zhì)濃度比傳統(tǒng)活性污泥法提高3倍左右；

4采用斜管沉淀池提高了沉淀效率，減小了沉淀池池容，也省掉了污泥濃縮系統(tǒng)；

5.用多泥斗排泥代替?zhèn)鹘y(tǒng)的刮泥機(jī)，減少了機(jī)電設(shè)備費(fèi)用和能耗；

6.采用穿孔管曝氣有效防止泡沫產(chǎn)生，設(shè)備成本低，易于維護(hù)；

7.污泥和混合液回流都通過(guò)氣提泵來(lái)實(shí)現(xiàn)而不是傳統(tǒng)的離心泵，減少了機(jī)電設(shè)備的費(fèi)用和動(dòng)力消耗；

8.污泥和混合液回流通過(guò)計(jì)量堰和計(jì)量標(biāo)尺計(jì)量，減少了儀表的費(fèi)用。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的工藝流程框圖；

圖2是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1進(jìn)水口、2出水口、3空氣管、4剩余污泥排放管、5混合液回流氣提泵、6攪拌機(jī)、7斜板管、8出水堰、9A池計(jì)量堰、10A池計(jì)量標(biāo)尺、11曝氣管、12反應(yīng)和釋氣池進(jìn)水氣提泵、13反應(yīng)和釋氣隔板、14污泥回流口、15A池、16O池、17反應(yīng)和釋氣池、18沉淀池、19計(jì)量堰、20計(jì)量標(biāo)尺、21-AO池連通管。

具體實(shí)施方式

參見(jiàn)圖1、圖2，本實(shí)施例由A/O生化池、反應(yīng)和釋氣池17、沉淀池18四個(gè)部分組成。本實(shí)施例為一體式結(jié)構(gòu)，總高度在6～8m之間，本實(shí)施例為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)的材質(zhì)采用碳鋼防腐、SS304、SS316等不銹鋼材料。

A/O生化池分為A池15、O池16，沉淀池18置于A池15和O池16之間，自然地將A/O系統(tǒng)分開(kāi)，A池15為敞開(kāi)口式或半敞口或全封閉式，本實(shí)施例為敞開(kāi)口式。A池15設(shè)有廢水進(jìn)水口1、混合液回流口，A池15底部設(shè)有與O池16連通的管道，A池15內(nèi)設(shè)有混合液回流氣提泵5、空氣管3、攪拌機(jī)6，泥水混合采用機(jī)械攪拌，攪拌機(jī)械為立式攪拌機(jī)或潛水式攪拌機(jī)。本實(shí)施例為潛水式攪拌機(jī)。A池15的混合液回流口設(shè)有A池計(jì)量堰9和A池計(jì)量標(biāo)尺10，廢水通過(guò)進(jìn)水口1首先進(jìn)入A池，再通過(guò)A池15與O池16的底部連通管依靠重力自流進(jìn)入O池16，混合液回流氣提泵5的進(jìn)水口設(shè)置在O池16的出水口，混合液回流氣提泵5出水口經(jīng)管道與A池計(jì)量堰19相連。混合液回流量由混合液回流氣提泵5調(diào)節(jié)空氣量來(lái)實(shí)現(xiàn)，混合液回流量為20～30：1。

O池16內(nèi)設(shè)有曝氣管11、反應(yīng)和釋氣池進(jìn)水氣提泵12，反應(yīng)和釋氣池17進(jìn)水口設(shè)有計(jì)量堰19和計(jì)量標(biāo)尺20，反應(yīng)和釋氣池進(jìn)水氣提泵12出水口經(jīng)管道與反應(yīng)和釋氣池17的進(jìn)水口的連接，反應(yīng)和釋氣池17內(nèi)設(shè)有反應(yīng)和釋氣隔板13、反應(yīng)和釋氣池17的出水口與沉淀池18的入水口連接。O池16為敞開(kāi)口式，設(shè)有泡沫擋墻或不設(shè)置，本實(shí)施例不設(shè)泡沫擋墻。曝氣管11為穿孔曝氣管，曝氣管11位于水下7m，其有效水深大大提高了穿孔曝氣管11的溶氧效率，一般可達(dá)到18％以上。曝氣管11的曝氣孔徑5～8mm，斜向下45度交錯(cuò)排列。

廢水在O池16中進(jìn)行硝化和有機(jī)物降解。O池末端的含有大量硝酸鹽的混合液經(jīng)混合液回流氣提泵5提升經(jīng)過(guò)A池計(jì)量標(biāo)尺10和A池計(jì)量堰9計(jì)量后進(jìn)入A池15，在A池15中微生物利用廢水中的有機(jī)物對(duì)硝酸鹽進(jìn)行反硝 化，O池16末端出水由反應(yīng)和釋氣池進(jìn)水氣提泵12提升進(jìn)入反應(yīng)和釋氣池17。沉淀池18內(nèi)設(shè)有用于過(guò)濾的斜板管7，沉淀池18的底部設(shè)有污泥回流孔14及剩余污泥排放管4，剩余污泥通過(guò)剩余污泥管4排放至污泥處理系統(tǒng)。沉淀池18的出水口2設(shè)置在沉淀池18的頂部，出水口2設(shè)有出水堰8。沉淀池18為多斗式重力排泥結(jié)構(gòu)，泥斗傾角為60°。沉淀池18的污泥通過(guò)重力自流進(jìn)入A池15來(lái)實(shí)現(xiàn)污泥回流，來(lái)自A池15的污泥混合液依靠重力自流進(jìn)入O池16，本實(shí)施例沉淀池18的液位最高，其次是A池15，O池16的液位最低。O池16出水進(jìn)入反應(yīng)和釋氣池17，O池16的混合液進(jìn)入A池15都需要提升，本發(fā)明采用的氣提泵來(lái)實(shí)現(xiàn)這兩步提升，氣提泵比一般的水泵成本低，動(dòng)力消耗低。

本實(shí)施例的處理工藝包括下列步驟：

(1)原水經(jīng)進(jìn)水管的進(jìn)水口1進(jìn)入A池15將有機(jī)高分子物質(zhì)水解為易生化除解的小分子物質(zhì)，反硝化菌利用有機(jī)物將硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)鈦?lái)脫除總氮；

(2)將經(jīng)步驟(1)處理的脫氮廢水送入O池16，利用硝化自氧菌將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮；對(duì)于于有機(jī)廢水，O池16去除的有機(jī)物的主體。O池采用穿孔曝氣，7m的有效水深大大提高了穿孔曝氣管的溶氧效率，一般可達(dá)到18％以上；

(3)污泥回流及混合液回流：沉淀池18的污泥通過(guò)重力自流進(jìn)入A池15來(lái)實(shí)現(xiàn)污泥回流，再由A池15重力自流進(jìn)入O池16，由于沉淀系統(tǒng)的液位最高，其次是A池，O池的液位最低。O池出水進(jìn)入沉淀系統(tǒng)，O池混合液進(jìn)入A池都需要提升，從O池16通過(guò)混合液回流氣提泵5使污泥大比例的回流，使整個(gè)系統(tǒng)的生物量增加，混合液回流量約20～30：1；

(4)O池16的反應(yīng)和釋氣池進(jìn)水氣提泵12提升廢水到反應(yīng)和釋氣池17，經(jīng)反應(yīng)和釋氣池17多級(jí)跌水來(lái)釋放氣泡，并投加混凝劑，為提高沉 淀效果；

(5)通過(guò)沉淀池18將污泥回流到A池15，污泥回流量為3～5：1，污泥濃度可達(dá)到8000～10000mg/L左右；

(6)通過(guò)沉淀池18將泥水分離。

O池16出水經(jīng)氣提泵提升至沉淀系統(tǒng)，為防止出水夾氣影響沉淀效果，可在沉淀池前設(shè)置反應(yīng)和釋氣隔板13，水流通過(guò)多級(jí)跌水來(lái)釋放氣泡，為提高沉淀效果，也可以在反應(yīng)和釋氣隔板13前投加混凝劑，利用反應(yīng)和釋氣隔板13來(lái)達(dá)到反應(yīng)的目的。

為準(zhǔn)確計(jì)量污泥的回流量，可以在隔板反應(yīng)的前段設(shè)置三角堰或矩形堰，通過(guò)計(jì)量標(biāo)尺來(lái)準(zhǔn)確反應(yīng)進(jìn)入沉淀池的水量。

高效斜板沉淀保證了出水的低SS，同時(shí)保障了高的污泥濃度，可省去濃縮池。