CN101148304B - 一种高效双元生物硝化反应器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种高效双元生物硝化反应器。它由内外两个单元构成，外单元为反应器本体，反应器本体设有升流式反应室、曝气管、曝气头、旋流布水器、排泥管、排渣管、取样口，内单元为污泥沉淀系统，污泥沉淀系统设有沉淀室、循环管、导流筒、挡气板，沉淀室由缓流区挡板、上流区挡板和降流区挡板按水流方向分隔成缓流区、上流区、降流区和溢流区，在降流区挡板的溢流区侧壁上设有溢流堰，出水管从溢流区的溢流堰接出。本发明的优点：1)设置旋流式布水器，布水均匀，保证反应高效；2)反应室与沉淀室分隔，反应室的流态对沉淀室的工况影响较小；3)反应室和沉淀室以循环管沟通，强化基质传递；4)反应器能承受高氨浓度，具有很高的容积转化效率。

Description

一种高效双元生物硝化反应器
技术领域
本发明涉及一种高效双元生物硝化反应器。
背景技术
随着工农业生产的发展和人民生活水平的提高，含氮有机物的排放量急剧增加。二级生物处理工程的陆续上马，有效控制了有机物污染，但出水氨氮较高，依然是一个严重的环境污染源。氮素污染的危害极大，氨进入水体，不但能诱发“富营养化”，造成水生生态系统的紊乱，而且还能消耗溶解氧，造成水体缺氧，影响鱼锶的氧传递，使鱼类致死；与氯气作用生成氯胺，影响氯化消毒处理。
废水脱氮的方法主要有物理法、化学法和生物法。由于种种原因，物理法和化学法的应用受到限制，目前国内外主要采用生物脱氮技术。生物硝化反应可将氨转化为亚硝酸盐或硝酸盐，消除氨对环境的影响。更重要的是，它可与反硝化反应联合，最终使氨转化为氮气。在生物脱氮中，氨氧化通常是整个过程的限速步聚。因此，研究和开发高效硝化反应器具有重要的现实意义。
现有的硝化反应器主要由活性污泥池演变而来，在曝气池充氧过程中，气泡在液相中的停留时间相对较短，容积供氧效率和氧利用率均有待提高；曝气池与二沉池分开设置，污泥回流需消耗动力，并破坏污泥絮体结构，不利于泥水分离。改进反应器结构，可以强化泥、水、气混合，延长氧的传递时间，提高反应器的容积供氧效率和氧利用率；将沉淀室整合于反应器上部，可使污泥通过重力回流至反应室，保持污泥絮体结构。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效双元生物硝化反应器。
它由内外两个单元构成，外单元为反应器本体，反应器本体设有升流式反应室，升流式反应室经外锥筒与外圆筒相连接，外圆筒侧壁上设有排渣管，升流式反应室下设有曝气管、旋流布水器、排泥管，曝气管上设有曝气头，排泥管上设有进水管，升流式反应室侧壁上设有多个取样口，内单元为污泥沉淀系统，污泥沉淀系统设有沉淀室，沉淀室侧壁经内锥筒与循环管相连接，循环管下部渐扩成导流筒，导流筒下方设有挡气板，反应器本体的外锥筒与污泥沉淀系统的内锥筒通过纵向定位卡板固定，沉淀室侧壁上设有沉淀区入口，沉淀室由缓流区挡板、上流区挡板和降流区挡板按水流方向分隔成缓流区、上流区、降流区和溢流区，在降流区挡板的溢流区侧壁上设有溢流堰，出水管从溢流区的溢流堰接出。
所述的旋流布水器呈伞形，由6～12片旋转式梯形板组合而成，旋流布水器母线与水平面夹角α为15～30°，相邻旋转式梯形板之间的投影重合γ为10～50mm，相邻旋转式梯形板之间的缝隙宽度a为5～20mm，旋转式梯形板上端固定在直径为100～500mm的圆形平台上，旋转式梯形板下端固定在反应器内周平台上。所述的曝气管设置于旋流布水器上方，曝气管(22)呈圆环状，4～6个微孔曝气头均匀安装于曝气管圆环上。沉淀室由缓流区挡板、上流区挡板和降流区挡板按水流方向分隔成缓流区、上流区、降流区和溢流区水平宽度之比为1.5∶3∶3.5∶2。缓流区挡板、上流区挡板和降流区挡板为三块轴向平行挡板，并分别与沉淀室侧壁固定，其中缓流区挡板与溢流区挡板顶部均高于出水液面200～300mm，上流区挡板顶部低于液面200～300mm。循环管内径200～250mm，挡气板直径300～400mm，导流筒下沿与挡气板之间的垂直距离为100～200mm。
本发明的优点：1)设置旋流式布水器，布水均匀，保证反应效能；2)反应室与沉淀室分隔，反应室呈全混合流态，沉淀室呈平推流流态，反应室的流态对沉淀室的工况影响较小；3)反应室和沉淀室以循环管沟通，可实现硝化污泥循环，强化基质传递；4)反应器能承受高氨浓度，耐基质和水力负荷冲击，具有很高的容积转化效率。
附图说明
图1是高效双元生物硝化反应器结构示意图；
图2是高效双元生物硝化反应器结构A-A剖视图；
图3是高效双元生物硝化反应器结构B-B剖视图；
图中：法兰1、升流式反应室2、导流筒3、取样口4、循环管5、内锥筒6、纵向定位卡板7、外锥筒8、出水管9、溢流堰10、沉淀室11、外圆筒12、降流区挡板13、升流区挡板14、缓流区挡板15、排渣管16、沉淀区入口17、挡气板18、旋流布水器19、进水管20、排泥管21、曝气管22、曝气头23。
具体实施方式
高效双元生物硝化反应器由内外两个单元构成，外单元为反应器本体，反应器本体设有升流式反应室2，升流式反应室2经外锥筒8与外圆筒12相连接，外圆筒12侧壁上设有排渣管16，升流式反应室2下设有曝气管22、旋流布水器19、排泥管21，曝气管22上设有曝气头23，排泥管21上设有进水管20，升流式反应室2侧壁上设有多个取样口4，内单元为污泥沉淀系统，污泥沉淀系统设有沉淀室11，沉淀室11侧壁经内锥筒6与循环管5相连接，循环管5下部渐扩成导流筒3，导流筒3下方设有挡气板18，反应器本体的外锥筒8与污泥沉淀系统的内锥筒6通过纵向定位卡板7固定，沉淀室11侧壁上设有沉淀区入口17，沉淀室11由缓流区挡板15、上流区挡板14和降流区挡板13按水流方向分隔成缓流区、上流区、降流区和溢流区，在降流区挡板13的溢流区侧壁上设有溢流堰10，出水管9从溢流区的溢流堰10接出。
所述的旋流布水器19呈伞形，由6～12片旋转式梯形板组合而成，旋流布水器19母线与水平面夹角α为15～30°，相邻旋转式梯形板之间的投影重合γ为10～50mm，相邻旋转式梯形板之间的缝隙宽度a为5～20mm，旋转式梯形板上端固定在直径为100～500mm的圆形平台上，旋转式梯形板下端固定在反应器内周平台上。曝气管22设置于旋流布水器19上方，曝气管22呈圆环状，4～6个微孔曝气头23均匀安装于曝气管22圆环上。沉淀室11由缓流区挡板15、上流区挡板14和降流区挡板13按水流方向分隔成缓流区、上流区、降流区和溢流区水平宽度之比为1.5∶3∶3.5∶2。缓流区挡板15、上流区挡板14和降流区挡板13为三块轴向平行挡板，并分别与沉淀室11侧壁固定，其中缓流区挡板15与溢流区挡板13顶部均高于出水液面200～300mm，上流区挡板14顶部低于液面200～300mm。循环管5内径200～250mm，挡气板18直径300～400mm，导流筒3下沿与挡气板18之间的垂直距离为100～200mm。
高效双元生物硝化反应器由钢板构建。接种污泥投加至升流式反应室内。污水通过进水管导入反应室底部，经过旋流布水器均匀分布于整个横截面上，空气通过曝气管从反应器底部引入。在上升气流作用下，污泥悬浮于反应室内。泥水混合液由反应器上部进入沉淀室，依次通过沉淀室上流区、降流区和溢流区，澄清水经溢流堰排出反应器，硝化污泥依靠重力回流至反应室内。

Claims (5)

1.一种高效双元生物硝化反应器，其特征在于：它由内外两个单元构成，外单元为反应器本体，反应器本体设有升流式反应室(2)，升流式反应室(2)经外锥筒(8)与外圆筒(12)相连接，外圆筒(12)侧壁上设有排渣管(16)，升流式反应室(2)下设有曝气管(22)、旋流布水器(19)、排泥管(21)，曝气管(22)上设有曝气头(23)，排泥管(21)上设有进水管(20)，升流式反应室(2)侧壁上设有多个取样口(4)，内单元为污泥沉淀系统，污泥沉淀系统设有沉淀室(11)，沉淀室(11)侧壁经内锥筒(6)与循环管(5)相连接，循环管(5)下部渐扩成导流筒(3)，导流筒(3)下方设有挡气板(18)，反应器本体的外锥筒(8)与污泥沉淀系统的内锥筒(6)通过纵向定位卡板(7)固定，沉淀室(11)侧壁上设有沉淀区入口(17)，沉淀室(11)由缓流区挡板(15)、上流区挡板(14)和降流区挡板(13)按水流方向分隔成缓流区、上流区、降流区和溢流区，在降流区挡板(13)的溢流区侧壁上设有溢流堰(10)，出水管(9)从溢流区的溢流堰(10)接出。
2.根据权利要求1所述的一种高效双元生物硝化反应器，其特征在于：所述的旋流布水器(19)呈伞形，由6～12片旋转式梯形板组合而成，旋流布水器(19)母线与水平面夹角α为15～30°，相邻旋转式梯形板之间的投影重合γ为10～50mm，相邻旋转式梯形板之间的缝隙宽度a为5～20mm，旋转式梯形板上端固定在直径为100～500mm的圆形平台上，旋转式梯形板下端固定在反应器内周平台上。
3.根据权利要求1所述的一种高效双元生物硝化反应器，其特征在于：所述的曝气管(22)设置于旋流布水器(19)上方，曝气管(22)呈圆环状，4～6个微孔曝气头(23)均匀安装于曝气管(22)圆环上。
4.根据权利要求1所述的一种高效双元生物硝化反应器，其特征在于：所述的沉淀室(11)由缓流区挡板(15)、上流区挡板(14)和降流区挡板(13)按水流方向分隔成的缓流区、上流区、降流区和溢流区水平宽度之比为1.5∶3∶3.5∶2。
5.根据权利要求1所述的一种高效双元生物硝化反应器，其特征在于：所述的循环管(5)内径200～250mm，挡气板(18)直径300～400mm，导流筒(3)下沿与挡气板(18)之间的垂直距离为100～200mm。
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