CN102079608A - 双曝气好氧双向回流污泥双污泥过滤区的高效反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种双曝气好氧双向回流污泥双污泥过滤区的高效反应器，它有池体，池体内分成两个区，分别设有第一曝气区、第一污泥过滤区和第二曝气区和第二污泥过滤区，池体内下部池壁上安装下部曝气器、池体内第一曝气区之分隔板上安装上部曝气器，第一污泥过滤区与第一曝气区之下曝气区之间通过第一纵隔板相隔，第一纵隔板与池体下部空隙形成第一污泥回流缝，使第一污泥过滤区与第一曝气区之下曝气区相通；第二曝气区和第一污泥过滤区通过池体的分格隔板的溢流孔相通；第二曝气区之分隔板安装在池体的池壁和第二纵隔板上，第二纵隔板与池体底板有空隙形成第二污泥回流缝，使第二污泥过滤区与第二曝气区之下曝气区相通。

Description

双曝气好氧双向回流污泥双污泥过滤区的高效反应器

技术领域

本发明专利涉及污泥产率低、COD降解高及脱氮高的好氧处理设备，具备污泥浓度高、有机物去除率高、脱氮效率高以及负荷高的特点，处理水通过两个曝气区、两个过滤泥层区后出水，具体地说是双曝气好氧双向回流污泥双污泥过滤区的高效反应器。

背景技术

因氮过量排放所引起的水体富营养化是目前最为关注的环境问题之一，氨氮(总氮)在国家确定的水污染防治重点流域、海域专项规划中成为总量控制指标。我国最新颁布的污水排放标准(GB18917-2002)中的一级标准要求所有排污单位出水氨氮小于5mg/L，总氮(TN)小于15mg/L。由此可见，无论是新建污水厂(站)还是已建污水厂(站)都面临污水脱氮的要求。

氮的生物去除过程比较复杂，涉及硝化、反硝化等多个生物过程。上述每个过程的目的不同，对微生物的组成、基质类型及环境条件的要求也各不相同，如碳源、泥龄、硝酸盐氮、硝化和反硝化容量等。因此，以传统脱氮理论为基础的污水处理工艺普遍存在以下弊端：1、基质竞争使处理效果相对较差。一般城市污水或生活污水的碳源缺乏成为反硝化的限制因素，而碳源又是水处理的去除对象。2、污泥龄不同的矛盾降低了处理效果。硝化菌、反硝化菌及去除COD的微生物的污泥龄及要求的环境各不相同，一般污水处理采用的单污泥系统，微生物的悬浮生长，无法保证它们同时获得最佳的污泥龄并同时在各自最佳的环境中生长。3、传统脱氮工艺通常采用前置反硝化模式，出水硝酸盐浓度和回流消化液中的硝酸盐浓度相同，脱氮靠厌氧环境而抵消了反应器负荷能力。4、剩余污泥量大。因此，降低出水COD、提高脱氮效果，较少污泥量排放，是我国水环境保护的当务之急。本反应器双向回流污泥和污水，在好氧、厌氧、缺氧交替连续运行条件下，通过一碳两用方式解决脱氮问题、污泥剩余量随之减少和低的出水COD，也从根本上解决低C/N城市污水和生活污水脱氮问题。

目前用于有机废水好氧处理的设备很多，用于污水脱氮的工艺也很多，例如：传统脱氮工艺(A/O法、A²/O法、VIP工艺、氧化沟、生物膜法)、反硝化脱氮技术(Dephanox工艺、A2NSBR工艺、SBR法、DAT-IAT工艺)等等。但是作为高负荷具有脱氮功能的连续运行的设备不多，开发稳定运行的高负荷的具有生物脱氮和良好的COD去除率的设备、特别是具有系列化生产能力的设备迫在眉梢。

发明内容

本发明的目的是提供一种双曝气好氧双向回流污泥双污泥过滤区的高效反应器，它能使污水的脱氮作用主要在第一污泥过滤区、第二污泥过滤区发生，碳源的不足可由消耗污泥补充，可充分解决碳源问题和低污泥产量。本发明的反应器具有污泥产量少、有机物容积负荷高、有机物去除率高、脱氮能力强、结构紧凑、制造简单、运行控制容易、占地面积小等优点。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：双曝气好氧双向回流污泥双污泥过滤区的高效反应器，它有池体，池体内分成两个格区，分别设有第一曝气区、第一污泥过滤区和第二曝气区和第二污泥过滤区，在池体一侧设有进水管，进水管进水到第一曝气区，第一曝气区之分隔板与池体侧壁及第一纵隔板连接，第一曝气区通过第一曝气区之分隔板分割为第一曝气区之上曝气区和第一曝气区之下曝气区，第一曝气区之分隔板在池体进水侧与池体对应池壁有间隙使其有过水过气的通道，第一曝气区之分隔板使第一曝气区之下曝气区处于微压状态，池体内下部池壁上安装下部曝气器、池体内第一曝气区之分隔板上安装上部曝气器，第一曝气区之分隔板和第一曝气区的下部曝气器可以促使第一污泥回流缝回流污泥；第一污泥过滤区与第一曝气区之下曝气区之间通过第一纵隔板相隔，第一纵隔板与池体侧壁固定连接，第一纵隔板与池体下部空隙形成第一污泥回流缝，使第一污泥过滤区与第一曝气区之下曝气区相通；第二曝气区和第一污泥过滤区通过池体的分格隔板的溢流孔相通；第二曝气区之分隔板安装在池体的池壁和第二纵隔板上，第二曝气区通过第二曝气区之分隔板分割为第二曝气区之上曝气区、第二曝气区之下曝气区，第二曝气区之分隔板在第二曝气区进水侧与池体侧壁间有间隙使其有过水过气的通道，第二曝气区之分隔板使第二曝气区之下曝气区处于微压状态，第二曝气区之分隔板和第二曝气区的下部曝气器可以促使第二污泥回流缝回流污泥；第二纵隔板安装在池体的侧壁上，第二污泥过滤区与第二曝气区之下曝气区通过隔板相隔，第二纵隔板与池体底板有空隙形成第二污泥回流缝，使第二污泥过滤区与第二曝气区之下曝气区相通；所述的第二污泥过滤区侧壁上分别设有清水出口、排泥管和排空管，第二污泥过滤区中安装有污泥回流器，以便其污泥回流到第一曝气区。第一曝气区的污泥由污泥回流泵和第一污泥过滤区回吸污泥提供；第二曝气区的污泥由溢流孔溢流来的污泥和第二污泥过滤区回吸污泥提供；进水串联反应，实现第一曝气区和第二曝气区的不同生物生长和生化反应。第一污泥过滤区、第二污泥过滤区是不曝气的，泥水在第一污泥过滤区、第二污泥过滤区内是缓流，起到反硝化、浓缩污泥、过滤水和泥水分离作用。第一曝气区之分隔板和第二曝气区之分隔板起着微压和促动水力回吸污泥的作用。第一曝气区、污泥回流缝、第一污泥过滤区、溢流孔与第二曝气区、污泥回流缝、第二污泥过滤区的流线可以是顺直布置，也可以是回转的两格布置。第一分隔板、第二分隔板与池体的连接是可拆卸连接。

本发明的有益效果是复杂的污泥菌种种类和高污泥浓度及分区控制：第一曝气区的污泥菌种来自第一污泥过滤区、第二污泥过滤区，在高负荷和曝气作用下发生生化反应，第二曝气区的污泥菌种来自第一污泥过滤区、第二污泥过滤区，在低负荷和曝气作用下发生生化反应，泥水通过第一污泥过滤区、第二污泥过滤区发生厌氧和缺氧反应，形成复杂的生化过程降解有机物和脱氮；污水经历好氧、缺氧和厌氧过程，COD去除率高、具有脱氮能力。由于第一污泥过滤区、第二污泥过滤区高浓度污泥，第一曝气区和第二曝气区可控制的高浓度污泥，使反应器整体污泥浓度很高；污水的脱氮作用主要在第一污泥过滤区、第二污泥过滤区发生，碳源的不足可由消耗污泥补充，可充分解决碳源问题和实现低污泥产量。

附图说明

图1为本发明的平面结构示意图。

图2为图1中上部曝气平面结构示意图。

图3为图1中下部曝气平面结构示意图。

图4为图2的A-A剖面结构示意图。

图5为图2的B-B剖面结构示意图。

图中进水管1、第一曝气区2、第一曝气区之上曝气区21、第一曝气区之分隔板22、第一曝气区之下曝气区23、第一纵隔板24、曝气器3、曝气器之上部曝气器32、下部曝气器31、第一污泥过滤区4、溢流孔5、第二曝气区6、第二曝气区之上曝气区61、第二曝气区之分隔板62、第二曝气区之下曝气区63、第二纵隔板64、第二污泥过滤区7、清水出口8、放空管9、污泥回流器10、第一污泥回流缝11、第二污泥回流缝12、池体13、排泥管14。

具体实施方式

本发明的双曝气好氧双向回流污泥双污泥过滤区的高效反应器，它有池体13，池体13内分成两个格区，分别设有第一曝气区2、第一污泥过滤区4和第二曝气区6和第二污泥过滤区7，在池体13一侧设有进水管1，进水管1进水到第一曝气区2，第一曝气区之分隔板22与池体13侧壁及第一纵隔板24连接，第一曝气区2通过第一曝气区之分隔板22分割为第一曝气区之上曝气区21和第一曝气区之下曝气区23，第一曝气区之分隔板22在池体13进水侧与池体13对应池壁有间隙使其有过水过气的通道，第一曝气区之分隔板22使第一曝气区之下曝气区23处于微压状态，池体13内下部池壁上安装下部曝气器31、池体13内第一曝气区之分隔板22上安装上部曝气器32，第一曝气区之分隔板22和第一曝气区2的下部曝气器31可以促使第一污泥回流缝11回流污泥；第一污泥过滤区4与第一曝气区之下曝气区23之间通过第一纵隔板24相隔，第一纵隔板24与池体13侧壁固定连接，第一纵隔板24与池体13下部空隙形成第一污泥回流缝11，使第一污泥过滤区4与第一曝气区之下曝气区23相通；第二曝气区6和第一污泥过滤区4通过池体13的分格隔板的溢流孔5相通；第二曝气区之分隔板62安装在池体13的池壁和第二纵隔板64上，第二曝气区6通过第二曝气区之分隔板62分割为第二曝气区之上曝气区61、第二曝气区之下曝气区63，第二曝气区之分隔板62在第二曝气区6进水侧与池体13侧壁间有间隙使其有过水过气的通道，第二曝气区之分隔板62使第二曝气区之下曝气区63处于微压状态，第二曝气区之分隔板62和第二曝气区6的下部曝气器31可以促使第二污泥回流缝12回流污泥；第二纵隔板64安装在池体13的侧壁上，第二污泥过滤区7与第二曝气区之下曝气区63通过隔板64相隔，第二纵隔板64与池体13底板有空隙形成第二污泥回流缝12，使第二污泥过滤区7与第二曝气区之下曝气区63相通；所述的第二污泥过滤区7侧壁上分别设有清水出口8、排泥管14和排空管9，第二污泥过滤区7中安装有污泥回流器10，以便其污泥回流到第一曝气区2。所述的第一曝气区2的污泥由污泥回流泵10和第一污泥过滤区4回吸污泥提供；第二曝气区6的污泥由溢流孔5溢流来的污泥和第二污泥过滤区7回吸污泥提供；进水串联反应，实现第一曝气区2和第二曝气区6的不同生物生长和生化反应。所述的第一污泥过滤区4、第二污泥过滤区7是不曝气的，泥水在第一污泥过滤区4、第二污泥过滤区7内是缓流，起到反硝化、浓缩污泥、过滤水和泥水分离作用。所述的第一曝气区之分隔板22和第二曝气区之分隔板62起着微压和促动水力回吸污泥的作用。所述的第一曝气区2、污泥回流缝11、第一污泥过滤区4、溢流孔5与第二曝气区6、污泥回流缝12、第二污泥过滤区7的流线可以是顺直布置，也可以是回转的两格布置。所述的第一分隔板22、第二分隔板62与池体13的连接是可拆卸连接。

本发明的工艺流程为：水流程为进水管1连续进水到第一曝气区2，然后通过第一污泥回流缝11进入第一污泥过滤区4，泥水分离处理后通过溢流孔5流入第二曝气区6，然后通过第二污泥回流缝12进入第二污泥过滤区7，泥水分离处理的清水通过清水出口8排出；污泥流程分成两段：第一段污泥回流泵10和第一污泥过滤区4回吸污泥提供污泥第一曝气区2反应后流入第一污泥过滤区4，实现分离的污泥过剩后由排泥管14将剩余污泥排除；第二段第一污泥过区4溢流来的污泥和第二污泥过滤区7回吸污泥进入第二曝气区6，反应后流入第二污泥过滤区7，实现分离的污泥过剩后由排泥管14将剩余污泥排除。

本发明包括第一曝气区2、第一污泥过滤区4、污泥回流缝11、溢流孔5、第二曝气区6、第二污泥过滤区7、第二污泥回流缝12、回流器10和曝气器3，统一放置在一个池体13内。第一曝气区2和第二曝气区6污泥负荷不同，实现不同的好氧反应条件；第一污泥过滤区4和第二污泥过滤区7在不曝气的条件下，消耗掉从曝气池来水的氧气后进行缺氧和厌氧反应；第一污泥回流缝11、第二污泥回流缝12、回流器10和溢流孔5提供曝气区的混合污泥条件；第一分隔板22、第二分隔板62增强曝气区的水力梯度，并形成微压条件增强污泥回吸能力；污水的流线得到高去除有机物和氮的优质的出水。池型布置可以是两池体如本专利图所示，也可以是直线型的串联两池布置。

本发明的隔板和曝气器设置是依据本发明反应器设置具体实施的，附图1～5仅为其中实施例之一。

本发明制造时，第一分隔板22、第二分隔板62与池体13是可拆卸安装，以便下部曝气器31安装及维修；曝气器的安装一定充分考虑水的环流条件和通过污泥回流缝第一污泥回流缝11、第二污泥回流缝12回吸污泥能力。本发明符合两个曝气区、两个污泥过滤区、曝气区的污泥是由两个污泥过滤区提供的混合泥种的流态关系的高浓度污泥的反应器即为双曝气好氧双向回流污泥双污泥过滤区的高效反应器。本发明未详述内容为公知技术。

Claims (6)

1.双曝气好氧双向回流污泥双污泥过滤区的高效反应器，它有池体(13)，其特征在于池体(13)内分成两个格区，分别设有第一曝气区(2)、第一污泥过滤区(4)和第二曝气区(6)和第二污泥过滤区(7)，在池体(13)一侧设有进水管(1)，进水管(1)进水到第一曝气区(2)，第一曝气区之分隔板(22)与池体(13)侧壁及第一纵隔板(24)连接，第一曝气区(2)通过第一曝气区之分隔板(22)分割为第一曝气区之上曝气区(21)和第一曝气区之下曝气区(23)，第一曝气区之分隔板(22)在池体(13)进水侧与池体(13)对应池壁有间隙使其有过水过气的通道，第一曝气区之分隔板(22)使第一曝气区之下曝气区(23)处于微压状态，池体(13)内下部池壁上安装下部曝气器(31)、池体(13)内第一曝气区之分隔板(22)上安装上部曝气器(32)，第一曝气区之分隔板(22)和第一曝气区(2)的下部曝气器(31)可以促使第一污泥回流缝(11)回流污泥；第一污泥过滤区(4)与第一曝气区之下曝气区(23)之间通过第一纵隔板(24)相隔，第一纵隔板(24)与池体(13)侧壁固定连接，第一纵隔板(24)与池体(13)下部空隙形成第一污泥回流缝(11)，使第一污泥过滤区(4)与第一曝气区之下曝气区(23)相通；第二曝气区(6)和第一污泥过滤区(4)通过池体(13)的分格隔板的溢流孔(5)相通；第二曝气区之分隔板(62)安装在池体(13)的池壁和第二纵隔板(64)上，第二曝气区(6)通过第二曝气区之分隔板(62)分割为第二曝气区之上曝气区(61)、第二曝气区之下曝气区(63)，第二曝气区之分隔板(62)在第二曝气区(6)进水侧与池体(13)侧壁间有间隙使其有过水过气的通道，第二曝气区之分隔板(62)使第二曝气区之下曝气区(63)处于微压状态，第二曝气区之分隔板(62)和第二曝气区(6)的下部曝气器(31)可以促使第二污泥回流缝(12)回流污泥；第二纵隔板(64)安装在池体(13)的侧壁上，第二污泥过滤区(7)与第二曝气区之下曝气区(63)通过隔板(64)相隔，第二纵隔板(64)与池体(13)底板有空隙形成第二污泥回流缝(12)，使第二污泥过滤区(7)与第二曝气区之下曝气区(63)相通；所述的第二污泥过滤区(7)侧壁上分别设有清水出口(8)、排泥管(14)和排空管(9)，第二污泥过滤区(7)中安装有污泥回流器(10)，以便其污泥回流到第一曝气区(2)。

2.根据权利要求1所述的双曝气好氧双向回流污泥双污泥过滤区的高效反应器，其特征在于第一曝气区(2)的污泥由污泥回流泵(10)和第一污泥过滤区(4)回吸污泥提供；第二曝气区(6)的污泥由溢流孔(5)溢流来的污泥和第二污泥过滤区(7)回吸污泥提供；进水串联反应，实现第一曝气区(2)和第二曝气区(6)的不同生物生长和生化反应。

3.根据权利要求1所述的双曝气好氧双向回流污泥双污泥过滤区的高效反应器，其特征在于第一污泥过滤区(4)、第二污泥过滤区(7)是不曝气的，泥水在第一污泥过滤区(4)、第二污泥过滤区(7)内是缓流，起到反硝化、浓缩污泥、过滤水和泥水分离作用。

4.根据权利要求1所述的双曝气好氧双向回流污泥双污泥过滤区的高效反应器，其特征在于第一曝气区之分隔板(22)和第二曝气区之分隔板(62)起着微压和促动水力回吸污泥的作用。

5.根据权利要求1所述的双曝气好氧双向回流污泥双污泥过滤区的高效反应器，其特征在于第一曝气区(2)、污泥回流缝(11)、第一污泥过滤区(4)、溢流孔(5)与第二曝气区(6)、污泥回流缝(12)、第二污泥过滤区(7)的流线可以是顺直布置，也可以是回转的两格布置。

6.根据权利要求1所述的双曝气好氧双向回流污泥双污泥过滤区的高效反应器，其特征在于第一分隔板(22)、第二分隔板(62)与池体(13)的连接是可拆卸连接。

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