CN102424477B - 逆流式移动床生物深度脱氮处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于污水处理设备技术领域，具体涉及一种逆流式移动床生物深度脱氮处理装置。该装置包括反应器，反应器内设有填料腔，填料腔的下部为锥形；填料腔内设有配水系统，配水系统的进水口与进水管连接，进水管的进水口位于反应器的上部；反应器内设有贯穿填料腔的中心气提管，中心气提管的上、下端开口，中心气提管下端开口处设有进气管，中心气提管的顶部设有膜载体分离器，中心气提管的顶部伸入膜载体分离器内；反应器的顶部设有出水堰。本发明的逆流式移动床生物深度脱氮处理装置投资及运行费用低、脱氮效果好，可以连续运行，不进行反冲洗，不会堵塞，运行管理简单。
Description
技术领域
本发明属于污水处理设备技术领域，具体涉及一种逆流式移动床生物深度脱氮处理装置。
背景技术
目前我国仍然面临很多的环境压力，湖泊、水库、近海海域富营养化问题依然突出，污水排放总量仍然持续增加，在节能减排的背景下，COD和氨氮的排放总量虽然呈下降的趋势，但是总氮的排放量还未列入国家的环境状况公报的统计指标，目前的一些行业的国家标准如《合成氨工业水污染物排放标准》（GB 13458-2001）、《啤酒工业水污染物排放标准》（19821-2005）等虽然仅对氨氮的排放做出限制，《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）、《酵母工业水污染物排放标准》（GB 25462-2010）、《淀粉工业水污染物排放标准》（GB 25461-2010）等不仅仅对氨氮而且对总氮都提出了严格的要求，而富营养化问题的解决必须对氨氮和总氮都进行控制。因此不论是城市生活污水还是工业废水对总氮这一指标的控制将会越来越严格。
现今我国城镇生活污水处理基本都采用了具备脱氮除磷功能的A/O、A2/O、氧化沟、CASS等工艺，其处理出水可以达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级B的标准（NH3-N<5mg/L、T-N<15mg/L），而要达到一级A标准（NH3-N<5mg/L、T-N<15mg/L）往往还需后续深度处理，常规的物理化学法深度处理工艺如絮凝沉淀、过滤等处理效果并不十分理想或者投资运行费用过高，低成本的生物深度脱氮可以具备广阔的应用前景；而工业废水的处理工艺多种多样，技术水平更是千差万别，尤其是高浓度的淀粉废水、啤酒废水、制革废水、制药废水等，一般都采用厌氧预处理（UASB、IC、AF等）及常规生化处理，其处理出水应能达到NH3-N<15~25mg/L 、T-N< 30~40mg/L的标准，而在实际工程运行中，工业废水的处理脱氮效果往往不甚理想，因此开发高效低成本的深度生物脱氮技术意义空前。
发明内容
本发明的目的是提供一种实现污水处理与载体清洁相结合的逆流式移动床生物深度脱氮处理装置。
本发明采用以下技术方案：
逆流式移动床生物深度脱氮处理装置，包括反应器，反应器内设有填料腔，填料腔的下部为锥形；填料腔内设有配水系统，配水系统的进水口与进水管连接，进水管的进水口位于反应器的上部；反应器内设有贯穿填料腔的中心气提管，中心气提管的上、下端开口，中心气提管下端开口处设有进气管，中心气提管的顶部设有膜载体分离器，中心气提管的顶部伸入膜载体分离器内；反应器的顶部设有出水堰。
所述膜载体分离器包括外筒，外筒的内壁上设有环状保护圈，外筒内设有第一级挡板，第一级挡板下方的外筒内壁上设有一个或多个向下倾斜的挡板，第一级挡板上方的外筒上设有孔口，外筒上孔口位置处的外侧设有一外壳，外壳的底部设有排泥管。
所述配水系统的下方设有配水反射锥。
所述配水系统为环状、指状或枝状，配水系统的出水口朝下开孔。
所述填料腔的底部设有排空管。
进气管的出口处延伸至中心气提管下端开口内1-2cm，进气管的进口位于反应器的顶部，有效防止填料回吸。
本发明中的反应器可以为圆形，也可以为方形，反应器可以并联或串联设置。
本发明的逆流式移动床生物深度脱氮处理装置使用时，污水由进水管进入配水系统，由朝下的出水口排出，污水经配水反射锥作用下改变流动方向向上流动，通过填充有载体的填料腔，污水通过载体的过程中经配附在载体上的微生物降解，进行硝化或反硝化，处理之后的污水继续上升，最终由出水堰收集并由排水管排出；随着硝化与反硝化的不断进行，载体表面老化的生物膜需要进行清洗，此时进气管提供载体流动的动力，使载体进入中心气提管内，载体在中心气提管内与气泡、管壁发生强烈碰撞，中心气提管内的高速气流初步将生物膜从载体上分离，最终生物膜和载体被提升进入膜载体分离器外筒内，载体首先与第一级挡板发生碰撞，一定程度上洗脱生物膜，然后载体在重力作用下下落，继续与向下倾斜的挡板发生碰撞，生物膜再一次被洗脱，之后载体继续下落，经过多次的挡板碰撞后生物膜基本被洗脱殆尽，同时载体在滑落、与挡板的碰撞过程中也相互磨檫，生物膜也在载体下落的过程中被擦洗掉，最终实现生物膜与载体的分离，生物膜被自上而下的水流通过孔口排出，最终进入外壳内由排泥管排出，而清洁更新后的载体在自身重量的作用下下落至填料腔内，开始下一轮的硝化、反硝化，填料腔的锥形底部方便载体顺利滑落至锥底。
本发明的填料腔内可以采用砂粒、陶粒、无烟煤、石榴石、工程塑料球等作为生物载体，培养生物膜，使填料附着的生物膜内富含硝化菌和反硝化菌，利用反应器的结构特点，使得水流方向自下而上，填料移动方向自上而下，使生物载体在反应器内连续流动，同时通过气提作用提供载体连续流动的动力，避免堵塞，同时使生物膜从生物载体上的脱落，实现生物膜的更新和排除老化的生物膜，避免反应器的堵塞并实现反应器的连续运行，不需要进行反冲洗。装置使用一段时间后必要时在进水中补充甲醇、甲酸等外加碳源，克服众多生物脱氮技术的氮去除能力差的缺点，并可实现中小型生活污水和工业废水深度脱氮处理的设备成套化。
本发明的逆流式移动床生物深度脱氮处理装置投资及运行费用低、脱氮效果好，可以连续运行，不进行反冲洗，不会堵塞，运行管理简单，通过外加气源、碳源实现硝化、反硝化或者同时硝化反硝化，对于城市污水深度处理，出水总氮可低于2mg/L，对于工业废水，出水总氮可低于5mg/L。
本发明的目的是在载体表面培养易于硝化菌和反硝化菌，首先是生物膜（硝化菌、反硝化菌、厌氧菌、兼氧菌、异养菌、自养菌等）附着于载体表面；其次是实现硝化菌、反硝化菌、厌氧菌、兼氧菌、异养菌、自养菌等在生物膜内的分层，通过气提作用提供生物载体床的连续流动的动力，避免堵塞，最终使生物膜从生物载体上脱落，实现生物膜的更新和排除老化的生物膜。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中的膜载体分离器的放大示意图；
图3为配水系统为环状时的平面图；
图4为配水系统为指状时的平面图；
图5为配水系统为枝状时的平面图。
具体实施方式
如图1、2所示的逆流式移动床生物深度脱氮处理装置，包括反应器7，反应器7内设有填料腔6，填料腔6的下部为锥形，填料腔6的底部设有排空管5；填料腔6内设有配水系统3，配水系统3的下方设有配水反射锥4，配水反射锥4的锥斗倾角大于55°，配水反射锥4向下投影面积不超过反应器7截面积的30%；配水系统3的进水口与进水管1连接，进水管1的进水口位于反应器7的上部；反应器7内设有贯穿填料腔6的中心气提管8，中心气提管8的上、下端开口，中心气提管8下端开口处设有进气管12，进气管12的出口处延伸至中心气提管8下端开口内1-2cm，，进气管12的进口位于反应器7的顶部，中心气提管8的顶部设有膜载体分离器10，膜载体分离器10包括外筒20，外筒20的内壁上设有环状保护圈15，外筒20内设有第一级挡板16，第一级挡板16下方的外筒20内壁上设有一个或多个向下倾斜的挡板17，第一级挡板上方16的外筒20上设有孔口18，外筒20上孔口18位置处的外侧设有一外壳21，外壳21的底部设有排泥管14，中心气提管8的顶部伸入膜载体分离器10的外筒20内，伸入外筒20内的中心气提管8的外壁上设有向下倾斜的挡板；反应器7的顶部设有出水堰13，出水堰13底部设有排水管11。
配水系统3可以为环状、指状或枝状，结构分别如图3、4、5所示。
本发明的逆流式移动床生物深度脱氮处理装置使用时，污水由进水管1进入配水系统3，由朝下的出水口排出，污水经配水反射锥4作用下改变流动方向向上流动，通过填充有载体2的填料腔6，污水通过载体2的过程中经配附在载体2上的微生物降解，进行硝化或反硝化，处理之后的污水继续上升，最终由出水堰13收集并由排水管11排出；随着硝化与反硝化的不断进行，载体2表面老化的生物膜需要进行清洗，此时进气管12提供载体2流动的动力，使载体2由中心气提管8的底部开口进入中心气提管8内，载体2在中心气提管8内与气泡、管壁发生强烈碰撞，中心气提管8内的高速气流初步将生物膜从载体2上分离，最终生物膜和载体2被提升进入膜载体分离器10外筒20内，载体2与第一级挡板16、挡板17发生碰撞，在水流剪切力和载体2的碰撞作用下实现载体和生物膜的彻底分离，漂浮在外筒20顶部的生物膜经孔口18排出进入外壳21内，最终经排泥管14排出，而清洁更新后的载体2在自身重量的作用下下落至填料腔6内，开始下一轮的硝化、反硝化，填料腔6的锥形底部方便载体2顺利滑落至锥底。
Claims (5)
1.逆流式移动床生物深度脱氮处理装置，包括反应器，其特征在于：反应器内设有填料腔，填料腔的下部为锥形；填料腔内设有配水系统，配水系统的进水口与进水管连接，进水管的进水口位于反应器的上部；反应器内设有贯穿填料腔的中心气提管，中心气提管的上、下端开口，中心气提管下端开口处设有进气管，中心气提管的顶部设有膜载体分离器，中心气提管的顶部伸入膜载体分离器内；反应器的顶部设有出水堰；所述膜载体分离器包括外筒，外筒的内壁上设有环状保护圈，外筒内设有第一级挡板，中心气提管的上端开口位于膜载体分离器外筒内的第一级挡板之下，且中心气提管上端开口与外筒内部相通；第一级挡板下方的外筒内壁上设有一个或多个向下倾斜的挡板，第一级挡板上方的外筒上设有孔口，外筒上孔口位置处的外侧设有一外壳，外壳的底部设有排泥管。
2.如权利要求1所述的逆流式移动床生物深度脱氮处理装置，其特征在于：所述配水系统的下方设有配水反射锥。
3.如权利要求1或2所述的逆流式移动床生物深度脱氮处理装置，其特征在于：所述配水系统为环状、指状或枝状，配水系统的出水口朝下开孔。
4.如权利要求3所述的逆流式移动床生物深度脱氮处理装置，其特征在于：所述填料腔的底部设有排空管。
5.如权利要求4所述的逆流式移动床生物深度脱氮处理装置，其特征在于：进气管的出口处延伸至中心气提管下端开口内1-2cm，进气管的进口位于反应器的顶部。
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|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
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