CN103332784A - 三级循环好氧反应器 - Google Patents
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Abstract
一种三级循环好氧反应器，包括池体，池体内自下至上依次分为锥形污泥膨胀区、好氧反应区、缺氧反应区、沉淀过滤层，好氧反应区的上部设有一级气固液分离区，缺氧反应区的上部设有二级气固液分离区，两级气固液分离区内均设置有三相分离器，沉淀过滤层的上方设置有出水堰，出水堰上设有出水管；池体的顶部设置有双级循环回流系统，该双级循环回流系统包括气提管、气液分离罐和下层回流管，二级气固液分离区和沉淀过滤层之间设置有上层回流管，上层回流管与设置在池体上方的曝气进气管连接。该反应器具有三级循环回流系统，具有絮状污泥快速启动、耐冲击负荷的能力强、进水PH值要求宽松、颗粒污泥增长快、能耗低、处理效率高、出水水质稳定的特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于市政、工业污水处理过程中生化处理阶段的好氧反应器，属于好氧反应器技术领域。
背景技术
国内外现阶段使用的各种好氧反应技术主要是活性污泥法、SBR、CASS、A/0、A/A/O、A/A/A/O等，一般池深高度小于6米，COD容积负荷通常小于1kgCOD.m3.d，启动和运行时用絮状污泥。以上技术占地面积大，投资大，建设周期长、运行管理较为复杂，很难适用高浓度水质和可生化差的污水。
发明内容
本发明针对现有好氧生物反应技术存在的不足，提供一种抗冲击负荷能力高，能耗低，使用絮状污泥启动，能在运行过程中较快生成好氧颗粒污泥，能有效解决氨氮并可以进行污泥减量的三级循环好氧反应器。
本发明的三级循环好氧反应器，采用下述技术方案：
该三级循环好氧反应器，包括池体，池体内自下至上依次分为锥形污泥膨胀区、好氧反应区、缺氧反应区、沉淀过滤层，好氧反应区的上部设有一级气固液分离区，缺氧反应区的上部设有二级气固液分离区，两级气固液分离区内均设置有三相分离器，锥形污泥膨胀区为一锥形罩，沉淀过滤层的上方设置有出水堰，出水堰上设有出水管；池体的顶部设置有双级循环回流系统，该双级循环回流系统包括气提管、气液分离罐和下层回流管，气提管一端与气液分离罐连接，一端与锥形污泥膨胀区连接，下层回流管一端与气液分离罐连接，一端伸入到好氧反应区的底部；一级气固液分离区的上方设置有与气提管连通的一级气体混合管，二级气固液分离区的上方设置有与气提管连通的二级气体混合管；二级气固液分离区和沉淀过滤层之间设置有上层回流管，上层回流管与设置在池体上方的进气管连接，形成第三级循环回流系统；池体的底部及锥形污泥膨胀区内设置有布水器，池体的底部还设置有排泥管和曝气管，曝气管与进气管连接。
该反应器的充氧曝气方式有多种选择可以鼓风曝气可以射流曝气亦可以鼓风加射流曝气。
运行时，废水从布水器进入池底和锥形污泥膨胀区，曝气空气由好氧反应区上部的一级气固液分离区进入气提管，在外界压力的作用下，将池底的污泥和废水沿气提管提升到气水分离罐，在气水分离罐内气体释放，废水与污泥在重力的作用下沿回流管又返回好氧反应区下部，在好氧反应区内再次形成气提循环；废水上升至缺氧反应区时大部分COD已被降解，由于缺氧和BOD（生化需氧量）的降低使污泥菌群进入颗粒化状态并下沉进入底部好氧反应区；废水经过缺氧反应区的上部二级气固液分离区再次实现气固液分离，气体进入气提管参加气提，清液经过滤层出水堰排出池体外，污泥在重力的作用下向池底沉降。在进气管的空气射流作用下，经过二级气固液分离区后的废水经上层回流管流向曝气管，经曝气管向好氧反应区的底部喷射回流，可有效保证PH值和COD（化学需氧量）的进水稳定性，并参与剧烈搅拌传质。池体产生的颗粒污泥经排泥管定期排出池外。
本发明具有三级循环回流系统，设置有上下两级气固液分离区，具有池体高、占地面积小、建设周期短、絮状污泥快速启动、耐冲击负荷的能力强、进水PH值要求宽松、颗粒污泥增长快、处理能耗低、处理效率高、出水水质稳定的特点，能在运行过程中较快生成好氧颗粒污泥，能有效解决氨氮并可以进行污泥减量，适用于各种浓度有机污染物的处理，操作简单，运行方便。
附图说明
附图是本发明三循环好氧反应器的结构示意图
图中：1、气液分离罐，2、气提管，3、沉淀过滤层，4、上层回流管，5、一级气固液分离区，6、二级气固液分离区，7、缺氧反应区，8、好氧反应区，9、曝气管，10、放空管，11、锥形污泥膨胀区，12、布水器，13、进水管，14、一级气体混合管，15、二级气体混合管，16、池体，17、下层回流管，18、进气管，19、射流管，20、出水堰，21、出水管。
具体实施方式
如附图所示，本发明的三循环好氧反应器主要包括柱状池体16，池体16采用钢结构，整个构筑物呈柱状，为一多区域、多功能结合体。池体16内自下至上依次设置有锥形污泥膨胀区11、好氧反应区8、一级气固液分离区5、缺氧反应区7、二级气固液分离区6和沉淀过滤层3。锥形污泥膨胀区2为一锥形罩，该锥形罩上连接有气提管2。沉淀过滤层3的上方设置有出水堰20，出水堰20上设有出水管21。
池体16的顶部设置有气液分离罐1，气液分离罐1上连接有气提管2和下层回流管17，气液分离罐1、气提管2和下层回流管17形成双级循环回流系统。气提管12上端与气液分离罐1连接，下端与锥形污泥膨胀区2连接，气提管12将锥形污泥膨胀区2内的高浓度污泥和高浓废水混合液提升至气液分离罐6，借助高效传质，强力剪切，生物菌群缺氧等环节达到颗粒污泥快速生长的目的。下层回流管17上端与气液分离罐1连接，下端伸入到好氧反应区8的底部，气液分离罐1内分离后的泥水经下层回流管17重力流入好氧反应区8。
二级气固液分离区6和沉淀过滤层3之间设置有上层回流管4，上层回流管4与设置在池体16上方的进气管18连接。由进气管18来的空气通过射流管19形成射流，将经过二级气固液分离区6后的废水由上层回流管4吸入射流管19，与空气形成混合液，混合液通过射流管19流向曝气管9，经曝气管9喷入好氧反应区8，与底部污泥菌群剧烈接触，形成第三级循环回流系统。
一级气固液分离区5和二级气固液分离区6内均设置有三相分离器，一级气固液分离区5的上方设置有与气提管2连通的一级气体混合管14，二级气固液分离区6的上方设置有与气提管2连通的二级气体混合管15。一级气固液分离区5内的三相分离器将好氧反应区8内的空气通过一级气体混合管14和气提管2引入气液分离罐1，再通过气液分离罐1将空气排出。二级气固液分离区6内的三相分离器将缺氧反应区7内的剩余的少量空气通过二级气体混合管15和气提管2引入气液分离罐1，再通过气液分离罐1排出。通过空气的循环，使锥形污泥膨胀区11内始终与外界形成密度差，保证连续进行气提。
池体16的底部设置有伸入锥形污泥膨胀区11内的布水器12，布水器12与进水管13通过进水阀连接。池体16的底部还设置有放空管10和曝气管9，放空管10上设置有排泥阀，形成排泥系统，排泥时打开排泥阀，通过自压排出。曝气管9通过射流管19与进气管18连接，射流管19上带有射流器。曝气管9采用射流曝气，为好氧反应区8内提供空气。曝气方式也可以采用鼓风曝气或鼓风加射流曝气。
上述三循环好氧反应器的运行过程是：
废水从进水管13经布水器12进入池体16底部的锥形污泥膨胀区11，同时通过气提管2将空气带入，使锥形污泥膨胀区2内水密度降低，于是在外界压力的作用下气固液沿气提管2到达气液分离罐1，在气液分离罐1内气体释放，水与污泥在重力的作用下沿下层回流管17又返回好氧反应区8下部，通过此种强化循环形成对有机物的降解，然后废水及混合液一起上升至缺氧反应区7，并通过二级气固液分离区6内的三相分离器再次实现气固液分离。清液经沉淀过滤层3上方的出水堰20由出水管21排出池体外，污泥在重力的作用下向池底沉降。池体16产生的颗粒污泥经放空管10定期排出池外。
锥形污泥膨胀区11内污泥浓度高，气量大，其内水的密度小，与上部形成明显的密度差，气水混合液提升至气液分离罐1，形成一级循环。好氧反应区8内污泥浓度低，气提管2内与管外形成明显的密度差，气水混合液提升至气液分离罐1，锥形污泥膨胀区11内的气水混合液上升，锥形污泥膨胀区11内形成负压，好氧反应区8内泥水混合液快速补充。好氧反应区8内由曝气管9提供的大量空气也造成内外密度差，使气液经一级气固液分离区5上方的一级气体混合管14沿气提管12上升，形成二级循环。锥形污泥膨胀区11是使泥水混合充分、传质效率最高的地方。在好氧反应区8内微生物与有机污染物充分吸附降解，是污染物去除最高的地方。气液分离罐1连接锥形污泥膨胀区11和好氧反应区8的气提管2可以让高浓度的有机废水在短时间内与微生物充分接触，为污泥菌群的快速繁殖提供充足的营养物质，促进生物繁殖，同时借助高速剪切和冲刷，形成颗粒污泥。缺氧反应区7内随着有机物浓度的降低，污泥浓度和空气的量都降低，主要起到让污泥菌群产生疏水性后自聚形成颗粒状态和辅助沉淀的作用。经过二级气固液分离区6的废水由上层回流管4经射流管19和曝气管9向好氧反应区8的底部喷射回流，可有效保证PH值和COD的进水稳定性，并参与剧烈搅拌传质，形成三级循环。
本发明的特点是池体高，一般在16米左右，COD容积负荷高，可达3kg/m3.d以上；可用絮状污泥启动，且颗粒污泥的形成快；反应器底部水的流速快，传质效率高，促进了微生物与污染物的有效接触和能量传递；布水方式按照壁面射流力学的理论设计，避免死角，克服短流现象的发生；强化循环气提，强化传质效率。整个系统启动快，颗粒污泥的产生率高，有效解决了现有好氧工艺中污泥膨胀的问题。
Claims (1)
1.一种三级循环好氧反应器，包括池体，其特征是：池体内自下至上依次分为锥形污泥膨胀区、好氧反应区、缺氧反应区、沉淀过滤层，好氧反应区的上部设有一级气固液分离区，缺氧反应区的上部设有二级气固液分离区，两级气固液分离区内均设置有三相分离器，沉淀过滤层的上方设置有出水堰，出水堰上设有出水管；池体的顶部设置有双级循环回流系统，该双级循环回流系统包括气提管、气液分离罐和下层回流管，气提管一端与气液分离罐连接，一端与锥形污泥膨胀区连接，下层回流管一端与气液分离罐连接，一端伸入到好氧反应区的底部；一级气固液分离区的上方设置有与气提管连通的一级气体混合管，二级气固液分离区的上方设置有与气提管连通的二级气体混合管；二级气固液分离区和沉淀过滤层之间设置有上层回流管，上层回流管与设置在池体上方的进气管连接，形成第三级循环回流系统；池体的底部及锥形污泥膨胀区内设置有布水器，池体的底部还设置有排泥管和曝气管，曝气管与进气管连接。
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