CN103435152B - 一种混合填料层厌氧氨氧化生物反应器 - Google Patents

一种混合填料层厌氧氨氧化生物反应器 Download PDF

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Abstract

一种混合填料层厌氧氨氧化生物反应器，包括反应器本体、安装反应器本体的支架，所述反应器本体自下而上分为布水区、平推流反应室和三相分离区，布水区设有与外界连通的进水管;平推流反应室主体上部设有泥水回流管，平推流反应室上部设置装有混合填料的填料层支架，平推流反应室经外圆筒渐扩管与三相分离区的沉淀室相连；三相分离区分为沉淀区、三相分离室和集气室；三相分离室上方连接带有排气管的集气室；反应器本体的底部设有排泥管。本发明的优点：防止反应器污泥流失的同时有效截留废水中的悬浮物；装置运行稳定；泥水回流系统能实现有效外循环；选用混合填料可实现两种填料的优势互补。

Description

一种混合填料层厌氧氨氧化生物反应器
技术领域
本发明涉及一种混合填料层厌氧氨氧化生物反应器。
背景技术
厌氧氨氧化生物脱氮工艺作为一种新工艺具有非常明显的优势。厌氧氨氧化反应器种类繁多，但通常都具有一些缺陷，特别是严重的污泥流失能够直接导致厌氧氨氧化生物反应器整体脱氮性能的下降。
对于高效厌氧氨氧化反应器由于颗粒污泥产气量大，使其平均密度降低，沉降性能变差，影响反应器的稳定运行。传统升流式厌氧污泥床生物反应器需要对进水中悬浮物做适当控制，不宜过高，污泥颗粒化效果不理想；反应器对水质和负荷突然变化较敏感，耐冲击力稍差。流化床生物反应器可在短时间内获得较高的脱氮效率，但存在着污泥易流失和难以长期稳定运行的缺陷。固定床生物反应器固定堵塞和气体滞留的问题使得厌氧氨氧化菌活性降低，造成工程运用的困难。
发明内容
为了克服现有升流式厌氧污泥床生物反应器存在着污泥易流失和难以长期稳定运行、导致厌氧氨氧化生物反应器整体脱氮性能的下降的问题，本发明提供一种提高脱氮能力、增加运行稳定性、提升抗冲击能力的混合填料层厌氧氨氧化生物反应器。
本发明所述的一种混合填料层厌氧氨氧化生物反应器，包括反应器本体、安装反应器本体的支架，其特征在于：所述反应器本体自下而上分为布水区、平推流反应室和三相分离区，所述的布水区设有与外界连通的进水管；所述的平推流反应室主体上部设有泥水回流管，所述的平推流反应室上部设置装有混合填料的填料层支架，所述的平推流反应室经外圆筒渐扩管与所述的三相分离区的沉淀室相连；所述的三相分离区分为沉淀区、三相分离室和集气室，所述的沉淀室分布在三相分离室底部外周边，并通过污泥回流缝与集气室上方的三相分离器连通；所述的三相分离室上方连接带有排气管的集气室；所述的反应器本体的底部设有排泥管。
所述的平推流反应室设有至少一个样品取样口；所述的泥水回流管设有回流泥水取样口。
所述的沉淀室上端设有溢流堰，并在所述的溢流堰上端设置出水管。
所述的平推流反应室呈圆筒状，高径比4～10：1。
所述的平推流反应室横截面积S1与沉淀室最大横截面积S2之比为1：4～6。
所述的外圆筒渐扩管与基准水平面的夹角α为30°～60°，所述的污泥回流缝间距10～20mm。
所述的泥水回流管与平推流反应室连接处与所述的平推流反应室的高度之比为0.8～0.9：1，回流泥水取样口设置位置与泥水回流管高度之比为0.5：1，填料层支架设置位置与平推流反应室高度之比为0.7～0.85：1，填料层厚度为平推流反应室高度的0.05～0.1，填料层支架处设有孔径为10～20mm铁丝网对填料进行有效持留。
所述的填料层的填料为混合填料，所选填料为边长10～20mm的海绵块填料和10～20mm×10～40mm聚乙烯空心圆柱体，其投加比例为0.8～1.25（v/v）。
所述的反应器底部为倒圆锥体，圆锥母线与水平面夹角β为15°～30°。
所述的平推流反应室与所述的泥水回流管横截面积之比为16～25：1，所述的平推流反应室与所述的进水管横截面积之比为32～50：1，所述的平推流反应室与所述的排泥管横截面积之比为32～50：1，所述的平推流反应室与所述的出水管横截面积之比为32～50：1，所述的平推流反应室与所述的样品取样口横截面积之比为32～50：1，所述的平推流反应室与所述的回流泥水取样口横截面积之比为32～50：1，所述的平推流反应室与所述的排气管的横截面积之比为32～50：1。
本发明的优点：1）设置的填料层结构，一方面能够防止反应器污泥流失，使反应器具有较高的抗水力和浓度冲击能力，保证反应器稳定运行；另一方面能有效截留废水中的悬浮物，保证出水水质；2）填料层结构的设置让反应器呈现填料层以下为颗粒污泥体系，填料层处为生物膜体系，两个系统有效耦合，实现厌氧氨氧化菌群的多样性和功能的稳定性；3）反应器设有泥水回流系统，利用反应室和回流管内混合液的密度差实现有效外循环，一方面能稀释高浓度废水，防止高浓度废水或有毒有害物质对微生物的抑制；另一方面能够回流污泥，有效减少污泥流失；4）选用混合填料可实现两种填料的优势互补。
附图说明
图1是本发明的结构示意图（其中，α为外圆筒渐扩管与基准水平面的夹角；β为反应器底部倒圆锥体的圆锥母线与水平面夹角）。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明
参照附图：
实施例1本发明所述的一种混合填料层厌氧氨氧化生物反应器，包括反应器本体1、安装反应器本体的支架2，所述反应器本体1自下而上分为布水区11、平推流反应室12和三相分离区13，所述的布水区11设有与外界连通的进水管111；所述的平推流反应室12主体上部设有泥水回流管14，所述的平推流反应室12上部设置装有混合填料的填料层支架121，所述的平推流反应室12经外圆筒渐扩管122与所述的三相分离区13的沉淀室131相连；所述的三相分离区13分为沉淀区131、三相分离室132和集气室133，所述的沉淀室131分布在三相分离室132底部外周边，并通过污泥回流缝1311与集气室133上方的三相分离器134连通；所述的三相分离室132上方连接带有排气管1331的集气室133；所述的反应器本体1的底部设有排泥管15。
所述的平推流反应室12设有至少一个样品取样口123；所述的泥水回流管14设有回流泥水取样口141。
所述的沉淀室131上端设有溢流堰135，并在所述的溢流堰135上端设置出水管1351。
所述的平推流反应室12呈圆筒状，高径比4～10：1。
所述的平推流反应室12横截面积S1与沉淀室131最大横截面积S2之比为1：4～6。
所述的外圆筒渐扩管122与基准水平面的夹角α为30°～60°，所述的污泥回流缝1311间距10～20mm。
所述的泥水回流管14与平推流反应室12连接处与所述的平推流反应室12的高度之比为0.8～0.9：1，回流泥水取样口141设置位置与泥水回流管14高度之比为0.5：1，填料层支架121设置位置与平推流反应室高度之比为0.7～0.85：1，混合填料层厚度为平推流反应室12高度的0.05～0.1，填料层支架121处设有孔径为10～20mm铁丝网对填料进行有效持留。
所述的混合填料层的填料为混合填料，所选填料为边长10～20mm的海绵块填料和10～20mm×10～40mm聚乙烯空心圆柱体，其投加比例为0.8～1.25（v/v）。
所述的反应器本体1底部为倒圆锥体，圆锥母线与水平面夹角β为15°～30°。
所述的平推流反应室12与所述的泥水回流管14横截面积之比为16～25：1，所述的平推流反应室12与所述的进水管111横截面积之比为32～50：1，所述的平推流反应室12与所述的排泥管15横截面积之比为32～50：1，所述的平推流反应室12与所述的出水管1351横截面积之比为32～50：1，所述的平推流反应室12与所述的样品取样口123横截面积之比为32～50：1，所述的平推流反应室12与所述的回流泥水取样口141横截面积之比为32～50：1，所述的平推流反应室12与所述的排气管1331的横截面积之比为32～50：1。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (6)

1.一种混合填料层厌氧氨氧化生物反应器，包括反应器本体、安装反应器本体的支架，其特征在于：所述反应器本体自下而上分为布水区、平推流反应室和三相分离区，所述的布水区设有与外界连通的进水管；所述的平推流反应室主体侧面向外延伸设有泥水回流管，所述的平推流反应室上部设置装有混合填料的填料层支架，所述的平推流反应室经外圆筒渐扩管与所述的三相分离区的沉淀室相连；所述的平推流反应室设有至少一个样品取样口；所述的泥水回流管设有回流泥水取样口；所述的三相分离区分为沉淀室、三相分离室和集气室，所述的沉淀室分布在三相分离室底部外周边，并通过污泥回流缝与集气室上方的三相分离器连通；所述的三相分离室上方连接带有排气管的集气室；所述的反应器本体的底部设有排泥管；所述的沉淀室上端设有溢流堰，并在所述的溢流堰上端设置出水管；所述的平推流反应室与所述的泥水回流管横截面积之比为16～25：1，所述的平推流反应室与所述的进水管横截面积之比为32～50：1，所述的平推流反应室与所述的排泥管横截面积之比为32～50：1，所述的平推流反应室与所述的出水管横截面积之比为32～50：1，所述的平推流反应室与样品取样口横截面积之比为32～50：1，所述的平推流反应室与回流泥水取样口横截面积之比为32～50：1，所述的平推流反应室与所述的排气管的横截面积之比为32～50：1；所述的混合填料层的填料为混合填料，所选填料为边长10～20mm的海绵块填料和 聚乙烯空心圆柱体，其投加比例为0.8～1.25(v/v)。
2.根据权利要求1所述的混合填料层厌氧氨氧化生物反应器，其特征在于：所述的平推流反应室呈圆筒状，高径比4～10：1。
3.根据权利要求2所述的混合填料层厌氧氨氧化生物反应器，其特征在于：所述的平推流反应室横截面积S1与沉淀室最大横截面积S2之比为1：4～6。
4.根据权利要求1所述的混合填料层厌氧氨氧化生物反应器，其特征在于：所述的外圆筒渐扩管与基准水平面的夹角α为30°～60°，所述的污泥回流缝间距10～20mm。
5.根据权利要求1所述的混合填料层厌氧氨氧化生物反应器，其特征在于：所述的泥水回流管高度与所述平推流反应室的高度之比为0.8～0.9：1，回流泥水取样口与泥水回流管底部距离与泥水回流管高度之比为0.5：1，填料层支架与泥水回流管底部距离与平推流反应室高度之比为0.7～0.85：1，混合填料层厚度为平推流反应室高度的0.05～0.1，填料层支架处设有孔径为10～20mm铁丝网对填料进行有效持留。
6.根据权利要求1所述的混合填料层厌氧氨氧化生物反应器，其特征在于：所述的反应器本体底部为倒圆锥体，圆锥母线与水平面夹角β为15°～30°。
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