CN103435153A - 一种升流式厌氧氨氧化颗粒污泥矩形床 - Google Patents

Abstract

一种升流式厌氧氨氧化颗粒污泥矩形床，包括反应器本体，所述反应器本体自下而上分为进水缓冲区、升流式反应室和三相分离区，进水缓冲区设有与外界接通的进水管，进水管连有环形布水器，环形布水器下端布置出水小孔；位于环形布水器下方的进水缓冲区设有滤网，位于滤网下方的反应器本体上设有排泥口；升流式反应室通过渐扩管与三相分离区的沉淀室相接；三相分离区分为沉淀区、三相分离室和集气室，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渐扩管的内腔连通；三相分离室上方连接集气室，集气室顶部设有集气罩，集气罩顶端设有出气口。本发明有益效果是：实现水、气、泥的有效分离，减少污泥流失，避免短流，增加反应器有效工作体积。

Description

一种升流式厌氧氨氧化颗粒污泥矩形床

技术领域

本发明涉及一种升流式厌氧氨氧化颗粒污泥矩形床。

背景技术

厌氧氨氧化生物脱氮工艺作为一种新工艺具有强大的优势。运行厌氧氨氧化工艺的反应器有很多，但通常存在一些缺陷，尤其是死区比例大和污泥流失能够直接导致厌氧氨氧化生物反应器整体脱氮能力的下降。

作为第二代厌氧生物反应器的代表，专利200720149772.7提出了一种外循环式升流式厌氧污泥床反应器，从悬浮区上部设置取水口，取混合液到进水管进行循环，有效提高反应区的水力负荷和产气率，又不增加三相分离区的负荷和沉淀区的容积。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，进而影响反应器性能的稳定性。此外在远离气水交融的地方容易形成死角。常见的圆形截面颗粒污泥床也存在抗冲击能力弱、混合程度不高等缺点，而且其对场地选择要求较高。本发明的优点主要体现在：①与初沉池或其他矩形反应器共用壁面，节约基建成本；②可根据厂区平面几何形状调整截面长宽比；③在反应器的不同区域形成自发的上升和下降污泥流，反应器局部水力剪切力分布均匀，利于形成高沉降性能的厌氧氨氧化颗粒污泥；④与圆形截面颗粒污泥床相比，矩形床的水流速度分布差异大，强化了混合和传质，提高了抗负荷冲击能力。

发明内容

为了解决目前的反应器存在上述的问题，本发明提供一种基建成本低、有效减少死区增加反应器有效工作体积、保持系统稳健性、提高脱氮性能的升流式厌氧氨氧化颗粒污泥矩形床。

本发明所述的一种升流式厌氧氨氧化颗粒污泥矩形床，包括反应器本体，其特征在于：所述反应器本体自下而上分为进水缓冲区、升流式反应室和三相分离区，所述进水缓冲区设有与外界接通的进水管，所述进水管连有环形布水器，所述环形布水器下端布置出水小孔；位于所述环形布水器下方的进水缓冲区设有滤网，并且位于滤网下方的反应器本体上设有排泥口；所述升流式反应室通过渐扩管与所述三相分离区的沉淀室相接；所述的三相分离区分为沉淀区、三相分离室和集气室，所述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渐扩管的内腔连通；所述三相分离室上方连接集气室，所述集气室顶部设有将其与所述沉淀室相隔的集气罩，所述集气罩顶端设有出气口。

所述的升流式反应室器壁设有便于检测反应器本体内污泥成分的取泥采样口。

所述沉淀室的外侧设有用于排水的溢流板，并在所述的溢流板上方的反应器本体上设置出水管。

所述集气罩通过支架与所述反应器本体相接。

所述升流式反应室呈长方体形状，横截面为矩形，长宽比为1～4:1，升流式反应室总高与底边之比为4～8:1，升流式反应室横截面积与所述沉淀室的最大横截面积之比为1:1.4～4。

所述的环形布水器横截面积与所述反应室横截面积之比为0.6～0.8:1，所述的环形布水器的出水小孔的孔径与反应器本体的内颗粒污泥平均粒径之比为0.4～0.7:1。

所述反应器本体底部设有与反应室等横截面积的滤网，所述的滤网与反应器本体底部相接，网孔的直径与反应器本体内的颗粒污泥平均粒径之比为0.8～1.2:1。

所述三相分离室与所述反应器本体的总体积之比为0.35～0.45:1，所述渐扩管与反应器本体的器壁的夹角β为120°～150°，所述污泥回流缝间距与对应位置反应器本体的边长之比为1:4.5～9。

所述反应器本体的底部呈四面锥体，四面锥体侧面与水平面夹角γ为15°～30°。

使用时，本发明可用钢材或钢筋混凝土构建，废水由反应器本体底部一侧的进水管由经环形布水器进入升流式反应室，反应过程中产生的氮气途经三相分离室、集气室由集气罩顶端的出气口经水封逸出反应器本体以保证反应器本体处于厌氧状态。产生的氮气气流及水流携带反应器本体上部的泥水气混合物在三相分离室内实现分离；沉淀后的泥水靠重力作用经污泥回流缝回流至三相分离室实现污泥截留，确保反应器较高的污泥浓度；三相分离室内的出水经沉淀室外侧的溢流板排出。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

（1）通过设计矩形床结构，反应器内局部形成上升和下降污泥流，犹如多个内循环流，带动整个反应体系中泥流搅动，使污染物与污泥充分接触，达到很好的脱氮效果；

（2）通过设计多个取泥采样口，当产气量太大，集气罩上的出气口不足以满足时，可临时将采样口用以排气，以便防患于未然，同时通过在不同位置处取泥，可准确监测并衡量反应体系中污泥成分的变化；

（3）通过设计与进水管相连的环形布水器，可促使布水均匀，同时水流向下喷射有利于污泥筛分，并且也有利于底部的气固分离；

（4）通过设计矩形床底部的滤网，可有效调控矩形床最底部的污泥量，最大限度确保反应器内颗粒污泥处于“活化”状态，既能增强反应器抗冲击能力，又能提高反应器性能；

（5）通过设计矩形床最底部的排泥口，可按需调控反应器内的污泥浓度，以便研究污泥浓度与反应器有效体积的最佳比例，从而更有效的管理、运行反应器。

附图说明

图1是本发明的结构示意图（其中，β为渐扩管与反应器本体器壁的夹角；γ为反应器本体底部四面锥体侧面与水平面夹角）。

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本发明所述的一种升流式厌氧氨氧化颗粒污泥矩形床，包括反应器本体1，所述反应器本体1自下而上分为进水缓冲区11、升流式反应室12和三相分离区13，所述进水缓冲区11设有与外界相联的进水管111，所述进水管111连有环形布水器112，所述环形布水器112下端布置出水小孔；位于所述环形布水器112下方的进水缓冲区11设有滤网113，并且位于滤网113下方的反应器本体1上设有排泥口14；所述升流式反应室12通过渐扩管121与所述三相分离区13的沉淀室131相接；所述三相分离区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15与渐扩管的内腔连通；所述三相分离室132上方连接集气室133，所述集气室133顶部设有将其与所述沉淀室相隔的集气罩，所述集气罩顶端设有出气口1331。

所述升流式反应室12器壁设有至少一个便于检测反应器本体内污泥成分的取泥采样口122。

所述沉淀室131外侧设有用于排水的溢流板1311，并在所述溢流板1311上方的反应器本体1上设置出水管16。

所述集气罩通过支架与所述反应器本体1相接。

所述升流式反应室12呈长方体形状，横截面为矩形，长宽比为1～4:1，升流式反应室12总高与底边之比为4～8:1，升流式反应室12横截面积与所述沉淀室的最大横截面积之比为1:1.4～4。

所述环形布水器112横截面积与所述反应室12横截面积之比为0.6～0.8:1，所述环形布水器112的出水小孔的孔径与反应器本体1内颗粒污泥平均粒径之比为0.4～0.7:1。

所述反应器本体1底部设有与反应室12等横截面积的滤网，所述滤网113与反应器本体1底部相接，网孔的直径与反应器本体1内的颗粒污泥平均粒径之比为0.8～1.2:1。

所述三相分离室132与所述反应器本体1的总体积之比为0.35～0.45:1，所述渐扩管121与反应器本体1器壁的夹角β为120°～150°，所述污泥回流缝15间距与对应位置反应器本体1的边长之比为1:4.5～9。

所述反应器本体1的底部呈四面锥体，四面锥体侧面与水平面夹角γ为15°～30°。

使用时，本发明可用钢材或钢筋混凝土构建，废水由反应器本体1底部一侧的进水管111由经环形布水器112进入升流式反应室12，反应过程中产生的氮气途经三相分离室132、集气室133由集气罩顶端的出气口1331经水封逸出反应器本体1以保证反应器本体处于厌氧状态；产生的氮气气流及水流携带反应器本体1上部的泥水气混合物在三相分离室132内实现分离；沉淀后的泥水靠重力作用经污泥回流缝13回流至三相分离室132实现污泥截留，确保反应器较高的污泥浓度；三相分离室132内的出水经沉淀室131外侧的溢流板1311排出。

按照上述技术方案，制造出了产品，通过实际应用，较好地满足了产品设计时的使用要求。试验证明，设计的反应器具有很好的厌氧氨氧化脱氮效能，特别适合作为高活性厌氧氨氧化颗粒污泥的脱氮生物反应器。

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 (9)

1.一种升流式厌氧氨氧化颗粒污泥矩形床，包括反应器本体，其特征在于：所述反应器本体自下而上分为进水缓冲区、升流式反应室和三相分离区，所述进水缓冲区设有与外界接通的进水管，所述进水管连有环形布水器，所述环形布水器下端布置出水小孔；位于所述环形布水器下方的进水缓冲区设有滤网，并且位于滤网下方的反应器本体上设有排泥口；所述升流式反应室通过渐扩管与所述三相分离区的沉淀室相接；所述的三相分离区分为沉淀区、三相分离室和集气室，所述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渐扩管的内腔连通；所述三相分离室上方连接集气室，所述集气室顶部设有将其与所述沉淀室相隔的集气罩，所述集气罩顶端设有出气口。

2.根据权利要求1所述的一种升流式厌氧氨氧化颗粒污泥矩形床，其特征在于：所述升流式反应室器壁设有便于检测反应器本体内污泥成分的取泥采样口。

3.根据权利要求2所述的一种升流式厌氧氨氧化颗粒污泥矩形床，其特征在于：所述沉淀室的外侧设有用于排水的溢流板，并在所述的溢流板上方的反应器本体上设置出水管。

4.根据权利要求3所述的一种升流式厌氧氨氧化颗粒污泥矩形床，其特征在于：所述集气罩通过支架与所述反应器本体相接。

5.根据权利要求4所述的一种升流式厌氧氨氧化颗粒污泥矩形床，其特征在于：所述升流式反应室呈长方体形状，横截面为矩形，长宽比为1～4:1，升流式反应室总高与底边之比为4～8:1，升流式反应室横截面积与所述沉淀室的最大横截面积之比为1:1.4～4。

6.根据权利要求5所述的一种升流式厌氧氨氧化颗粒污泥矩形床，其特征在于：所述的环形布水器横截面积与所述反应室横截面积之比为0.6～0.8:1，所述环形布水器的出水小孔的孔径与反应器本体内颗粒污泥平均粒径之比为0.4～0.7:1。

7.根据权利要求6所述的一种升流式厌氧氨氧化颗粒污泥矩形床，其特征在于：所述反应器本体底部设有与反应室等横截面积的滤网，所述滤网与反应器本体底部相接，网孔的直径与反应器本体内的颗粒污泥平均粒径之比为0.8～1.2:1。

8.根据权利要求7所述的一种升流式厌氧氨氧化颗粒污泥矩形床，其特征在于：所述三相分离室与所述反应器本体的总体积之比为0.35～0.45:1，所述渐扩管与反应器本体的器壁的夹角β为120°～150°，所述污泥回流缝间距与对应位置反应器本体的边长之比为1:4.5～9。

9.根据权利要求8所述的一种升流式厌氧氨氧化颗粒污泥矩形床，其特征在于：所述反应器本体的底部呈四面锥体，四面锥体侧面与水平面夹角γ为15°～30°。

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