CN103466787A - 复合式曝气移动床生物膜反应器 - Google Patents

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杨红亮
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Abstract

本发明公开了复合式曝气移动床生物膜反应器，包括顶端一侧开设有检修孔的反应器主体，反应器主体的侧壁上设置有与反应器主体内腔连通的进水管和出水管，反应器主体内设置有循环导流板，所述循环导流板一侧靠近反应器主体内部底端处设置有穿孔管曝气系统，穿孔管曝气系统上方设置有微孔曝气系统，反应器主体内顶部设置有防止悬浮填料浮于反应器内液面之上的反冲洗系统。在传统移动生物膜反应器的基础上，对曝气系统进行改善、升级，并且增加反冲洗系统。通过增加简单的管道系统，解决了传统移动床生物膜反应器内部悬浮填料沉积池底、“爬壁”上浮、溶解氧不足等难题，更加完善了移动床生物膜反应器的实际应用。

Description

复合式曝气移动床生物膜反应器
技术领域
本发明属于污水处理领域，涉及一种污水处理装置，具体涉及复合式曝气移动床生物膜反应器。
背景技术
移动床生物膜反应器兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点，是一种新型高效的污水处理方法。具有占地面积少、有机负荷高、耐冲击负荷能力强、出水水质稳定、操作简单、不会堵塞等优点，虽然其内部填料价格昂贵，但是其所带来的经济效益足以补偿。
移动床生物膜反应器因其以上优点，深受污水处理工作者青睐，但也因以下问题限制了其大量的应用。第一、其内部悬浮填料与水密度近似，会出现经常性悬浮填料上浮；第二、能耗较大、充氧能力差且氧气利用率不高；第三、传统工艺会造成部分填料沉积池底或者存在死角，使得池内空间利用率低。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题，提供复合式曝气移动床生物膜反应器，防止悬浮填料上浮、堆积，减少填料浪费。
本发明是通过以下技术方案来实现：
复合式曝气移动床生物膜反应器，包括顶端一侧开设有检修孔的反应器主体，反应器主体的侧壁上设置有与反应器主体内腔连通的进水管和出水管，反应器主体内设置有循环导流板，所述循环导流板一侧靠近反应器主体内部底端处设置有穿孔管曝气系统，穿孔管曝气系统上方设置有微孔曝气系统，反应器主体内顶部设置有防止悬浮填料浮于反应器内液面之上的反冲洗系统。
所述的反冲洗系统为穿孔管布水。
所述的反应器主体内部靠近出水管一侧的底部拐角处设置有防沉积隔网。
所述的穿孔管曝气系统设置于反应器主体内部靠近进水管的一侧。
所述的反应器主体的检修孔处设有盖板。
所述的进水管和出水管设置于反应器主体侧壁的两侧，且进水管高于微孔曝气系统及出水管设置。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
复合式曝气移动床生物膜反应器，在传统移动生物膜反应器的基础上，对曝气系统进行改善、升级，并且增加反冲洗系统。曝气系统在单独曝气系统的基础上增加为复合曝气系统即穿孔管曝气系统和微孔曝气系统。穿孔管曝气系统主要功能为增强悬浮填料流化状态，微孔曝气系统主要功能为充氧，提供生化系统所需的溶解氧，两个系统相辅相成，互相补充。穿孔管布水反冲洗系统主要作用是防止悬浮填料上浮、堆积，减少填料浪费。
本发明同时具有以下有益效果：
（1）能耗降低、效率增加
复合式曝气移动床生物膜反应器曝气系统为复合曝气系统，即穿孔管曝气系统和微孔曝气系统，相同条件下复合曝气系统较之单独曝气系统而言效率更高，氧气利用率更好，即对于同样的水质水量，复合曝气系统较单独曝气系统更加节省能耗。
（2）反应器内部空间利用率增加
由于复合式曝气移动床生物膜反应器为复合曝气系统，在保证生化系统需要的溶氧量前提下，通过调节两曝气系统用气量的比例，可以通过穿孔曝气系统加强悬浮填料的流化状态，避免填料沉积，实现反应器内部空间的高利用率。
（3）简单的反冲洗系统解决填料上浮
发明中设计简单的穿孔管布水反冲洗系统，可以高效的解决移动床生物膜反应器内悬浮填料“爬壁”上浮问题。
（4）运行管理方便、改造便捷
设计管路简单，便于在原有系统上进行改造、升级，运行管理方便，只需通过相应阀门，即可实现充氧与搅动功能的相互转换。
（5）出水水质稳定
移动床生物膜反应器兼具传统流化床和生物接触氧化法两者的优点，是一种新型高效的污水处理方法。通过实现该发明解决现有技术不足，可以保证出水水质稳定、达标。
附图说明
图1为本发明提供的复合式曝气移动床生物膜反应器结构示意图。
其中，1为检修孔；2为进水管；3为穿孔管曝气系统；4为微孔曝气系统；5为反冲洗系统；6为悬浮填料；7为循环导流板；8为防沉积隔网；9为出水管；10为反应器主体。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
参见图1，复合式曝气移动床生物膜反应器，包括顶端一侧开设有检修孔1的反应器主体10，反应器主体10的检修孔1处设有盖板，反应器主体10侧壁的两侧上设置有与其内腔连通的进水管2和出水管9，且进水管2高于微孔曝气系统4及出水管9设置，反应器主体10内设置有循环导流板7，所述循环导流板7一侧靠近反应器主体10内部底端处设置有穿孔管曝气系统3，穿孔管曝气系统3上方设置有微孔曝气系统4，所述的穿孔管曝气系统3设置于反应器主体10内部靠近进水管2的一侧；反应器主体10内顶部设置有防止悬浮填料6浮于反应器内液面之上的反冲洗系统5，其中，所述的反冲洗系统5为穿孔管布水。所述的反应器主体10内部靠近出水管9的一侧底部设置有防沉积隔网8。其中，检修孔兼做为该反应器的排气孔。
其中，穿孔管曝气系统3主要功能为改善悬浮填料6的流化性能，防止填料沉积池底。
穿孔管曝气系统3设计位置较低，气泡在上升过程中，由于悬浮填料6在水中的相互碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增加氧气的利用效率。
微孔曝气系统4主要功能为维持反应器内足够溶解氧浓度，由于其较高的氧气利用率，弥补单独穿孔管曝气溶氧不足。
因此，复合曝气系统较单独曝气系统有较高的节能效果。在同样的曝气量（即相同的能耗下），单独穿孔曝气不能满足系统所需溶解氧浓度，单独微孔曝气不能满足悬浮填料达到流化状态的动力。
同时，反冲洗系统5能够很好的解决悬浮填料上浮的问题，定期反冲洗能够维持悬浮填料在反应器内均匀分布，保持高效处理能力。
反冲洗系统5为穿孔管布水即可，设备简单，要求低。处理后水或原水即可作为反冲洗水用，无需专门的设备及水源。
本发明的工作原理为：
复合式曝气移动生物膜生物反应器工作原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮填料，其作用是提高反应器中的生物量及生物种类，从而提高反应器的处理效率。悬浮填料密度接近于水，通过曝气，与水呈完全混合状态，通过调节相应阀门调整穿孔曝气系统和微孔曝气系统的曝气量，从而实现悬浮填料在反应器内呈现最佳的流化状态和微生物所需的溶氧量。由于悬浮填料在水中的碰撞和剪切作用，使空气气泡更加细小，增加了氧气的利用率。另外，每个悬浮填料（载体）内外均具有不同的生物种类，内部生长一些厌氧菌或兼氧菌，外部为好氧菌，这样每个载体都为一个微型反应器，使硝化反应和反硝化反应同时存在，从而提高了处理效果，使污水出水达标排放。
如图1所示，通过实验论证得出穿孔曝气系统3对增加反应器内部悬浮填料6的流化状态有明显作用，而且可以实现部分充氧功能。另外穿孔曝气系统3设计于反应器内循环导流板7一侧且低于微孔曝气系统4的相关管路，适当调整供气量比例，完全可以实现悬浮填料6在整个反应器内的循环，再结合反应器内部防沉积隔网8的设置，大大增加了反应器的空间利用率。微孔曝气系统4的主要作用是提供生化系统需要的溶解氧，由于其氧利用效率高，可以大大降低能耗，且其设计于循环导流板7一侧，进一步加强悬浮填料的流动。反冲洗系统5水源水质要求低，可以是原水或者处理后水，其设计于反应器顶部，主要作用是防止悬浮填料6浮于反应器内液面之上，使悬浮填料6不能充分实现其功能。
传统移动床生物膜反应器采用单独穿孔管曝气系统，存在能耗高、充氧能力差、氧气利用率低等不足，另外，其主体构成——悬浮填料经常出现上浮、沉底等问题，不能充分发挥其应有的功能，一方面造成填料的浪费，另一方面造成能耗增加。本发明为一种可节约能耗的高效污水处理设备，该设备在传统移动床生物膜反应器的基础上，采用两套曝气系统和一套反冲洗系统。两套曝气系统分别为：穿孔管曝气和微孔曝气。穿孔管曝气的主要作用加强悬浮填料的流化状态，防止沉积于池底；微孔曝气的主要作用是充氧，其对氧气的利用效率高，避免单独穿孔管曝气系统溶解氧不足的问题。移动床生物膜反应器内部的悬浮填料会出现经常性“爬壁”上浮，本发明中设计顶部穿孔管布水反冲洗系统可以很好的解决这一难题。本发明通过增加简单的管道系统，解决了传统移动床生物膜反应器内部悬浮填料沉积池底、“爬壁”上浮、溶解氧不足等难题，更加完善了移动床生物膜反应器的实际应用。
本发明改善反应器内部悬浮填料6的流化性能和提高反应器内溶解氧浓度，增加反应器内部有限空间的充分利用和污水的高效处理且该反应器设备构造简单，效果明显。
本发明通过设计简单的管道系统，成功克服了移动床生物膜反应器溶氧不足、悬浮填料流动性差、反应器空间利用率低等难题，充分发挥移动床生物膜反应器的优点，提高出水水质，并且大大降低能耗，节省运行成本。

Claims (6)

1.复合式曝气移动床生物膜反应器，其特征在于，包括顶端一侧开设有检修孔（1）的反应器主体（10），反应器主体（10）的侧壁上设置有与反应器主体（10）内腔连通的进水管（2）和出水管（9），反应器主体（10）内设置有循环导流板（7），所述循环导流板（7）一侧靠近反应器主体（10）内部底端处设置有穿孔管曝气系统（3），穿孔管曝气系统（3）上方设置有微孔曝气系统（4），反应器主体（10）内顶部设置有防止悬浮填料（6）浮于反应器内液面之上的反冲洗系统（5）。
2.根据权利要求1所述的复合式曝气移动床生物膜反应器，其特征在于，所述的反冲洗系统（5）为穿孔管布水。
3.根据权利要求1所述的复合式曝气移动床生物膜反应器，其特征在于，所述的反应器主体（10）内部靠近出水管（9）一侧的底部拐角处设置有防沉积隔网（8）。
4.根据权利要求1所述的复合式曝气移动床生物膜反应器，其特征在于，所述的穿孔管曝气系统（3）设置于反应器主体（10）内部靠近进水管（2）的一侧。
5.根据权利要求1所述的复合式曝气移动床生物膜反应器，其特征在于，所述的反应器主体（10）的检修孔（1）处设有盖板。
6.根据权利要求1所述的复合式曝气移动床生物膜反应器，其特征在于，所述的进水管（2）和出水管（9）设置于反应器主体（10）侧壁的两侧，且进水管（2）高于微孔曝气系统（4）及出水管（9）设置。
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