CN103523911B - 一种自混式厌氧氨氧化折流板反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自混式厌氧氨氧化折流板反应器，包括水浴加热系统和反应器本体，所述的水浴加热系统设置在所述的反应器本体上；所述的水浴加热系统包括加热器和水浴加热层；所述的水浴加热层包裹在所述的反应器本体的两侧壁及底部上，所述的加热器与所述的水浴加热层连接；所述的反应器本体包括布水区、反应区和沉淀区；所述的布水区包括设置在反应器本体底部的进水口；所述的反应区设置在所述的布水区上方且所述的反应区内竖向设置有若干块折板，所述的折板将所述的反应器主体分割成具有不少于四个串联的格室。本发明可促进废水混合，有效解决各格室间的基质分布不均导致的微生物活性和数量不均问题，改善了反应器总体反应潜能。

Description

一种自混式厌氧氨氧化折流板反应器

技术领域

本发明涉及一种自混式厌氧氨氧化折流板反应器。

背景技术

由于化肥的大量使用以及工业废水的排放，水污染问题日益严重。氮素污染是其中最严重的问题之一。氮素排入水体导致的水体富营养化造成水质恶化，水生生物大量死亡。厌氧氨氧化技术能同时有效去除水体中的氨氮和亚硝氮，并且具有高效、廉价、资源消耗低等优点。厌氧氨氧化生物脱氮反应器种类繁多，但存在一些弊端，如反应器内死区比例大、抗冲击能力弱、厌氧氨氧化污泥易流失等。

厌氧折流板反应器是在升流式厌氧污泥床反应器基础上开发出的一种新型高效厌氧反应器，其结构简单、运行管理方便、无需填料、对污泥具有优良的截留能力、启动较快、水力条件好、运行性能稳定可靠。尽管如此，这种反应器也存在着一定的缺陷，如首格室基质浓度过大对微生物产生抑制、末格室基质匮乏使微生物处于饥饿状态等。这些问题将直接影响反应器内微生物的活性，成为高效厌氧氨氧化工艺的运行瓶颈。

发明内容

为了克服现有厌氧折流板反应器存在的首格室基质浓度过大对微生物产生抑制、末格室基质匮乏使微生物处于饥饿状态等的缺点，本发明提供一种高效、稳定、耐冲击的自混式厌氧氨氧化折流板反应器。

本发明采用的技术方案是：

一种自混式厌氧氨氧化折流板反应器，包括水浴加热系统和反应器本体，其特征在于：所述的水浴加热系统设置在所述的反应器本体上；

所述的水浴加热系统包括加热器和水浴加热层；所述的水浴加热层包裹在所述的反应器本体的两侧壁及底部上，所述的加热器与所述的水浴加热层连接；

所述的反应器本体包括布水区、反应区和沉淀区；所述的布水区包括设置在反应器本体底部的进水口；所述的反应区内竖向设置有若干块折板，所述的折板将所述的反应器主体分割成具有不少于四个串联的格室，靠近反应器本体左侧的第一块折板的上端与反应器本体的顶部连接，所述的第一块折板的下端与反应器本体的底部留有空隙，且所述的第一块折板上设置有U型排气管，第二块折板下端与反应器本体底部连接，所述的第二块折板上端与反应器本体顶部留有空隙，最后一块折板的上下两端分别与反应器本体的顶部和底部留有空隙，在第二块折板与最后一块折板之间的折板的下端与反应器本体的底部留有空隙，上端与反应器本体的顶部留有空隙；靠近反应器本体右侧的末端格室内设置有组合式挡板，所述的组合式挡板右侧为沉淀区，所述的反应器本体右侧壁上设置有三角支架，所述的三角支架的底边固定在所述的反应器本体右侧的内侧壁上，所述的三角支架的上边框与组合式挡板的倒角部分之间形成污泥回流缝；所述的末端格室顶部设置有与集气袋相连的排气口，所述的集气袋与气体流量计相连接，第二格室顶端设置充气口，末端格室侧壁上设置有出水口，所述的出水口与U型气液分离器相连，所述的U型气液分离器的排气部分与集气袋相连。

进一步，每个所述的格室的侧壁上设有至少一个取样口。

进一步，所述的充气口、排气口和出水口处分别设置充气口阀门、排气口阀门和出水口阀门。

进一步，所述的反应区呈长方体状，且反应区的长：高：宽比为5～8：5～8：1，每个格室的体积相同。

进一步，所述的折板与反应器本体的高度之比为0.7～0.9：1。

进一步，所诉的组合式挡板与反应器本体的高度之比为0.2～0.3：1，所述的组合式挡板的上端到反应器本体顶部的距离与反应器本体的高度之比为0.2～0.3：1；所述的组合式挡板包括倒角部分和垂直部分，垂直部分与倒角部分的夹角α为120°～150°，垂直部分与倒角部分的长度之比为4～8：1。

进一步，所述的U型排气管底部所处位置高度与反应器本体的高度之比为0.3～0.5：1，所述的U型排气管的高度与反应器本体的高度之比为0.25～0.3：1，所述的U型排气管的水平跨度与反应器本体的长度之比为0.2～0.25：1，所述的U型排气管的内径与U型排气管的高度之比为0.05～0.15：1。

进一步，所述的三角支架为等边三角形支架，其对称轴高度与反应器本体的高度之比为0.4～0.5，上、下边框长度与反应器本体的高度之比均为0.1～0.2：1，下边框与基准垂直面的夹角β为120°～150°。

进一步，所述的出水口所处高度与反应器本体的高度之比为0.7～0.8：1。

进一步，所述的U型气液分离器的高度与反应器本体的高度之比为0.2～0.3：1。

进一步，所述的污泥回流缝间距为20～40mm。

本发明的有益效果体现在：

1）U型排气管的设计能充分混合反应器内废水，有利于基质和微生物的均匀分布，有助于挖掘有效反应体积；

2）水浴加热系统的设计能保持反应器运行温度，增强反应器运行稳定性；

3）充气口的设置能在反应器内部产气不足的情况下进行充气处理，实现诱导式自混。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图。

具体实施方式

参照图1，一种自混式厌氧氨氧化折流板反应器，包括水浴加热系统1和反应器本体2，所述的水浴加热系统1设置在所述的反应器本体2上；

所述的水浴加热系统1包括加热器3和水浴加热层4；所述的水浴加热层4包裹在所述的反应器本体2的两侧壁及底部上，所述的加热器3与所述的水浴加热层4连接；

所述的反应器本体2包括布水区5、反应区6和沉淀区7；所述的布水区5包括设置在反应器本体2底部的进水口8；所述的反应区6内竖向设置有若干块折板9，所述的折板9将所述的反应器主体2分割成具有不少于四个串联的格室，靠近反应器本体2左侧的第一块折板的上端与反应器本体2的顶部连接，所述的第一块折板的下端与反应器本体的底部留有空隙，且所述的第一块折板上设置有U型排气管10，第二块折板的下端与反应器本体底部连接，所述第二块折板上端与反应器本体顶部留有空隙，最后一块折板的上下两端分别与反应器本体的顶部和底部留有空隙，在第二块折板与最后一块折板之间的折板的下端与反应器本体的底部留有空隙；靠近反应器本体2右侧的末端格室内设置有组合式挡板11，所述的组合式挡板11右侧为沉淀区7，所述的反应器本体2右侧壁上设置有三角支架26，所述的三角支架26的底边固定在所述的反应器本体2右侧的内侧壁上，所述的三角支架26的上边框27与组合式挡板11的倒角部分12之间形成污泥回流缝25；所述的末端格室顶部设置有与集气袋16相连的排气口15，所述的集气袋16与气体流量计17相连接，第二格室顶端设置充气口14，末端格室侧壁上设置有出水口18，所述的出水口18与U型气液分离器19相连，所述的U型气液分离器19的排气部分20与集气袋16相连。

进一步，每个所述的格室的侧壁上设有至少一个取样口21。

进一步，所述的充气口14、排气口15和出水口18处分别设置充气口阀门22、排气口阀门23和出水口阀门24。

进一步，所述的反应区6呈长方体状，且反应区6的长：高：宽比为5～8：5～8：1，每个格室的体积相同。

进一步，所述的折板9与反应器本体2的高度之比为0.7～0.9：1。

进一步，所诉的组合式挡板11与反应器本体的高度之比为0.2～0.3：1，所述的组合式挡板11的上端到反应器本体2顶部的距离与反应器本体的高度之比为0.2～0.3：1；所述的组合式挡板包括倒角部分12和垂直部分12，垂直部分13与倒角部分12的夹角α为120°～150°，垂直部分13与倒角部分12的长度之比为4～8：1。

进一步，所述的U型排气管10底部所处位置高度与反应器本体的高度之比为0.3～0.5：1，所述的U型排气管的高度与反应器本体的高度之比为0.25～0.3：1，所述的U型排气管的水平跨度与反应器本体的长度之比为0.2～0.25：1，所述的U型排气管的内径与U型排气管的高度之比为0.05～0.15：1。

进一步，所述的三角支架26为等边三角形支架，其对称轴高度与反应器本体的高度之比为0.4～0.5，上、下边框长度与反应器本体的高度之比均为0.1～0.2：1，下边框与基准垂直面的夹角β为120°～150°。

进一步，所述的出水口18所处高度与反应器本体的高度之比为0.7～0.8：1。

进一步，所述的U型气液分离器19的高度与反应器本体的高度之比为0.2～0.3：1。

进一步，所述的污泥回流缝25间距为20～40mm。

本发明使用时,可用钢材或钢筋混凝土构建，反应器正常运行状态下，充气口阀门22关闭，排气口阀门23和出水口阀门24打开，废水由反应器本体2底部进水口8进入反应区6，反应区6由三块折板分隔成四个格室，第一块隔板的上端与反应器顶部相连，第二块折板的下端与反应器本体的底部相连，第三块隔板的上下两端与反应器本体的顶部和底部分别留有空隙，各格室内泥水混合反应产生氮气，由于首格室没有排气口，随着气体的积累首格室内液面逐渐下降，当液面下降至与U型排气管底部相切时，首格室内气体经U型排气管向后一个格室排放，首格室内液面逐渐上升，从而达到自混效果充分混合废水，当反应器处于启动初期或抑制恢复时期，由于污泥活性不高，产气量不足以触发自混，此时关闭排气口阀门23和出水口阀门24，打开充气口阀门22，由充气口14往反应器内注入氮气诱发自混，从而促使微生物和基质均匀分布，然后停止充气并关闭充气口阀门22，打开排气口阀门23和出水口阀门24，反应产生的氮气最终通过反应器本体2末端格室顶端排气口15逸出反应器本体2，并由集气袋16收集气体，最后经气体流量计17进行体积测定，沉淀区7内污泥由于重力作用经过污泥回流缝25由沉淀区7返回反应区6，出水由反应器本体2侧壁上的出水口18，经U型气液分离器19排出。

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及于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)

1.一种自混式厌氧氨氧化折流板反应器，包括水浴加热系统和反应器本体，其特征在于：所述的水浴加热系统设置在所述的反应器本体上；

所述的水浴加热系统包括加热器和水浴加热层；所述的水浴加热层包裹在所述的反应器本体的两侧壁及底部上，所述的加热器与所述的水浴加热层连接；

所述的反应器本体包括布水区、反应区和沉淀区；所述的布水区包括设置在反应器本体底部的进水口；所述的反应区内竖向设置有若干块折板，所述的折板将所述的反应器主体分割成具有不少于四个串联的格室，首格室不设排气口；靠近反应器本体左侧的第一块折板的上端与反应器本体的顶部连接，所述的第一块折板的下端与反应器本体的底部留有空隙，且所述的第一块折板上设置有U型排气管，U型排气管横穿第一块折板使两个开口分别处于首格室和第二格室，所述两个开口向上放置，所述U型排气管和所述反应器本体顶部和底部保持一定距离，第二块折板下端与反应器本体底部连接，所述的第二块折板上端与反应器本体顶部留有空隙，最后一块折板的上下两端分别与反应器本体的顶部和底部留有空隙，在第二块折板与最后一块折板之间的折板的下端与反应器本体的底部留有空隙，上端与反应器本体的顶部留有空隙；靠近反应器本体右侧的末端格室内设置有组合式挡板，所述的组合式挡板右侧为沉淀区，所述的反应器本体右侧壁上设置有三角支架，所述的三角支架的底边固定在所述的反应器本体右侧的内侧壁上，所述的组合式挡板的倒角部分向所述三角支架上边框所在方向延伸设置，并且保持所述组合式挡板的倒角部分与所述三角支架上边框之间间隙为20～40mm，所述间隙即污泥回流缝；所述的末端格室顶部设置有与集气袋相连的排气口，所述的集气袋与气体流量计相连接，第二格室顶端设置充气口，末端格室侧壁上设置有出水口，所述的出水口与U型气液分离器相连，所述的U型气液分离器的排气部分与集气袋相连。

2.如权利要求1所述的一种自混式厌氧氨氧化折流板反应器，其特征在于：每个所述的格室的侧壁上设有至少一个取样口。

3.如权利要求2所述的一种自混式厌氧氨氧化折流板反应器，其特征在于：所述的充气口、排气口和出水口处分别设置充气口阀门、排气口阀门和出水口阀门。

4.如权利要求3所述的一种自混式厌氧氨氧化折流板反应器，其特征在于：所述的反应区呈长方体状，且反应区的长：高：宽比为5～8：5～8：1，每个格室的体积相同。

5.如权利要求4所述的一种自混式厌氧氨氧化折流板反应器，其特征在于：所述的折板与反应器本体的高度之比为0.7～0.9：1。

6.如权利要求5所述的一种自混式厌氧氨氧化折流板反应器，其特征在于：所述的组合式挡板与反应器本体的高度之比为0.2～0.3：1，所述的组合式挡板的上端到反应器本体顶部的距离与反应器本体的高度之比为0.2～0.3：1；所述的组合式挡板包括倒角部分和垂直部分，垂直部分与倒角部分的夹角α为120°～150°，垂直部分与倒角部分的长度之比为4～8：1。

7.如权利要求6所述的一种自混式厌氧氨氧化折流板反应器，其特征在于：所述的U型排气管底部所处位置高度与反应器本体的高度之比为0.3～0.5：1，所述的U型排气管的高度与反应器本体的高度之比为0.25～0.3：1，所述的U型排气管的水平跨度与反应器本体的长度之比为0.2～0.25：1，所述的U型排气管的内径与U型排气管的高度之比为0.05～0.15：1。

8.如权利要求7所述的一种自混式厌氧氨氧化折流板反应器，其特征在于：所述的出水口所处高度与反应器本体的高度之比为0.7～0.8：1。

9.如权利要求8所述的一种自混式厌氧氨氧化折流板反应器，其特征在于：所述的U型气液分离器的高度与反应器本体的高度之比为0.2～0.3：1。