CN103880167B - 多级气提与分离一体化好氧颗粒污泥反应器 - Google Patents

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Abstract

一种多级气提与分离一体化好氧颗粒污泥反应器,包括池体和气液分离罐,池体内自下至上间隔设置有至少两个污泥膨胀气提区,除了最下层污泥膨胀气提区以外的其它污泥膨胀气提区内均设置有曝气器;池体内上部设有沉淀区和出水堰,池体的底部设置有布水管和排泥管;池体内设有气提管和回流管,气提管上端伸入气液分离罐内并与气液分离罐的进液口连接,下端伸入最下一个污泥膨胀气提区内,气提管在各个污泥膨胀气提区内均设置有提液口,回流管连接在气液分离罐与最下一个污泥膨胀气提区之间。该装置设置有多级气液气提循环和气固液分离,实现了多级气提与分离的一体化,气液循环快,传质效率高,能在运行过程中快速生成好氧颗粒污泥。

Description

多级气提与分离一体化好氧颗粒污泥反应器
技术领域
[0001] 本发明涉及一种用于市政、工业废水处理过程中生化处理阶段的好氧反应装置,属于废水好氧反应处理技术领域。
背景技术
[0002] 国内外现阶段使用的各种好氧反应废水处理技术主要是活性污泥法、SBR、CASS、Α/0、Α/Α/0、Α/Α/Α/0等,一般池深高度小于6米,COD容积负荷通常小于lkgCOD.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。
[0003] 中国专利文献CN103332784A公开了一种《三级循环好氧反应器》,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;锥形污泥膨胀区内的气水混合液提升至气液分离罐,形成一级循环,好氧反应区内的气液沿气提管上升,形成二级循环,经过二级气固液分离区的废水向好氧反应区的底部喷射回流,形成三级循环。该反应器虽然具有絮状污泥快速启动、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,但是并不能使池内的泥水混合液全程参与气提,传质效果和废水处理效果和效率都有待于进一步提高,同时需设置多个三相分离器,结构复杂,成本高。此外,气液中的气泡使气液运行时会产生“喘息”(气液时断时流)现象,由于气提管提升的气液由气水分离罐的内部中间进入,在气水分离罐内这种“喘息”现象无法消除,就会对气水分离罐内壁造成冲击,气液分离效果和效率较差,同时也会对气水分离罐的使用寿命造成影响。
发明内容
[0004] 本发明针对现有好氧生物反应器技术存在的不足,提供一种能耗低,能在运行过程中快速生成好氧颗粒污泥,处理效果好并能省去二沉池的多级气提与分离一体化好氧颗粒污泥反应器。
[0005] 本发明的多级气提与分离一体化好氧颗粒污泥反应器,采用下述技术方案:
[0006] 该装置,包括池体和气液分离罐,气液分离罐设置在池体的顶部,池体内自下至上间隔设置有至少两个污泥膨胀气提区,除了最下层污泥膨胀气提区以外的其它污泥膨胀气提区内均设置有曝气管;污泥膨胀气提区为落水斗和锥形罩相对布置而成,落水斗设置在锥形罩外围,锥形罩与落水斗之间设置有升流缝;池体内在最上一个污泥膨胀气提区的上部设有沉淀过滤区,池体的底部设置有伸入最下一个污泥膨胀气提区内的布水管;沉淀过滤区的上方设置有出水堰,出水堰上设有出水管;池体内设有气提管和回流管,气提管穿过各个污泥膨胀气提区,其上端伸入气液分离罐内,下端伸入最下一个污泥膨胀气提区内,气提管在各个污泥膨胀气提区内均设置有提液口,回流管上端与气液分离罐的底部连接,并与气液分离罐内部相通,下端伸入到最下一个污泥膨胀气提区的上方;气液分离罐呈蜗壳状,蜗壳内设有螺旋通道,螺旋通道的外侧设置有进液口,气提管的上端通过连接管与该进液口连接,气液分离罐的顶部设有排气口 ;池体的底部设置有排泥管。
[0007] 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。
[0008] 运行时,污水从布水管进入最下一个污泥膨胀气提区,最下一个污泥膨胀气提区为缺氧反应,其余污泥膨胀气提区为好氧反应,通过曝气在外界压力的作用下,各个污泥膨胀气提区内的气液沿气提管到达气液分离罐,在气液分离罐内气体释放,泥水混合液在重力的作用下沿回流管又返回池体下部,经过曝气区再次形成气液,进行气提。清液经沉淀过滤区过滤后由出水堰排出池体外,池体产生的颗粒污泥经排泥管定期排出池外。同时,各个污泥膨胀气提区内的落水斗和锥形罩又都参与气固液分离,颗粒污泥经落水斗和锥形罩阻挡截留,气体和泥水混合液沿两者之间的升流缝上升,池体内形成多级气固液分离。
[0009] 本发明设置有多级气液气提循环和气固液分离,实现了多级气提与分离的一体化,省去了池体内的三相分离器,气液循环快,分离效果好,消除了气液运行时的“喘息”现象,气液循环快,传质效率高,絮状污泥启动快速,能在运行过程中快速生成好氧颗粒污泥,颗粒污泥的产生率高,处理能耗低、效率高,出水水质稳定,并省掉了二沉池的建设和占地费用,操作简单,运行方便。
附图说明
[0010] 图1是本发明的结构示意图。
[0011 ] 图2是图1中A-A线的剖视放大图。
[0012] 图中:1、池体,2、落水斗,3、锥形罩,4、回流管,5、气提管,6、提液口,7、沉淀过滤区,8、出水管,9、出水堰,10、气液分离罐,11、排气口,12、进气管,13、布水管,14、排泥管,15、曝气管,16、蜗壳,17、螺旋通道,18、连接管。
具体实施方式
[0013] 如图1所示,本发明的多级气提与分离一体化好氧颗粒污泥反应器,主要包括池体I和气液分离罐10,气液分离罐10安装在池体I的顶部。池体I采用钢结构,整个构筑物呈柱状,上端敞口,其内自下至上设置两个以上的污泥膨胀气提区(图1中画有四个,数量可根据具体要求设置)。污泥膨胀气提区为一向上敞口的落水斗2和向下敞口的锥形罩3相对布置而成,落水斗2设置在锥形罩3的外侧并固定在池体I内壁上,锥形罩3与落水斗2之间留有泥水通行的升流缝。最上一个污泥膨胀气提区的上部设有沉淀过滤区7,沉淀过滤区7的上方设置有出水堰9,出水堰9上设有出水管8。池体I的底部设置有伸入最下一个污泥膨胀气提区内的布水管13。池体I内设有气提管5和多根回流管4,气提管5穿过各个锥形罩,其上端伸入气液分离罐10内,下端伸入最下一个污泥膨胀气提区内,气提管在每个污泥膨胀气提区内均设置有提液口 6。气提管5将各个污泥膨胀气提区内的污泥和废水混合液提升至气液分离罐10,借助高效传质,达到颗粒污泥快速生长的目的。每根回流管4的上端与气液分离罐10的底部连接,并与气液分离罐内部相通,下端伸入到最下一个污泥膨胀气提区的上方。气提管5和回流管4与各锥形罩连接固定在一起。气液分离后的泥水经回流管4自流回池体I的底部。池体I的底部设置有排泥管14,可在排泥管14上设置有控制阀,形成排泥系统,排泥时打开控制阀,通过自压排出。
[0014] 除了最下层污泥膨胀气提区以外的其它污泥膨胀气提区内均设置有曝气管15,使最下层污泥膨胀气提区内为缺氧反应,其余污泥膨胀气提区内为好氧反应。各曝气管15与外部的进气管12连接,曝气管15可以通过射流管与进气管12连接,在射流管上带有射流器。曝气器15采用射流曝气,为好氧反应区内提供空气。曝气方式也可以采用鼓风曝气或鼓风加射流曝气。通过曝气使各个好氧反应的污泥膨胀气提区内始终与外界形成密度差,保证连续进行气提,而缺氧反应的最上层污泥膨胀气提区内通过产生的沼气始终与外界形成密度差,保证其内的气液连续进行气提。
[0015] 气液分离罐10的外形呈蜗壳状,如图2所示,蜗壳16内设有螺旋通道17,螺旋通道17的外侧设置有进液口,气提管5的上端通过连接管18与该进液口连接,连接管18 —端在蜗壳16内与气提管5的上端连接,一端伸出蜗壳16外与进液口连接。气液分离罐10的顶部设有排气口 U。
[0016] 上述装置的运行过程如下所述:
[0017] 废水从布水管13进入最下一个污泥膨胀气提区,同时通过进气管12和曝气管15将空气带入池体I的好氧反应的污泥膨胀气提区内,池体内混合液的密度减小,与外界形成形成明显的密度差,而厌氧反应的最下层污泥膨胀气提区内通过产生的沼气始终与外界形成密度差,于是在外界压力的作用下各个污泥膨胀气提区内的气液沿气提管5向上提升,最下一个污泥膨胀气提区内的废水由气提管5的下端口进入气提管5,其余污泥膨胀气提区内的废水由气提管5上的提液口 6进入气提管5,经与气提管5连接的连接管18进入气液分离罐10内。在气液分离罐10内气体释放并通过排气口 11排出,水与污泥混合液(泥水混合液)在重力的作用下沿回流管4又返回池体。由于气液在气液分离罐10内沿螺旋通道17螺旋进入,气泡瞬间快速大量释放,提高了气液分离效果和效率,避免了气液分离时的喘息现象,不会对气液分离罐10造成冲击,提高了其使用寿命。气体向上运行,由排气口11排出。清液经沉淀过滤区7和出水堰9沿出水管8排出池体外,污泥在重力的作用下向池底沉降,经排泥管15定期排出池外。
[0018] 在各个污泥膨胀气提区内的气液由气提管5的气提过程中,各污泥膨胀气提区内的气液上升,使污泥膨胀气提区内形成负压,由池体底部回流的泥水混合液自下至上快速补充(由锥形罩3与落水斗2之间的间隙向上运行)。各个污泥膨胀气提区均参与泥水混合与传质,气液循环快,高浓度的有机废水在短时间内与微生物充分接触,为颗粒物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,大大提高了混合效率和传质效率,快速形成好氧颗粒污泥。各个污泥膨胀气提区内微生物与有机污染物充分吸附降解,均参与污染物的去除。整个系统启动快,颗粒污泥的产生率高。
[0019] 同时,各个污泥膨胀气提区内的落水斗2和锥形罩3又都参与气固液分离,颗粒污泥经落水斗2和锥形罩3阻挡截留,气体和泥水混合液沿两者之间的升流缝上升,这样池体内自下至上形成多级气固液分离,避免了现有反应器气固液分离集中在池体一个区域进行导致分离效果欠佳的问题,大大提高了分离效果和效率。实现了多级气提与分离的一体化,整个池体参与传质和气固液分离。

Claims (1)

1.一种多级气提与分离一体化好氧颗粒污泥反应器,包括池体和气液分离罐,其特征是:气液分离罐设置在池体的顶部,池体内自下至上设置有至少两个污泥膨胀气提区,除了最下层污泥膨胀气提区以外的其它污泥膨胀气提区内均设置有曝气管;污泥膨胀气提区为落水斗和锥形罩相对布置而成,落水斗设置在锥形罩外围,锥形罩与落水斗之间设置有升流缝;池体内在最上一个污泥膨胀气提区的上部设有沉淀过滤区,池体的底部设置有伸入最下一个污泥膨胀气提区内的布水管;沉淀过滤区的上方设置有出水堰,出水堰上设有出水管;池体内设有气提管和回流管,气提管穿过各个污泥膨胀气提区,其上端伸入气液分离罐内,下端伸入最下一个污泥膨胀气提区内,气提管在各个污泥膨胀气提区内均设置有提液口,回流管上端与气液分离罐的底部连接,并与气液分离罐内部相通,下端伸入到最下一个污泥膨胀气提区的上方;气液分离罐呈蜗壳状,蜗壳内设有螺旋通道,螺旋通道的外侧设置有进液口,气提管的上端通过连接管与该进液口连接,气液分离罐的顶部设有排气口 ;池体的底部设置有排泥管。
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Assignee: Shandong Yilong Environmental Engineering Co., Ltd.

Assignor: Xu Zhonghua

Contract record no.: 2015370000048

Denomination of invention: Multi-stage air stripping and separation integrated aerobic granular sludge reactor

Granted publication date: 20150401

License type: Exclusive License

Record date: 20150407

LICC Enforcement, change and cancellation of record of contracts on the licence for exploitation of a patent or utility model
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20180207

Address after: 250101 Ji'nan hi tech Zone, Shandong Province, No. 4733 A2-1

Patentee after: Shandong Xu China Environmental Protection Technology Co., Ltd.

Address before: 250101 Shandong Province, Ji'nan City Industrial Road No. 100 building, room 1312, Shandong Fengrun Yilong Environmental Protection Engineering Co. Ltd.

Patentee before: Xu Zhonghua

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