CN104030438B

CN104030438B - 一种双流式全程自养生物脱氮固定床反应器

Info

Publication number: CN104030438B
Application number: CN201410205330.4A
Authority: CN
Inventors: 金仁村; 张正哲; 周煜璜; 吴聪慧; 程雅菲; 布阿依·阿姆古丽
Original assignee: Hangzhou Normal University
Current assignee: Hangzhou Normal University
Priority date: 2014-05-15
Filing date: 2014-05-15
Publication date: 2016-03-09
Anticipated expiration: 2034-05-15
Also published as: CN104030438A

Abstract

一种双流式全程自养生物脱氮固定床反应器，包括反应器本体、设于反应器内部的若干隔板、连动杆和填料，反应器本体自下而上设有回流布水单元、排泥单元、内循环反应单元、三相分离单元、出水排气单元，回流布水单元设有第一导流板、曝气头、锥形布水器、进水口；排泥单元在反应器本体底端右侧设有排泥口；内循环反应单元包括左隔室、中隔室和右隔室；三相分离区包括第二导流板、第三导流板、集气罩以及设置在三个隔室顶部的多个排气口；出水单元包括出水槽、多对与外界连通的出水口。本发明的有益效果是：三个隔室微、厌氧环境和升流、降流模式可自主切换；持留菌体能力强；耐冲击负荷能力佳；可在运行反应器的同时进行反冲洗，解决填料堵塞问题。

Description

一种双流式全程自养生物脱氮固定床反应器

技术领域

本发明涉及一种双流式全程自养生物脱氮固定床反应器。

背景技术

近年来含氨废水过量排放，造成了水体富营养化等一系列生态环境问题。含氨废水的高效低耗处理一直是污水处理领域的难题。

短程硝化-厌氧氨氧化工艺因其无需外加有机碳源、脱氮负荷高、运行费用低等优点成为目前最经济的新型生物脱氮工艺之一。短程硝化-厌氧氨氧化组合工艺可分为一体式和分体式两种，一体式全程自养脱氮工艺的单位体积脱氮率高，基建成本低，结构紧凑，装置运行和控制简单，并且能有效避免由于亚硝酸盐累积造成的抑制。但是存在以下几个突出的问题：(1)以往的全程自养脱氮反应器多采用序批式反应器，反应器启动时间长，菌体流失严重；(2)固定床反应器能有效持留菌体，但升流式固定床反应器底部的生物固体浓度远远高于顶部，易出现堵塞和水流短路现象，影响运行性能，而降流式固定床虽不易发生堵塞，但处理效能低；(3)通常固定床反应器在反冲洗时需要停止运行，既耗时又费能。

发明内容

为克服现有技术存在反应器启动时间长造成菌体流失严重、易出现堵塞和水流短路现象从而影响运行性能、清洗耗时费能的问题，本发明提出了一种传质性能好，耐负荷冲击能力强。能在有效解决填料堵塞问题的同时，维持高效脱氮性能的双流式全程自养生物脱氮固定床反应器。

本发明所述的一种双流式全程自养生物脱氮固定床反应器，其特征在于：包括反应器本体、设于反应器内部的若干隔板、连动杆和填料，所述的反应器本体自下而上设有回流布水单元、排泥单元、内循环反应单元、三相分离单元、出水排气单元，所述的回流布水单元设有第一导流板、曝气头、锥形布水器、与外界连通的进水口；所述的排泥单元在反应器本体底端右侧设有与外界连通的排泥口；所述的内循环反应单元通过第一竖直隔板、第二竖隔板分为从左到右依次排列且上下连通的左隔室、中隔室和右隔室，且三个隔室中部均填充软性填料，中隔室中间设有连动杆，所述的第一竖隔板与第二竖隔板底端分别连有第一导流板、上端分别连有第二导流板；所述的三相分离区设有第二导流板、第三导流板、集气罩、多个设置在三个隔室顶部的排气口，每个隔室对应一个排气口；所述的出水单元包括出水槽、多对与外界连通的出水口，每个出水槽处配有一个相应的溢流堰；每对出水口对应一块第三竖直隔板，且每对出水口分布在第三竖直隔板两侧。

所述的反应器本体呈长方体状，长：高：宽比例为1:2～5:1，所述的左隔室、中隔室、右隔室的体积比例为1:2:1。

所述的第一竖直隔板和第二竖直隔板对称分布，并且所述的第一竖直隔板或者第二竖直隔板的长度与反应器本体高度比例为1:3。

所述的第一导流板、第二导流板和第一竖直隔板之间分别通过第一转轴、第二转轴连接，第三导流板和第三竖直隔板之间通过第三转轴连接，且第一导流板与第一竖直隔板之间的夹角、第二导流板与第一竖直隔板之间的夹角、第三导流板与第三竖直隔板之间的夹角均为α，其中夹角α均为135°。

所述的连动杆包括主连动杆、第一侧连动杆、第二侧连动杆、第三侧连动杆，所述的第一侧连动杆、第二侧连动杆、第三侧连动杆分别通过相应的第一铰链、第二铰链、第三铰链连接，三个铰链分别位于主连动杆的底端、中点和上1/4处，主连动杆与第一竖直隔板的长度比为11:20，主连动杆顶端经过密封圈穿出集气罩；第一侧连动杆、第二侧连动杆、第三侧连动杆分别通过第四铰链、第五铰链、第六铰链与第一导流板、第二导流板和第三导流板铰接，且第四铰链、第五铰链、第六铰链分别位于第一导流板、第二导流板和第三导流板的中点处；第一导流板、第二导流板和第三导流板的长度相同，且等于第一竖直隔板上端与第三竖直隔板下端垂直距离的1/2。

所述的软性填料采用软性尼龙、半软性聚乙烯或聚丙烯填料、弹性聚苯乙烯填料及它们的组合填料。

所述的反应器顶部设有四个出水口，每两个出水口对应一块第三竖直隔板，并且每对出水口分布在第三竖直隔板两侧，其中一个设置在隔室内、另一个设置在反应器本体外；当中隔室处于微氧环境时，关闭设置在反应器本体外的出水口，打开设置在隔室内的出水口；当中隔室处于厌氧环境时，打开设置在反应器本体外的出水口，关闭设置在隔室内的出水口。

所述的反应器按方式(一)运行时，所述的主连动杆露出集气罩的长度为主连动杆杆长的1/50。

所述的反应器按方式(二)运行时，所述的主连动杆露出集气罩的长度为主连动杆杆长的1/5。

本发明专利的优点主要体现在：①采用新型连动杆设计，三个隔室可实现微氧、厌氧环境和升流、降流模式的自主切换；②内置软性填料，高效持留菌体，维持反应器内部较高的污泥浓度；③内循环回流系统，耐冲击负荷能力佳；④通过连动杆的移动，实现内循环反应单元功能的切换，可在运行反应器的同时进行反冲洗，有效解决填料堵塞问题；⑤和分体式短程硝化-厌氧氨氧化反应器相比，本装置结构紧凑、占地面积小、节能经济，能有效克服亚硝酸盐积累对厌氧氨氧化菌的抑制。

附图说明

图1是本发明结构原理示意图(反应器按方式(一)运行，箭头代表液体流动方向)。

图2是本发明结构原理示意图(反应器按方式(一)运行，箭头代表液体流动方向)。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明

参照附图：

本发明所述的一种双流式全程自养生物脱氮固定床反应器，包括反应器本体、设于反应器内部的若干隔板、连动杆和填料，所述的反应器本体自下而上设有回流布水单元、排泥单元、内循环反应单元、三相分离单元、出水排气单元，所述的回流布水单元设有第一导流板4、曝气头2、锥形布水器1、与外界连通的进水口38；所述的排泥单元在反应器本体底端右侧设有与外界连通的排泥口37；所述的内循环反应单元通过第一竖直隔板10、第二竖隔板36分为从左到右依次排列且上下连通的左隔室8、中隔室33和右隔室35，且三个隔室中部均填充软性填料，中隔室35中间设有连动杆，所述的第一竖隔板10与第二竖隔板36底端分别连有第一导流板4、上端分别连有第二导流板15；所述的三相分离区设有第二导流板15、第三导流板18、集气罩29、多个设置在三个隔室顶部的排气口，每个隔室对应一个排气口23、24；所述的出水单元包括出水槽30、多对与外界连通的出水口20、21、26、27，每个出水槽30处配有一个相应的溢流堰25、28；每对出水口对应一块第三竖直隔板31，且每对出水口分布在第三竖直隔板31两侧。

所述的反应器本体呈长方体状，长：高：宽比例为1:2～5:1，所述的左隔室8、中隔室33、右隔室35的体积比例为1:2:1。

所述的第一竖直隔板10和第二竖直隔板36对称分布，并且所述的第一竖直隔板10或者第二竖直隔板36的长度与反应器本体高度比例为1:3。

所述的第一导流板4、第二导流板15和第一竖直隔板10之间分别通过第一转轴7、第二转轴13连接，第三导流板18和第三竖直隔板31之间通过第三转轴19连接，且第一导流板4与第一竖直隔板10之间的夹角、第二导流板15与第一竖直隔板10之间的夹角、第三导流板18与第三竖直隔板31之间的夹角均为α，其中夹角α均为135°。

所述的连动杆包括主连动杆34、第一侧连动杆6、第二侧连动杆12、第三侧连动杆16，所述的第一侧连动杆6、第二侧连动杆12、第三侧连动杆16分别通过相应的第一铰链3、第二铰链11、第三铰链32连接，三个铰链分别位于主连动杆34的底端、中点和上1/4处，主连动杆34与第一竖直隔板4的长度比为11:20，主连动杆34顶端经过密封圈22穿出集气罩29；第一侧连动杆6、第二侧连动杆12、第三侧连动杆16分别通过第四铰链5、第五铰链14、第六铰链17与第一导流板4、第二导流板15和第三导流板18铰接，且第四铰链5、第五铰链14、第六铰链17分别位于第一导流板4、第二导流板15和第三导流板18的中点处；第一导流板4、第二导流板15和第三导流板18的长度相同，且等于第一竖直隔板10上端与第三竖直隔板31下端垂直距离的1/2。

所述的反应器顶部设有四个出水口20、21、26、27，每两个出水口对应一块第三竖直隔板31，并且每对出水口分布在第三竖直隔板31两侧，其中一个设置在隔室内、另一个设置在反应器本体外；当中隔室处于微氧环境时，关闭设置在反应器本体外的出水口21、27，打开设置在隔室内的出水口20、26；当中隔室处于厌氧环境时，打开设置在反应器本体外的出水口21、27，关闭设置在隔室内的出水口20、26。

所述的反应器按方式(一)运行时，所述的主连动杆34露出集气罩29的长度为主连动杆34杆长的1/50。

所述的反应器按方式(二)运行时，所述的主连动杆34露出集气罩29的长度为主连动杆杆长的1/5。

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

1.一种双流式全程自养生物脱氮固定床反应器，其特征在于：包括反应器本体、设于反应器内部的若干隔板、连动杆和填料，所述的反应器本体自下而上设有回流布水单元、排泥单元、内循环反应单元、三相分离单元、出水排气单元，所述的回流布水单元设有第一导流板、曝气头、锥形布水器、与外界连通的进水口；所述的排泥单元在反应器本体底端右侧设有与外界连通的排泥口；所述的内循环反应单元通过第一竖直隔板、第二竖直隔板分为从左到右依次排列且上下连通的左隔室、中隔室和右隔室，且三个隔室中部均填充软性填料，中隔室中间设有连动杆，所述的第一竖直隔板与第二竖直隔板底端分别连有第一导流板；所述的三相分离单元设有第二导流板、第三导流板、集气罩、三个分别设置在三个隔室顶部的排气口，每个隔室对应一个排气口，其中第二导流板分别连在第一竖直隔板与第二竖直隔板上端；相邻的两个排气口之间均设置出水槽，每个出水槽处配有一个相应的溢流堰及一对与外界连通的出水口；每对出水口对应一块第三竖直隔板，且每对出水口分布在第三竖直隔板两侧；

所述的连动杆包括主连动杆、第一侧连动杆、第二侧连动杆、第三侧连动杆，所述的第一侧连动杆、第二侧连动杆、第三侧连动杆分别通过相应的第一铰链、第二铰链、第三铰链与主连动杆连接，三个铰链分别位于主连动杆的底端、中点和上1/4处，主连动杆与第一竖直隔板的长度比为11:20，主连动杆顶端经过密封圈穿出集气罩；第一侧连动杆、第二侧连动杆、第三侧连动杆分别通过第四铰链、第五铰链、第六铰链与第一导流板、第二导流板和第三导流板铰接，且第四铰链、第五铰链、第六铰链分别位于第一导流板、第二导流板和第三导流板的中点处；第一导流板、第二导流板和第三导流板的长度相同，且等于第一竖直隔板上端与第三竖直隔板下端垂直距离的1/2。

2.如权利要求1所述的一种双流式全程自养生物脱氮固定床反应器，其特征在于：所述的反应器本体呈长方体状，长：高：宽比例为1:2～5:1，所述的左隔室、中隔室、右隔室的体积比例为1:2:1。

3.如权利要求2所述的一种双流式全程自养生物脱氮固定床反应器，其特征在于：所述的第一竖直隔板和第二竖直隔板对称分布，并且所述的第一竖直隔板或者第二竖直隔板的长度与反应器本体高度比例为1:3。

4.如权利要求3所述的一种双流式全程自养生物脱氮固定床反应器，其特征在于：所述的第一导流板、第二导流板和第一竖直隔板之间分别通过第一转轴、第二转轴连接，第三导流板和第三竖直隔板之间通过第三转轴连接，且第一导流板与第一竖直隔板之间的夹角、第二导流板与第一竖直隔板之间的夹角、第三导流板与第三竖直隔板之间的夹角均为α，其中夹角α均为135°。

5.如权利要求4所述的一种双流式全程自养生物脱氮固定床反应器，其特征在于：所述的软性填料采用软性尼龙、半软性聚乙烯、聚丙烯填料和弹性聚苯乙烯填料中的一种或它们中任意两种及以上的组合。

6.如权利要求5所述的一种双流式全程自养生物脱氮固定床反应器，其特征在于：所述的反应器顶部设有四个出水口，每两个出水口对应一块第三竖直隔板，并且每对出水口分布在第三竖直隔板两侧，其中一个设置在隔室内、另一个设置在反应器本体外；当中隔室处于微氧环境时，关闭设置在反应器本体外的出水口，打开设置在隔室内的出水口；当中隔室处于厌氧环境时，打开设置在反应器本体外的出水口，关闭设置在隔室内的出水口，设置在反应器本体外的出水口位于中隔室上方。