CN104445598B - 一种适合于高浊度原水预处理的组合式生物膜反应装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适合于高浊度原水预处理的组合式生物膜反应装置。该装置具有反应器本体，包括前段浊度去除单元Ⅰ及后段生物膜工艺单元Ⅱ。该工艺装置在反应器本体设有：进水管、底部设有排泥管、可拆卸型除浊筛网、固定旋钮、高压反冲洗管、下折流板、上折流板、曝气装置、载体填充区域、溢流堰、出水管。本发明中除浊与生物反应工艺的组合能够有效减少反应器的占地面积；减少浊度对原水生物膜预处理工艺的不利影响。充分利用除浊单元中截留浊度中的微生物以及经过曝气强化的生物膜预处理工艺单元中的生物膜功能，能够有效去除原水中的氮素及有机污染物，并能够避免前置混凝沉淀工艺对原水生物膜预处理工艺性能的影响。

Description

一种适合于高浊度原水预处理的组合式生物膜反应装置

技术领域

本发明涉及一种适合于高浊度原水预处理的组合式生物膜装置。

背景技术

生物膜预处理工艺因其产泥量少、运行性能高、持留微生物能力强、抗负荷波动性能好、运行成本低等优势，能有效的提高出水水质。特别是对于低营养甚至寡营养的原水预处理，其发挥的作用越来越高，现已广泛应用于原水生物预处理工艺中。原水生物膜预处理能够有效去除原水中的氮磷等营养元素，并能够有效去除水体中存在的消毒代谢产物的前体物质，稳定原水水质，减少后续消毒工艺中具有“三致”作用的消毒副产物的产生。

然而，原水生物膜预处理工艺中微生物的富集和生物膜的形成受到多种因素的制约。水体中较高的浊度，特别是沉淀性能差的悬浮物能够附着于用以形成生物膜的填料之上，占据生物膜形成的位置并包裹生物膜，减少了生物膜与原水中污染物的接触并加大了传质阻力，在原水微污染甚至寡营养条件下极不利于生物膜预处理工艺的性能的提高，甚至阻碍其功能的正常发挥。据调查在我国东部河网水源地区，一些地方的原水在枯水期的浊度水平高达150NTU（我国东部沿海地区某水源地原水），且为多为淤泥悬浮，水-泥体系较为稳定，极不容易沉淀。即便加设初沉池也难以沉淀悬浮固体。

我国原水的预处理中常采用混凝沉淀工艺进行浊度的去除，为避免残余混凝剂对生物预处理工艺的影响，避免此工艺沉淀部分去除可生物利用有机物和水体中的微生物而影响生物膜的形成与发展，同时也是为了更好的沉淀生物预处理工艺出水微生物，常常将混凝沉淀工艺置于原水生物预处理工艺之后。而较高的浊度往往也会增加混凝沉淀工艺的运行成本。因此，如何减少高浊度原水对生物预处理工艺性能的影响，强化原水生物膜预处理工艺的运行性能并有效降低后续混凝沉淀工艺的运行成本是一个亟待解决的实际问题，其研究成果具有重要的应用价值。

发明内容

针对高浊度污染原水对原水生物预处理工艺性能影响较大、混凝沉淀运行成本较高的缺陷，本发明从原水生物预处理反应装置，提供一种适合于高浊度原水预处理的组合式生物膜反应装置。

一种适合于高浊度原水预处理的组合式生物膜反应器，它具有反应器本体，包括前段浊度去除单元Ⅰ及后段生物膜工艺单元Ⅱ；反应器本体浊度去除单元Ⅰ侧面中部设有进水管，底部设有排泥管，单元内设有可拆卸型除浊筛网，下折流板和上折流板，除浊筛网通过反应器内卡槽和固定旋钮固定于反应器中，单元Ⅰ正面设置高压反冲洗管，生物膜工艺单元Ⅱ由上折流板将其分割成两个载体填充区域，单元Ⅱ底部设置曝气装置，底部一侧设置排泥管，上部设置溢流堰和出水管。

所述的反应器本体呈长方体状，浊度去除单元Ⅰ及生物膜工艺单元Ⅱ的体积比为0.2~0.5:1，反应器长、宽、高之比各反应区总高与底边之比为3～9: 0.3~1:1。

所述的除浊筛网为可拆卸型筛网，筛网均匀分布筛孔，筛网底端10~30cm，筛孔孔径大小为1~3cm，底端以上部分筛孔孔径大小为0.2~1.0cm；以每5~20cm的间距布置一道筛网，反应器中设置卡槽并用固定旋钮固定于反应器上。

所述的除浊单元Ⅰ正面设置高压反冲洗管，每0.3~1m²的面积设置一条反冲洗管道，单元底部至少设置一条，反冲洗管道孔径大小为5-20cm。

所述的下折流板高度大于等于溢流堰出水水平高度，下折流板与上折流板的横截面积（S1）占反应器侧面截面积（S2）的0.7~0.95。

所述的载体填充区域装填的填料为弹性填料、组合填料，悬挂填充；底部设置曝气装置距离反应器底部5-15 cm，各载体填充区域分开布设或统一布设。

本发明的优点：

除浊与生物反应工艺的组合能够有效减少反应器的占地面积。反应器能够有效去除原水中的浊度，减少浊度对原水生物膜预处理工艺的不利影响。采用可拆卸筛网，有利于反应器维护和长久运行。充分利用除浊单元中截留浊度中的微生物以及经过曝气强化的生物膜预处理工艺单元中的生物膜功能，能够有效去除原水中的氮素及有机污染物，并能够避免前置混凝沉淀工艺对原水生物膜预处理工艺性能的影响。

附图说明

附图1是一种适合于高浊度原水预处理的组合式生物膜反应器主体结构示意图；图中1为进水管、2为排泥管、3为可拆卸型除浊筛网、4为固定旋钮、5为高压反冲洗管、6为下折流板、7为上折流板、8为曝气装置、9为载体填充区域、10为溢流堰、11为出水管。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。

如附图所示，一种适合于高浊度原水预处理的组合式生物膜反应器，它具有反应器本体，包括前端的浊度去除单元Ⅰ及后端的生物膜工艺单元Ⅱ；反应器本体浊度去除单元Ⅰ侧面中部设有进水管1，底部设有排泥管2，单元内设有可拆卸型除浊筛网3，下折流板6和上折流板7，除浊筛网3通过反应器内卡槽和固定旋钮4固定于反应器中，单元Ⅰ正面设置高压反冲洗管5，生物膜工艺单元Ⅱ由上折流板7将其分割成两个载体填充区域9，单元Ⅱ底部设置曝气装置8，底部一侧设置排泥管2，上部设置溢流堰10和出水管11。

反应器本体呈长方体状，浊度去除单元Ⅰ及生物膜工艺单元Ⅱ的体积比为0.2~0.5:1，反应器长、宽、高之比各反应区总高与底边之比为3～9: 0.3~1:1。除浊筛网3为可拆卸型筛网，筛网均匀分布筛孔，筛网底端10~30cm，筛孔孔径大小为1~3cm，底端以上部分筛孔孔径大小为0.2~1.0cm；以每5~20cm的间距布置一道筛网，反应器中设置卡槽并用固定旋钮4固定于反应器上。除浊单元Ⅰ正面设置高压反冲洗管5，每0.3~1m²的面积设置一条反冲洗管道，单元底部至少设置一条，反冲洗管道孔径大小为5-20cm。下折流板6高度大于等于溢流堰出水水平高度，下折流板6与上折流板7的横截面积S1占反应器侧面截面积S2的0.7~0.95。载体填充区域9装填的填料为弹性填料、组合填料，悬挂填充；底部设置曝气装置8距离反应器底部5-15 cm，各载体填充区域9分开布设或统一布设。

使用时，本发明可用有机玻璃、钢材或钢筋混凝土构建，污染原水由反应器本体一侧进水管1进入除浊单元Ⅰ，经由拆卸型除浊筛网3除浊，下折流板6和上折流板7折流，进入生物膜工艺单元Ⅱ，经过载体填充区域9的生物膜处理，出水经溢流堰10由出水口11排出。每隔一段时间（20~60天）使用高压反冲洗管5冲洗反应器中积泥，经排泥管2排出反应器。

Claims (2)

1.一种适合于高浊度原水预处理的组合式生物膜反应装置，其特征在于，其具有反应器本体，包括前端的浊度去除单元Ⅰ及后端的生物膜工艺单元Ⅱ；反应器本体浊度去除单元Ⅰ侧面中部设有进水管(1)，底部设有排泥管(2)，浊度去除单元Ⅰ内设有可拆卸型除浊筛网（3）、下折流板（6）和上折流板（7），除浊筛网（3）通过反应器内卡槽和固定旋钮（4）固定于反应器中，浊度去除单元Ⅰ正面设置高压反冲洗管（5），生物膜工艺单元Ⅱ由上折流板（7）将其分割成两个载体填充区域（9），生物膜工艺单元Ⅱ底部设置曝气装置（8），底部一侧设置排泥管（2），上部设置溢流堰(10)和出水管（11）；

所述的除浊筛网（3）为可拆卸型筛网，筛网均匀分布筛孔，筛网底端高度10~30cm，筛孔孔径大小为1~3cm，底端以上部分筛孔孔径大小为0.2~1.0cm；以每5~20cm的间距布置一道筛网，反应器中设置卡槽并用固定旋钮（4）固定于反应器上。

2.根据权利要求1所述的一种适合于高浊度原水预处理的组合式生物膜反应装置，其特征在于，所述的载体填充区域（9）装填的填料为弹性填料或组合填料，悬挂填充；底部设置曝气装置（8）距离反应器底部5-15 cm，各载体填充区域（9）分开布设或统一布设。