CN105152324B - 旋流污泥分级厌氧氨氧化反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种旋流污泥分级厌氧氨氧化反应器,反应器本体从下到上依次设混合区、厌氧氨氧化反应区、沉淀区和旋流分级区。混合区设底部排泥口、旋流布水器、进水管和回流口;厌氧氨氧化反应区设厌氧氨氧化反应室和污泥下降管,厌氧氨氧化反应区与沉淀区通过密闭横隔板相连,横隔板上对称分布上升水流管与污泥内回流管;沉淀区设排泥管、沉淀室、回流口、溢流堰和出水管;旋流分级区设浮渣收集筒和排渣管,浮渣收集筒内部设污泥分级器、进料管、溢流管和污泥下降管。本发明利用污泥分级器的旋流作用有效分级分离浮渣、上浮污泥与可沉降污泥,结构简单,空间占地小,利用自身产气升力,无需外部动力,分级效率高,可维持反应器的稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及一种厌氧氨氧化反应器,尤其涉及一种旋流污泥分级厌氧氨氧化反应器。
背景技术
氮素污染加剧是我国湖泊、河流以及近海等水体大规模爆发水华和赤潮扥重要诱因。废水生物脱氮是废水氮素污染控制的重要手段。
厌氧氨氧化脱氮是上世纪90年代发展起来的一种新型生物脱氮技术,它以氨为电子供体,亚硝酸盐为电子受体,产生N2。厌氧氨氧化工艺无需有机物、可节约能耗和运行成本。厌氧氨氧化工艺已成功用于处理垃圾渗滤液、味精废水、猪场废水、污泥消化液等高氨氮废水,效果显著。
厌氧氨氧化为厌氧反应,常用厌氧反应器。但研究与应用发现,厌氧氨氧化工艺也有其固有的缺陷。在高负荷下,一方面大量颗粒污泥上浮(内部产气,密度降低),导致污泥严重流失;另一方面反应器内部浮渣不能及时清理,易阻塞气体通道,导致运行故障。为此,本发明设计了一种旋流污泥分级厌氧氨氧化反应器,以分离上浮污泥,返回沉降污泥,维持反应器运行所需的生物量,同时将反应器内浮渣排出,保证反应器正常运行。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足,提供旋流污泥分级厌氧氨氧化反应器。具体技术方案如下:
厌氧氨氧化反应器包括排泥口、旋流布水器、进水管、回流口、反应室、污泥下降管、上升水流管、污泥内回流管、密闭横隔板、排泥管、沉淀室、进料管、污泥分级器、溢流管、溢流堰、出水管、浮渣收集筒、排渣管和阀门。
反应器主体从上到下设置密闭相连的沉淀室和反应室,沉淀室和反应室之间通过密闭横隔板分隔,横隔板上对称设置有上升水流管与污泥内回流管,且污泥内回流管的底部低于上升水流管的底部;
反应室底部中心设有排泥口,下部侧壁设有进水管和回流口;反应室内底部安装与进水管相连的旋流布水器;
沉淀室下部外壳直径由上至下渐缩,其倾斜侧壁上设有排泥管;沉淀室中部外壁上设有回流口,上部外壁设有溢流堰和出水管;
污泥分级器设置于沉淀室的中心轴上,其下部呈空心锥体,锥体顶部高于溢流堰;污泥分级器顶部设有溢流管,侧壁连有进料管,进料管下端与反应室顶部相通;污泥分级器底部连有污泥下降管,污泥下降管穿过密闭横隔板到达回流口上方;污泥分级器外设有浮渣收集筒,筒底倾斜,最低处连有排渣管,排渣管上设置阀门。
作为优选:所述的沉淀室下部侧壁的倾角α为45°;浮渣收集筒底面与侧壁的夹角γ为100°;污泥分级器下部椎体的锥角β为20°,以保证良好的颗粒分级率。
作为优选:所述的反应室高径比为8~10:1,以保证产生足够的气体抬升力。
作为优选:所述的上升水流管直径与反应室直径之比为1:6~12,上升水流管在反应室和沉淀室中的长度之比为2~8:1。
作为优选:所述的污泥内回流管直径与反应室直径之比为1:6~12,污泥内回流管在反应室和沉淀室中的长度之比为1:2~8。
作为优选:所述的污泥分级器上部直径与反应室直径之比为1:4~6。
作为优选:所述的污泥分级器上部直径与浮渣收集筒直径之比为1:4~6。
作为优选:所述的进料管的进料口高于溢流堰顶部0.2~1.2m。
作为优选:所述的进料管与污泥下降管直径均为100mm,以保证流体一定的流动速率。溢流管直径为50mm。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:1)沉淀区上部设污泥分级器,下部设内循环导管,相比于三相分离器结构简单,占用空间小;2)利用反应自身产气作为物料的提升动力,切向进入污泥分级器,无需外部动力;3)利用旋流对颗粒污泥的分离效果,使可沉降污泥沿污泥下降管返回混合区,气体、上升液体和上浮污泥由上部溢流管导出;4)污泥分级器分级效率高,以气体和液体为介质,根据污泥密度及颗粒大小的差异进行分级处置。
附图说明
图1是一种旋流污泥分级厌氧氨氧化反应器结构剖面图;
图2是一种旋流污泥分级厌氧氨氧化反应器结构俯视图;
图中:混合区I、厌氧氨氧化反应区II、沉淀区III,旋流分级区IV;底部排泥口1、旋流布水器2、进水管3、回流口4、反应室5、污泥下降管6、上升水流管7、污泥内回流管8、密封横隔板9、排泥管10、沉淀室11、进料管12、污泥分级器13、溢流管14、溢流堰15、出水管16、浮渣收集筒17、排渣管18、排渣阀19。
具体实施方式
下面结合具体附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。各优选实施方式间若没有特殊说明或冲突,可以进行任意组合。
如图1、2所示,旋流污泥分级厌氧氨氧化反应器,反应器整体分为混合区I、厌氧氨氧化反应区II、沉淀区III和旋流分级区IV;具体包括排泥口1、旋流布水器2、进水管3、回流口4、反应室5、污泥下降管6、上升水流管7、污泥内回流管8、密闭横隔板9、排泥管10、沉淀室11、进料管12、污泥分级器13、溢流管14、溢流堰15、出水管16、浮渣收集筒17、排渣管18和阀门19。
反应器主体从上到下设置密闭相连的沉淀室11和反应室5,沉淀室11和反应室5之间通过密闭横隔板9分隔,横隔板9上左右两边对称设置有上升水流管7与污泥内回流管8,且两条管上下均伸出密闭横隔板9一定距离,且污泥内回流管8的底部所处高度低于上升水流管7的底部所处高度。
反应室5底部中心设有排泥口1,用于将排放沉淀的污泥。反应室5下部侧壁设有进水管3和回流口4;反应室5内底部安装与进水管3相连的旋流布水器2。
沉淀室11下部外壳直径由上至下渐缩,呈倒圆塔型,其倾斜侧壁上设有排泥管10;沉淀室11中部外壁上设有回流口4,该回流口与反应室下部的回流口相通,作为回流管路。反应室5上部外壁设有溢流堰15和出水管16,溢流堰15出水通过出水管16排出。
污泥分级器13设置于沉淀室11的中心轴上,其下部呈空心锥体,上部为直筒状,锥体顶部高于溢流堰15。污泥分级器13顶部设有溢流管14,用于排出气体与浮渣。污泥分级器13侧壁连有进料管12,进料管12下端与反应室5顶部相通但不伸入反应室5内。污泥分级器13底部连有污泥下降管6,污泥下降管6垂直设置,且穿过密闭横隔板9到达回流口4上方;污泥分级器13外设有浮渣收集筒17,筒底倾斜,最低处附近连有排渣管18,排渣管18上设置阀门19,用于控制开闭。
作为一种优选实施方式:所述的沉淀室11下部侧壁的倾角α为45°;浮渣收集筒17底面与侧壁的夹角γ为100°;污泥分级器13下部椎体的锥角β为20°。在这些角度下的装置,具有良好的颗粒分级率。
作为一种优选实施方式:所述的反应室5高径比为8~10:1,以保证产生足够的气体抬升力。
作为一种优选实施方式:所述的上升水流管7直径与反应室5直径之比为1:6~12,上升水流管7在厌氧氨氧化反应区II和沉淀区III(即反应室5和沉淀室11)中的长度之比为2~8:1。
作为一种优选实施方式:所述的污泥内回流管8直径与反应室5直径之比为1:6~12,污泥内回流管8在厌氧氨氧化反应区II和沉淀区III(即反应室5和沉淀室11)中的长度之比为1:2~8。
作为一种优选实施方式:所述的污泥分级器13上部直径与反应室5直径之比为1:4~6。
作为一种优选实施方式:所述的污泥分级器13上部直径与浮渣收集筒17直径之比为1:4~6。
作为一种优选实施方式:所述的进料管12的进料口高于溢流堰15顶部0.2~1.2m。
作为一种优选实施方式:所述的进料管12与污泥下降管6直径均为100mm,以保证流体一定的流动速率。溢流管14直径为50mm。
旋流污泥分级厌氧氨氧化反应器可用有机玻璃或钢板制作,其工作过程如下:含氨氮与亚硝氮废水由进水管3流入,经旋流布水器2向上进入反应器,与通过回流口4的回流液和污泥下降管6的回流污泥混合后进入厌氧氨氧化反应区Ⅱ的反应室5,含氮废水与厌氧氨氧化颗粒污泥混合后,上升水流通过上升水流管7进入沉淀区,沉淀区部分污泥经污泥内回流管8返回反应室5混合。反应室5所产生的气体汇集于上部,在上升力作用下,气体携带颗粒污泥与浮渣经进料管12提升,切向进入污泥分级器13,经旋流作用后,部分颗粒污泥由污泥下降管6重力自流返回混合区Ⅰ,气体与浮渣经溢流管14向上排出,浮渣沉积到浮渣收集筒17中,聚集一定数量后,打开排渣阀19由排渣管18排空。沉淀室11内部水流则经溢流堰15由出水管16排出。
Claims (9)
1.一种旋流污泥分级厌氧氨氧化反应器,其特征在于:反应器包括排泥口(1)、旋流布水器(2)、进水管(3)、回流口(4)、反应室(5)、污泥下降管(6)、上升水流管(7)、污泥内回流管(8)、密闭横隔板(9)、排泥管(10)、沉淀室(11)、进料管(12)、污泥分级器(13)、溢流管(14)、溢流堰(15)、出水管(16)、浮渣收集筒(17)、排渣管(18)和阀门(19);
反应器主体从上到下设置密闭相连的沉淀室(11)和反应室(5),沉淀室(11)和反应室(5)之间通过密闭横隔板(9)分隔,横隔板(9)上对称设置有上升水流管(7)与污泥内回流管(8),且污泥内回流管(8)的底部低于上升水流管(7)的底部;
反应室(5)底部中心设有排泥口(1),下部侧壁设有进水管(3)和回流口(4);反应室(5)内底部安装与进水管(3)相连的旋流布水器(2);
沉淀室(11)下部外壳直径由上至下渐缩,其倾斜侧壁上设有排泥管(10);沉淀室(11)中部外壁上设有回流口(4),上部外壁设有溢流堰(15)和出水管(16);
污泥分级器(13)设置于沉淀室(11)的中心轴上,其下部呈空心锥体,锥体顶部高于溢流堰(15);污泥分级器(13)顶部设有溢流管(14),侧壁连有进料管(12),进料管(12)下端与反应室(5)顶部相通;污泥分级器(13)底部连有污泥下降管(6),污泥下降管(6)穿过密闭横隔板(9)到达回流口(4)上方;污泥分级器(13)外设有浮渣收集筒(17),筒底倾斜,最低处连有排渣管(18),排渣管(18)上设置阀门(19)。
2.根据权利要求1所述的一种旋流污泥分级厌氧氨氧化反应器,其特征在于:所述的沉淀室(11)下部侧壁的倾角α为45°;浮渣收集筒(17)底面与侧壁的夹角γ为100°;污泥分级器(13)下部椎体的锥角β为20°,以保证良好的颗粒分级率。
3.根据权利要求1所述的一种旋流污泥分级厌氧氨氧化反应器,其特征在于:所述的反应室(5)高径比为8~10:1,以保证产生足够的气体抬升力。
4.根据权利要求1所述的一种旋流污泥分级厌氧氨氧化反应器,其特征在于:所述的上升水流管(7)直径与反应室(5)直径之比为1:6~12,上升水流管(7)在反应室(5)和沉淀室(11)中部分的长度之比为2~8:1。
5.根据权利要求1所述的一种旋流污泥分级厌氧氨氧化反应器,其特征在于:所述的污泥内回流管(8)直径与反应室(5)直径之比为1:6~12,污泥内回流管(8)在反应室(5)和沉淀室(11)中部分的长度之比为1:2~8。
6.根据权利要求1所述的一种旋流污泥分级厌氧氨氧化反应器,其特征在于:所述的污泥分级器(13)上部直径与反应室(5)直径之比为1:4~6。
7.根据权利要求1所述的一种旋流污泥分级厌氧氨氧化反应器,其特征在于:所述的污泥分级器(13)上部直径与浮渣收集筒(17)直径之比为1:4~6。
8.根据权利要求1所述的一种旋流污泥分级厌氧氨氧化反应器,其特征在于:所述的进料管(12)的进料口高于溢流堰(15)顶部0.2~1.2m。
9.根据权利要求1所述的一种旋流污泥分级厌氧氨氧化反应器,其特征在于:所述的进料管(12)与污泥下降管(6)直径均为100mm,以保证流体一定的流动速率,溢流管(14)直径为50mm。
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